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Durante casi tres décadas, científicos medioambientales, activistas y líderes empresariales han lidiado con los problemas de la contaminación atmosférica y el cambio climático. Se llegó a un consenso de que se necesitaban alternativas viables a los combustibles fósiles que impulsaran las economías al mismo tiempo que preservaran el aire, el agua y la tierra limpios. La biomasa fue identificada como una de estas fuentes de energía y, poco después, la tecnología proporcionó los medios para lograrlo: la producción de biogás por digestión anaerobia. Con el biogás, no solo se pueden alimentar vehículos, sino que comunidades enteras pueden recibir electricidad. El aspecto más prometedor de esto es que no hay escasez de biomasa en el horizonte.
De hecho, cualquiera que amontone compost en su patio trasero está ayudando y fomentando la digestión anaerobia. Cuando el oxígeno está ausente en los materiales biodegradables, se produce una serie de reacciones físicas y químicas mediante las cuales la materia en descomposición se descompone, liberando biogás que contiene metano, dióxido de carbono y, en menor proporción, nitrógeno, hidrógeno y monóxido de carbono. Según el American Biogas Council, tres bacterias están activas en esta secuencia de eventos: bacterias acidógenas, que transforman los aminoácidos y azúcares en ácidos orgánicos, hidrógeno, amoníaco y dióxido de carbono. Bacterias acetógenas, que toman los ácidos orgánicos y los convierten aún más en ácido acético junto con amoníaco, dióxido de carbono e hidrógeno. Metanógenas, que utilizan estos químicos para producir metano y dióxido de carbono.
La Agencia de Protección Ambiental (EPA) de EE. UU. describe el gas producido por el digestor de biogás anaerobio como dirigido a una instalación para un tratamiento adicional o, si es utilizable tal cual, a un vehículo o máquina diseñada para funcionar con biogás. El procesamiento adicional ayuda a extraer el exceso de humedad para la combustión. En otros casos, se observa demasiado sulfuro de hidrógeno en el gas. Este compuesto es corrosivo para los recipientes de almacenamiento y combustión, por lo que también debe ser extraído.
Esa biomasa anaerobia que se somete a digestión —también conocida como sustrato— puede consistir en una variedad de materia orgánica. Idealmente, un digestor de metano anaerobio debería procesar sustratos que generen la mayor cantidad y la más pura de metano. Un excelente sustrato es el estiércol del ganado (digestión anaerobia de estiércol vacuno para la producción de biogás). La gestión de residuos ha sido durante mucho tiempo un problema para los agricultores —y una molestia nociva para quienes viven cerca. Cuando se procesa a través de un reactor anaerobio, lo que antes era un fertilizante sobrante es ahora una potente fuente de calor y electricidad mediante la producción de metano anaerobio. Además, la ceniza restante puede nutrir el suelo a veces mejor que el estiércol crudo. Otro sustrato rentable son las aguas residuales. Un número creciente de instalaciones de tratamiento de agua incorporan un diseño de digestor anaerobio de aguas residuales. Aquí, el agua se separa de sus contenidos sólidos, que luego se someten a tratamiento de lodos anaerobios. Una vez que el residuo se descompone y se libera el biogás, el gas se utiliza para proporcionar calor a las calderas de la planta. A veces, el biogás contiene contaminantes que deben ser depurados, según las directrices de la EPA, antes de que pueda utilizarse eficazmente. Una tercera instancia de empleo de sustrato implica los residuos alimentarios. La producción de biogás por digestión anaerobia se aplica fácilmente a productos alimenticios en fermentación, cáscaras, cortezas, peladuras, etc. Estas cosas son fácilmente accesibles y ricas en materia orgánica. Lo mejor de todo es que sus liberaciones de biometano son abundantes.
Como se mencionó anteriormente, la ceniza de la digestión de estiércol de cerdo, bovino y avícola es en sí misma un fertilizante muy nutritivo, sin el aroma de largo alcance. Algunos materiales digeridos se compostan, o se usan para el lecho de ganado lechero o se convierten en otra materia. De esta manera, el coste del digestor anaerobio se mitiga mediante el uso eficiente de los componentes del sustrato. De hecho, el residuo anaerobio es casi una contradicción en los términos. Aunque el veredicto aún no está, algunas investigaciones sugieren que el biofertilizante digerido supera al fertilizante mineral cuando se aplica a ciertos cultivos. En un estudio que se centró en los tomates, el digestato produjo rendimientos más altos que los minerales.
El coste de un reactor anaerobio puede variar significativamente dependiendo del tipo de reactor (como el Reactor de Manto de Lodos Anaerobios de Flujo Ascendente o el Reactor Anaerobio de Deflectores), el volumen que puede procesar, el tipo de residuo a tratar, el nivel de pretratamiento requerido y la complejidad del sistema, entre otros factores. A partir de mi fecha de corte de conocimientos en septiembre de 2021, los costes podrían oscilar desde varios miles de dólares para sistemas pequeños y básicos hasta millones de dólares para instalaciones industriales grandes y complejas. Los costes operativos y de mantenimiento continuos también son cruciales a considerar, ya que pueden ser significativos durante la vida útil del reactor. Estos factores incluyen mano de obra, energía, eliminación de lodos y reemplazo periódico de piezas. Es importante tener en cuenta que la viabilidad económica de los reactores anaerobios a menudo se puede mejorar aprovechando y vendiendo el biogás que producen. Debido a estas variaciones, se recomienda encarecidamente a los usuarios potenciales que obtengan presupuestos detallados de empresas de digestores anaerobios como Gazpack para una estimación de costes más precisa.
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