En las plantas de biogás se produce gas (biogás) gracias a la fermentación controlada de biomasa que, gracias a su alto contenido en metano, puede emplearse para la producción de energía eléctrica y/o térmica. La planta de biogás necesita ser alimentada con materias primas, que se conocen generalmente como sustratos, y pueden ser algunas de las siguientes: estiércol líquido, productos agrícolas y los residuos agroindustriales.
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¿Cómo funcionan las plantas de biogás?
Una planta de biogás puede emplear diferentes tipos de sustrato o materia prima para producir energía. Para explicar el funcionamiento de una planta, se va a utilizar el ejemplo de una que funcione a base de residuos de maíz, estiércol líquido y residuos de la industria agroalimentaria. Los pasos para la generación de energía son los siguientes:
- La planta de biogás del ejemplo funciona a base de maíz ensilado. Por tanto, el primer paso es alimentar la planta, mediante el empleo de una pala cargadora, a través de una tolva de alimentación de hormigón. Esta tolva de alimentación ha de ser rellenada al menos una vez al día, pues dispone de una cinta transportadora que va alimentando de forma automática la planta de generación de energía.
- El estiércol líquido se bombea de forma automática, a través de una tubería, a la bomba de mezclado. En la bomba se mezcla con el maíz proveniente de la cinta transportadora. Esta técnica permite generar un sustrato fresco para alimentar uno o varios fermentadores de forma simultánea.
- Una vez que el sustrato fresco está dentro del fermentador, se procede a añadirle el tercer elemento: los residuos procedentes de la industria agroalimentaria. Estos residuos han sido almacenados previamente en una fosa de reserva y, además, antes de verterse en el fermentador, los residuos agroalimentarios se calientan en un intercambiador de calor tubular durante una hora aproximadamente.
- Un vez que se han añadido los tres sustratos (maíz, estiércol y residuos agroalimentarios) al fermentador, unas aspas los remueven continuamente para evitar la formación de capas flotantes. Asimismo, los fermentadores disponen de unos calentadores en su perímetro que mantienen la mezcla a unos 40º C, lo que facilita la formación de metano. Toda la mezcla se mantiene durante unos 60 días en el interior del fermentador.
- Una vez que se ha explotado al máximo la mezcla, se transfiere todo el contenido a otro fermentador donde se des-gasifica la mezcla durante otros 60 días.
- El producto final es un abono de alta calidad. Este líquido se bombea a unos silos de hormigón donde se puede acumular durante un máximo de 6 meses antes de ser empleado en las extensiones agrícolas.
¿Cómo se gestiona y conduce el biogás?
El gas se produce en los fermentadores, cuyo funcionamiento ha sido explicado anteriormente. Una vez que el sustrato ha sido añadido al biodigestor (o fermentador), se obtiene el biogás de la siguiente forma:
- Cuando el fermentador de las plantas de biogás se rellena con biomasa fresca, se calienta y se remueve, se inicia el proceso de formación del gas. Las grasas y los hidratos de carbono de los componentes son digeridos por bacterias que generan grandes cantidades de metano durante la digestión.
- El gas resultante (compuesto por un 60 % de metano y un 40% de vapor de agua, dióxido de carbono, hidrógeno y ácido sulfhídrico) va ascendiendo continuamente en el depósito (está cerrado herméticamente) lo que permite su extracción del depósito.
- Una vez que el gas se extrae del biodigestor, se le extrae el vapor de agua y el ácido sulfhídrico, pues resultan problemáticos para la posterior utilización del biogás. El vapor de agua se extrae mediante un método de condensación y, por otra parte, el ácido sulfhídrico se elimina pasando el gas por una planta biológica de desulfuración.
- Para terminar de limpiarlo, el producto se somete a un proceso de lavado y secado
- El gas resultante, ya limpio de impurezas, se pasa a través de un compresor que lo prepara para la posterior combustión.
- Finalmente el gas se utiliza para alimentar los generadores de electricidad.
¿Qué otras ventajas ofrece una planta de biogás?
Además de producir electricidad y abonos de alta calidad, el calor resultante de la refrigeración de los generadores de electricidad se emplea para calentar la mezcla de los digestores, por lo que el aprovechamiento de la energía producida es máxima. Además, este calor también puede ser empleado como calefacción en casas o industrias que estén próximas a la planta de generación, lo que reduciría considerablemente el gasto energético.
¿Qué se hace con la energía producida?
La energía producida por el generador de las plantas de biogás de eco-generación, se convierte en un generador al nivel de tensión de la red. A continuación esta corriente es inyectada a la red pública y puede cubrir el consumo anual de unos 1000 hogares (dependiendo del tipo de planta). Normalmente, las plantas de biogás más avanzadas están funcionando las 24 horas del día durante todos los días del año. Esto es una gran ventaja frente a otras plantas de producción de energía que dependen de elementos atmosféricos para su producción y no pueden hacer frente a la demanda de forma continuada.
Por tanto, es la solución ideal para maximizar la rentabilidad de una producción agrícola o ganadera, pues ayuda a gestionar los residuos procedentes de la explotación (se traduce en un ahorro) y, además, obtener un gran beneficio de esos residuos, tanto en forma de energía eléctrica, como de abonos de alta calidad.
Actualmente este tipo de plantas se están implementando con gran éxito en cooperativas agrícolas y ganaderas y, también, en diversos municipios de España.