^{Silvina González
Ingeniera Química
Indus Ingeniería y Arquitectura, S.L.}

Las plantas de biogás son instalaciones que convierten los residuos orgánicos en una fuente de energía renovable que puede utilizarse para producir electricidad, calor o incluso como combustible.

El proceso de una planta de biogás comienza con el pretratamiento de la materia orgánica. En esta fase inicial, la materia prima, que puede consistir en residuos agrícolas, estiércol, restos de alimentos o lodos de aguas residuales, se somete a diversas operaciones.

Una vez que la materia prima ha sido adecuadamente preparada, se introduce en el digestor anaeróbico. En este entorno sin oxígeno, los microorganismos descomponen la materia orgánica a través de un proceso llamado digestión anaeróbica. Como resultado de esta reacción biológica, se genera biogás, que consta principalmente de metano (CH₄) y dióxido de carbono (CO₂).

Este biogás se recolecta y almacena en tanques o depósitos apropiados, donde su presión se regula. Posteriormente, el biogás se utiliza como combustible en motores de generación de energía o se quema en una caldera.

Además de la generación de energía, el proceso de digestión anaeróbica produce un subproducto valioso llamado digestato, un material rico en nutrientes que se utiliza como fertilizante agrícola.

Para operar de manera eficiente y sostenible, es esencial controlar una serie de parámetros críticos a lo largo del proceso. Estos parámetros aseguran que la digestión anaeróbica funcione sin problemas y maximicen la producción de biogás. En este artículo, exploraremos los principales parámetros que deben monitorearse y controlarse en una planta de biogás.

1. Temperatura

El control de la temperatura es fundamental en una planta de biogás, ya que influye en la actividad de los microorganismos responsables de la digestión anaeróbica. La mayoría de las plantas de biogás funcionan mejor a temperaturas que oscilan entre los 35°C y 55°C. Mantener la temperatura adecuada promueve una digestión eficiente y previene la inhibición microbiana. La principal ventaja de operar a mayores rangos de temperatura es que aumenta considerablemente la velocidad de reacción, generando mayores tasas de producción (o menor volumen de reactor, para efectos de diseño). Sin embargo, mantener las temperaturas óptimas demanda energía, por lo que su elección está determinada principalmente por condiciones económicas.

2. pH (Potencial de Hidrógeno)

El pH es un indicador de la acidez o alcalinidad del medio. En una planta de biogás, el rango de pH óptimo varía generalmente entre 6,5 y 8,0. Un pH fuera de este rango puede afectar negativamente la actividad microbiana y reducir la producción de biogás. El control del pH se logra mediante la adición de sustancias alcalinas o ácidas según sea necesario.

3. Carga Orgánica y Relación C/N

La carga orgánica se refiere a la cantidad de materia orgánica que se introduce en la planta de biogás. Es esencial controlar la carga orgánica para evitar sobrecargar el sistema, lo que podría llevar a la acidificación y la inhibición del proceso. La relación carbono/nitrógeno (C/N) es importante, ya que afecta la composición del biogás. Un valor óptimo de C/N generalmente se encuentra en el rango de 20:1 a 30:1.

4. Tiempo de Retención Hidráulico (TRH) y Tiempo de Retención Sólida (TRS)

El TRH se refiere al tiempo que los sustratos orgánicos permanecen en el sistema, mientras que el TRS se relaciona con el tiempo medio de permanencia de los sólidos en el digestor. Estos parámetros influyen en la eficiencia de la digestión y deben ser controlados para optimizar la producción de biogás. El TRH y TRS varían según el tipo de materia orgánica y el diseño de la planta.

5. Control del Gas

Los niveles de biogás, específicamente de metano y dióxido de carbono, deben monitorearse continuamente. El metano es el componente valioso del biogás, mientras que el dióxido de carbono es un subproducto. El control de estos niveles asegura la calidad del biogás y su idoneidad para su uso como combustible o fuente de energía.

6. Agitación y Mezcla

Una adecuada agitación y mezcla de los sustratos dentro del digestor es esencial para mantener una distribución homogénea de microorganismos y nutrientes. Esto facilita la digestión y previene la formación de zonas muertas o acumulaciones de sólidos.

Conclusión

El control preciso de los parámetros en una planta de biogás es fundamental para garantizar su funcionamiento óptimo y la producción continua de biogás de alta calidad. Estos parámetros afectan la eficiencia de la digestión anaeróbica, la calidad del biogás generado y la vida útil de la planta. La supervisión constante y la adaptación a las condiciones cambiantes son esenciales para lograr un proceso de digestión anaeróbica exitoso y sostenible. La gestión adecuada de estos parámetros garantiza que las plantas de biogás sigan siendo una fuente confiable de energía renovable y una herramienta efectiva en la gestión de residuos orgánicos.