Aprovechamiento de residuos: biogás

Siempre me ha parecido muy interesante cómo un proceso, o mejor dicho, lo que consideramos residuo de un proceso (que inicialmente puede suponer un problema) puede convertirse en un recurso a utilizar, bien por el propio proceso o por otros. Esto es, ni más ni menos, que aprovechar lo que en un principio se consideraba un desecho.
Si además, a este hecho le sumamos que, mediante el aprovechamiento de este residuo se obtiene una fuente de energía, este proceso presenta una mayor utilidad.

Para ponernos en situación el desecho en este caso procede de las EDAR (Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales). En una EDAR se introduce el agua contaminada, bien por uso doméstico o industrial, y tras una serie de procesos físico-químico-biológicos, obtenemos finalmente un agua que se puede utilizar bien para uso humano en unos casos (limpieza de calles, riegos en determinadas superficies) o para ser vertida al mar sin ocasionar problemas.

En este proceso se genera un residuo llamado lodo que contiene la materia contaminante presente inicialmente en el agua. Este lodo, a priori, representa el residuo principal de las EDAR, y tiene un uso principal que es como abono agrícola.
Para que este lodo se convierta en el abono empleado en los campos tiene que pasar por un proceso de estabilización: digestión aerobia con presencia de oxígeno o digestión anaerobia. Es en este último proceso de digestión donde se obtiene además como subproducto el biogás.

El biogás es un gas combustible que se genera en medios naturales o en dispositivos específicos diseñados para tal fin, por las reacciones de biodegradación de la materia orgánica. Esta degradación se produce por la acción de microorganismos, y otros factores, en ausencia de aire (proceso anaerobio). El gas resultante de este proceso está formado principalmente por metano y dióxido de carbono. Este proceso se produce en la naturaleza, por ejemplo, en los pantanos.
Con la obtención de este biogás se consigue cubrir más del 30% de las necesidades energéticas de la EDAR, haciendo el tratamiento del agua residual más sostenible.

Pero, podría decirse que este proceso no es novedoso ya que se conoce desde hace mucho tiempo, concretamente desde el año 1965, cuando Jeans y McCarty establecieron las etapas en las que la materia orgánica es degradada. Desde entonces, el biogás se obtiene del procesamiento del lodo. Entonces, ¿qué hay de nuevo?

Lo que inicialmente se utilizaba para tratar los residuos de una EDAR ha pasado a ser la base del tratamiento de aguas en la industria. Para ello se emplea una tipología de reactores, UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket: reactor anaerobio de flujo ascendente) y es aquí donde empieza la historia que nos interesa.
El proceso UASB se inventó a mediados de los años 70 en la Universidad de Wageningen (Holanda), aplicándose por primera vez a escala industrial en una industria azucarera alemana.
En este reactor se introduce el agua residual que procede de la industria donde, en contacto con la materia orgánica que se encuentra en su interior en condiciones de ausencia de oxígeno se produce el biogás. Éste se recoge en la parte superior donde debe separarse sólidos y agua que haya podido arrastrar a su paso.

El proceso se explica de forma general en el siguiente figura:

Pero como siempre sucede, las cosas no son tan sencillas. El problema de este reactor, el cual hace que hoy en día su aplicación sea algo limitada, es que este tratamiento anaerobio se debe llevar a cabo en el rango mesofílico. Esto significa que los organismos presentes en el reactor deben tener, para un crecimiento y actividad óptima, una temperatura de entre 15 y 35ºC, por lo que el agua a tratar debe estar en este rango.

Si, por ejemplo, nos encontrásemos en un clima donde el agua estuviese a 10ºC se requeriría un aporte de energía exterior para que la temperatura aumentase hasta alcanzar este intervalo.
Es por esto que, actualmente, este tipo de reactores se utilizan principalmente en industrias donde el agua sale del proceso a una temperatura adecuada, o donde los caudales no sean muy elevados de tal manera que el coste energético (y por tanto, económico) de elevar la temperatura sea mucho menor. En la actualidad, se han registrado más de 1000 plantas industriales se en el mundo que se benefician de esta tecnología.

Por tanto, la tecnología para el tratamiento anaerobio de las aguas residuales de la industria constituye una tecnología madura, que resuelve con un mismo proceso la problemática asociada a la depuración de las aguas industriales, con el añadido de que se genera biogás empleado como fuente energética de la propia industria.