En muchas de las localidades más pobres de nuestro país, por citar un caso, se suele utilizar el estiércol de vacuno seco (boñiga) para combustible en los fogones cuando la leña escasea. Los riesgos para la salud humana provienen, en forma categórica, de tal costumbre. El uso del biogas se presenta entonces como una solución integral porque obliga a tener un área exclusiva, fuera del hogar donde se procesa el estiércol, y además se hace ya innecesario el sacrificio de árboles para obtener leña. ¿No es todo eso una gran contribución al sostenimiento del medio ambiente?. Son aprovechables además los productos agrícolas en mal estado y los restos no consumibles de animales.
Sectores rurales y urbanos pueden ser beneficiarios: ganaderos, avicultores, agricultores, aún los asentamientos humanos y hasta industrias como son las de abonos y fertilizantes, quienes tienen la oportunidad de generar un “plus” en sus respectivas producciones e incluso ser “autosuficientes” en energía térmica y eléctrica, como ya sucede en muchos países desarrollados. Y ahora que el precio del petróleo vuelve a preocupar en muchos sectores, cabe la necesidad de divulgar alternativas como ésta para su reemplazo.
El biogas se obtiene, por lo general, en un proceso conocido como “digestión anaeróbica”, a partir del contacto de restos de seres vivos con el agua (hidrólisis) . Ver el esquema:
El proceso se lleva a cabo en dispositivos llamados “biodigestores”, de los que hay 4 tipos básicos (Fuente referencial: BIODIGESTORES, UNA ALTERNATIVA A LA AUTOSUFICIENCIA ENERGÉTICA Y DE BIOFERTILIZANTES - Fundación Hábitat - Quimbaya,Quindío – Colombia - 2005):
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• Biodigestores a partir de pozos sépticos.
• Biodigestores de domo flotante (Indio).
• Biodigestores de domo fijo (Chino).
• Biodigestores de estructura flexible.
Biodigestor a partir de pozos sépticos.
Los pozos sépticos son harto conocidos en nuestro medio (para el Perú: ver criterios de diseño en la norma IS.020, título III del Reglamento Nacional de Edificaciones).
Este es el más antiguo y sencillo digestor anaeróbio que se conoce, utilizado normalmente para la disposición de aguas residuales domésticas. Se cree que de allí deriva el uso potencial de los gases producidos por la fermentación anaeróbica, para el uso doméstico.
Para la correcta operación de estos pozos es requisito indispensable aislar las aguas servidas que caen en él, de las que contienen jabón o detergentes. El efecto de los jabones y en especial los detergentes, inhibe la acción metabólica de las bacterias, razón por la que los pozos se colmatan con rapidez y dejan de operar, haciendo necesario destaparlos frecuentemente para recomenzar la operación.
Cuando no es posible separar las aguas negras de las jabonosas, como en el alcantarillado urbano, es necesario hacer un tratamiento químico con Polímetros a esta agua a fin de solucionar el problema antes de iniciar la fermentación anaeróbica.
Biodigestor de domo flotante (Indio).
Este biodigestor consiste en un tambor, originalmente hecho de acero pero después reemplazado por fibra de vidrio reforzado en plástico (FRP) para superar el problema de corrosión. Normalmente se construye la pared del reactor y fondo de ladrillo, aunque a veces se usa refuerzo en hormigón. Se entrampa el gas producido bajo una tapa flotante que sube y se cae en una guía central. La presión del gas disponible depende del peso del poseedor de gas por el área de la unidad y normalmente varía entre 4 a 8 cm de presión de agua. El reactor se alimenta semi-continuamente a través de una tubería de entrada.
Biodigestor de domo fijo (Chino).
Este reactor consiste en una cámara de gas-firme construida de ladrillos, piedra u hormigón. La cima y " fondos son hemisféricos y son unidos por lados rectos. La superficie interior es sellada por muchas capas delgadas de mortero para hacerlo firme. La tubería de la entrada es recta y extremos nivelados. Hay un tapón de la inspección a la cima del digestor que facilita el limpiado. Se guarda el gas producido durante la digestión bajo el domo y cambia de sitio algunos de los volúmenes del digestor en la cámara del efluente, con presiones en el domo entre 1 y 1.5 m de agua. Esto crea fuerzas estructurales bastante altas y es la razón para la cima hemisférica y el fondo. Se necesitan materiales de alta calidad y recursos humanos costosos para construir este tipo de biodigestor. Más de cinco millones de biodigestores se ha construido en China y ha estado funcionando correctamente (FAO, 1992) pero, desgraciadamente, la tecnología no ha sido tan popular fuera de China.
Esta instalación tienen como ventaja su elevada vida útil (pueden llegar como promedio a 20 años), siempre que se realice un mantenimiento sistemático.
Biodigestor de estructura flexible
La inversión alta que exigía construir el biodigestor de estructura fija resultaba una limitante para el bajo ingreso de los pequeños granjeros. Esto motivó a ingenieros en la Provincia de Taiwán en los años sesenta (FAO, 1992) a hacer biodigestores de materiales flexibles más baratos. Inicialmente se usaron nylon y neopreno pero ellos demostraron ser relativamente costoso. Un desarrollo mayor en los años setenta era combinar PVC con el residuo de las refinerías de aluminio producto llamado "el barro rojo PVC."
Esto fue reemplazado después por polietileno menos costoso que es ahora el material más comúnmente usado en América Latina, Asia y África. Desde 1986, el Centro para la Investigación en Sistemas Sustentables de Producción Agrícola (CIPAV), ha estado recomendando biodigestores de plástico económico como la tecnología apropiada por hacer mejor uso de excrementos del ganado, reduciendo la presión así en otros recursos naturales.
En este digestor el gas se acumula en la parte superior de la bolsa, parcialmente llena con Biomasa en fermentación; la bolsa se va inflando lentamente con una presión de operación baja, pues no se puede exceder la presión de trabajo de la misma.
Muy a mi pesar, la magnitud de este tema me obliga a escribir más de un artículo referente a él. Este primer artículo ha sido básicamente para desvanecer mitos, crear conciencia, y motivar sobre la importancia de este recurso renovable. El mes que viene se expondrán los criterios necesarios para formular un óptimo diseño de los biodigestores, incluyendo desde luego, las múltiples alternativas para la selección de materiales (en función de su costo) y cómo mejorar la calidad de nuestro producto final, que es el biogas.
