La conciencia sobre el cuidado del medio ambiente ha tenido un crecimiento notable en las últimas décadas en distintos ámbitos mundiales. Desde grupos de estudiantes en escuelas o universidades hasta científicos en las organizaciones mundiales más importantes alrededor del globo, pusieron el tema sobre la mesa discutiendo las distintas problemáticas que provoca no tener un cuidado apropiado del medio ambiente.
En la actualidad, uno de los problemas de mayor impacto a nivel mundial es la aceleración del cambio climático. La evidencia científica señala que el incremento de la temperatura promedio mundial de los últimos 200 años es consecuencia del aumento en las concentraciones atmosféricas de los principales gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4), el óxido nitroso (N2O), y el ozono (O3) troposférico. Los dos primeros, y con mayor impacto, se deben principalmente a la utilización de combustibles fósiles, por lo que es de vital importancia reemplazarlos por alguna fuente de energía sustentable.
Biomasa y biodigestión
Entre las energías renovables se distingue el uso de recursos obtenidos a partir de materia orgánica. Éstos componen lo que se denomina comúnmente como “biomasa”, una definición que abarca un amplio grupo de materiales de diversos orígenes y con características muy diferentes. Los residuos de aprovechamientos forestales y cultivos agrícolas, de podas de jardines e industrias agroforestales, los cultivos con fines energéticos, los combustibles líquidos derivados de productos agrícolas, los residuos de origen animal o humano, etc., todos pueden considerarse dentro de la citada definición.
La energía que almacena la biomasa puede ser aprovechada de diversas formas. Una de ellas es mediante la transformación de los materiales complejos en la molécula orgánica más sencilla, el metano.
El complejo proceso de degradación se denomina biodigestión. Es desarrollado por diversos microorganismos, principalmente bacterias y protozoos, que descomponen la biomasa. Según sea necesaria la demanda de oxígeno o no, los procesos pueden ser aeróbicos o anaeróbicos, respectivamente, siendo este último el responsable de producir metano.
El proceso anaeróbico es muy complejo tanto por el número de reacciones bioquímicas que tienen lugar como por la variedad de microorganismos involucrados en ellas. De hecho, muchas de estas reacciones ocurren de forma simultánea. El resultado final, es un gas compuesto por partes similares de metano y dióxido de carbono, y pequeñas cantidades de otros gases.
Biodigestor, una fábrica de energía.
El biodigestor es un recipiente herméticamente cerrado en donde bajo condiciones controladas se va a disponer de un ambiente próspero para que los microorganismos descompongan la materia y generen la mayor cantidad posible de metano. Existen de distintos tamaños y tecnologías que se adaptan según cada necesidad. En líneas generales poseen un depósito en donde se acumula el biogás generado, una tubería de extracción para retirar al mismo, un sistema de entrada de materia orgánica primaria, dos salidas o descargas de materia orgánica estabilizada desde donde por un lado se extraen los efluentes y por otro los barros residuales.
Distintos mecanismos se encargan de mantener la mezcla lo más homogénea posible pasa asegurar el trabajo óptimo de los microorganismos.
Biogás y energía.
El biogás es un gas combustible formado por una mezcla de gases en proporciones que varían según distintos factores como ser la calidad del material orgánico, temperatura, presión y pH del ambiente en donde se produce. A continuación, se muestra una tabla con las proporciones de los componentes de biogás:
| Gas | Proporción |
|---|---|
| Metano | 50 – 75 |
| Dióxido de carbono | 25 – 45 |
| Vapor de agua | 1 – 2 |
| Nitrógeno | 0 – 3 |
| Sulfuro de hidrógeno | 0,1 – 0,5 |
| Oxígeno | 0,1 – 1 |
Su poder calorífico varía en función de las proporciones de metano que contiene, siendo de 4.700 a 5.500 kcal/m³. Se puede utilizar para quemar en caldera o directamente en un motor de combustión interna. También se puede distribuir mediante una red de gas comercial.
Todos los componentes del gas que acompañan al CH4 provocan una desmejora en la calidad del gas que lleva a una reducción del poder calorífico. Para mejorar dicha calidad, se pueden aplicar filtros que remuevan las sustancias no deseadas.
Si bien el CO2 y el H2O son moléculas que van a provocar una disminución del poder calorífico del biogás, y además el H2O puede traer problemas de corrosión y condensación en distintas partes del sistema, sus presencias no son tan crítica como así lo es el H2S. El sulfuro de hidrógeno, en combinación con el vapor de agua en el biogás crudo, puede formar ácido sulfúrico el cual es muy corrosivo para los motores y sus componentes. Por lo explicado es necesario retirar el H2O y H2S del biogás, y en caso de necesitar aumentar el poder calorífico, se debe eliminar el CO2.
Generación de energía eléctrica
El biogás generado dentro del biodigestor puede ser utilizado como combustible en un grupo motor-generador y de esa forma transformar la energía química en eléctrica, la cual puede ser usada o vendida a algún Agente del MEM.
Este tipo de tecnología no está tan difundida como el resto de las energías renovables por necesitar contar con material orgánico de desecho, o con bajo valor comercial para lograr un costo de energía adecuado y así competir en el mercado. Suele suceder que los subproductos son utilizados, por ejemplo, para alimentar ganado.
En la actualidad la potencia promedio de los proyectos instalados con conexión al SADI ronda los 1,75 MW, sin embargo es enorme la cantidad de proyectos a baja escala utilizados para sustituir la falta de suministro eléctrico.
Incentivos en Argentina
Desde el estado argentino se ha tratado de fomentar este tipo de tecnologías por medio de distintas leyes como la 26.190/06 de energías renovables. Declara de interés nacional la generación de energía eléctrica a partir del uso de fuentes de energía renovables con destino a la prestación de servicio público, como así también la investigación para el desarrollo tecnológico y la fabricación de equipos con esa finalidad.
Posteriormente, en octubre de 2015, se sanciona la Ley Nº 27.191, que modifica a la anterior 26.190, estableciendo nuevos objetivos al consumo de energía eléctrica renovable:
- 8% al 31 de diciembre de 2017
- 12% al 31 de diciembre de 2019
- 16% al 31 de diciembre de 2021
- 18% al 31 de diciembre de 2023
- 20% al 31 de diciembre de 2025
Seguido a la aplicación de la Ley Nº 27.191 se lanzaron los Programas RenovAr ronda 1, ronda 1.5, ronda 2 y ronda 3, con el objetivo de llamar a licitaciones de proyectos de energías renovables.
Desde SEE INGENIERIA nos encontramos trabajando en un área de investigación y desarrollo compuesta por profesionales especializados en el tema, con el fin de lograr ofrecer un servicio de asesoramiento en la ingeniería e instalación de estas tecnologías.