Biogás Energía Renovable
Por: Bill Rucks, Traducción José Dib, el 12 de Agosto del 2011
Biogás se refiere al gas producido gracias a la descomposición biológica de material orgánica en ausencia de oxigeno, se origina de material biogénico y es un tipo de biocombustible.
Un tipo de biogás es producido por la digestión o fermentación anaeróbica de materiales biodegradables como biomasa, excrementos, aguas grises o negras, desecho de las ciudades, desechos verdes y plantaciones energéticas. Este tipo de biogás contiene en su mayoría metano y dióxido de carbono. El otro principal tipo de biogás es gas proveniente de madera que es creado por medio de la gasificación de esta u otra biomasa; contiene en su mayoría nitrógeno, hidrogeno y monóxido de carbono con pequeñas cantidades de metano.
Los gases metano, hidrogeno y monóxido de carbono pueden ser quemados u oxidados con oxigeno. El aire contiene alrededor de 21% de oxigeno. Esta combinación de energía producida permite que el biogás sea utilizado como combustible. El biogás es utilizado como un combustible de bajo costo en cualquier lugar del mundo para cualquier propósito de calentamiento por medio de combustión, principalmente para cocinar. También puede ser utilizado para el manejo de desecho en donde puede ser utilizado para hacer funcionar cualquier tipo de maquina que utilice calor, o para generar electricidad o mover aparatos mecánicos.
El biogás también puede ser comprimido así como el gas natural y puede ser utilizado como combustible para vehículos de motor. Por ejemplo, en el Reino Unido es estimado que tiene el potencial para remplazar el 17% de vehículos que utilizan combustibles fósiles. El biogás es un combustible renovable que puede calificar como energía renovable para obtener subsidios en muchos lugares del mundo.
Lugares donde se han establecido productores de biogás han demostrado hasta .9m3 de biogás por cada kilogramo de biomasa. Al 75% de pureza y 60% de eficiencia para cada generador que funciona con biogás, cada kilogramo de biomasa agregada produce 7kWh de energía.
1m3 de biogás es equivalente a:
- Cocinar
- Encender luces
- Reemplazamiento de combustibles fósiles
- Generación de energía
- 6 horas de energía para un foco de 60-100 Watts
- Cocinar 3 comidas para una familia de 5-6 personas
- .7 litros de petróleo
- 2 horas de energía para un motor de un caballo de fuerza
- Producir 1.25 kilowatts de electricidad por hora
- Existen alrededor e 40 millones de digestores domésticos en el mundo
- Se construyeron alrededor de 360,000 digestores domésticos en 2010, cada uno produce alrededor de 10kw de energía.
Cantidad de Gas en diferentes tipos de desechos.
La cantidad de gas producida por diferentes materiales es extremadamente variable dependiendo de las propiedades de cada material, temperatura, cantidad de material añadida regularmente, etc, Generalmente, estudios en laboratorios sugieren que los valores de la siguiente combinación de desechos puede ser utilizada.
Otros valores de producción de gas son adquiridos de digestores actualmente en operación. Estos son mostrados como pies cúbicos de gas producidos por la cantidad total de sólidos y son valores mas abiertos.
Pies cúbicos de gas producidos por sólidos volátiles de desechos combinados |
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| MATERIAL | PROPORCIÓN | Ft3 Por libra de SV agregados | Contenido de CH4 de Gas (%) |
| Gallinaza | 100% | 5 | 59.8 |
| Gallinaza & Pulpa de papel | 31% 69% | 7.8 | 60 |
| Gallinaza & Periódico | 50% 50% | 4.1 | 66.1 |
| Gallinaza & Cortes de pasto | 50% 50% | 5.9 | 68.1 |
| Excremento de bovinos | 100% | 1.4 | 65.2 |
| Excremento de bovinos & Cortes de pasto | 50% 50% | 4.3 | 51.1 |
Gas producido por el total de desechos sólidos |
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| Excremento | Ft3/lb. de materia seca (ST) |
| Cerdos | 6.0-8.0 |
| Vacas (India) | 3.1-4.7 |
| Gallinas | 6.0-13.2 |
| Drenaje Convencional | 6.0-9.0 |
Composición general del biogás producido con desecho de granjas |
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| CH4 | Metano | 54 - 70% |
| CO2 | Dióxido de carbono | 27 - 45% |
| N2 | Nitrógeno | 0.5 - 3% |
| H2 | Hidrogeno | 1 - 10% |
| CO | Monóxido de carbono | 0.10% |
| O2 | Oxigeno | 0.10% |
| H2S | SULPHIDE de hidrogeno | rastros |
Valor como combustible del biogás y otros gases usados como combustibles |
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| Tipo de gas | Valor (BTU/ft3) |
| Carbón | 450 - 500 |
| Bio gas | 540 - 500 |
| Metano | 896 - 1069 |
| Gas Natural Producido con metano o propano) | 1050 - 2200 |
| Propano | 2200 - 2600 |
| Butano | 2900 - 3400 |
*BTU = British Thermal Unit (Equivalente a 1 055.05 joules)
La calidad de biogás puede ser estimada por el radio C/N (Carbono/Nitrógeno) de los materiales utilizados.
Producción de gas de acuerdo con los radios de C/N de los desechos. |
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| Metano | CO2 | Hidrogeno | Nitrógeno | ||
| C/N Bajo (Alto en Nitrógeno) | sangre, orina | Bajo | Alto | Bajo | Alto |
| C/N Alto (Alto en Nitrógeno) | aserrín, paja, azúcar y almidones como desechos de papa, maíz, betabel | Bajo | Alto | Medio | Bajo |
| C/N Balanceado (C/N= Cerca a 30) | excrementos, basura | Alto | Medio | Bajo | Bajo |
Biodigestores Semi – comerciales:
Para un sistema de desecho de flujo continuo, se debe instalar un triturador en la cocina que alimente directamente al digestor.
Para empezar un digestor:
Para empezar un digestor:
El digestor se llena con una mezcla inicial, ya sea excremento de bovinos mezclados con agua y desechos de harina/azúcar o de algún efluente conseguido de algún digestor que este funcionando mezclado con almidones. La alimentación de este, se va haciendo semana por semana hasta que se obtenga una cantidad estable de gas; normalmente 250g cada día de 1kg de alimento (materia seca).
Referencias:
Bill Rucks –Water Alchemy Ltd www.water-alchemy.com
Traducido por Jose Dib
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