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Dondequiera que la gente se posicione sobre el tema del cambio climático antropogénico, la mayoría estará de acuerdo en que la combustión de combustibles fósiles —petróleo, carbón y gas natural, por ejemplo— libera sustancias químicas nocivas al aire. Incluso si sus efectos sobre la estabilidad atmosférica son marginales, siguen planteando riesgos para la salud respiratoria de todos los que viven y respiran. Esta razón por sí sola debería impulsar la investigación y el desarrollo de fuentes de energía alternativas. Por supuesto, estos estudios están en curso con la expansión del uso de la energía solar y eólica. Sin embargo, mientras que estos medios dependen del clima, el biogás es una fuente de energía constante e ilimitada.
Una ley natural inmutable es que las entidades biológicas mueren y —cuando mueren— se descomponen. En resumen, su sustancia se descompone en compuestos y elementos constituyentes. Esto se hace en presencia de oxígeno o en su ausencia. Cuando la hojarasca, los cadáveres de animales, la defecación, las ramas de árboles muertos, el césped compostado o los subproductos de residuos de alimentos se entierran, se descomponen anaeróbicamente, es decir, donde no hay oxígeno disponible. Denominado digestión anaeróbica, este proceso permite que ciertas bacterias actúen sobre la materia orgánica de una manera que concluye con la liberación de metano (CH₄). Al igual que los combustibles fósiles, el metano puede quemarse para obtener energía. Sin embargo, a diferencia de los combustibles geológicos, el metano del biogás es neutro en carbono, es decir, no añade nuevo dióxido de carbono (CO₂) a la atmósfera. La producción de biogás apenas es un esfuerzo nuevo para los humanos; una de las primeras plantas de biogás de aguas residuales a gran escala se estableció en Gran Bretaña en 1911.
La corteza terrestre atrapa el carbono, impidiendo que entre en la atmósfera. Solo cuando se perfora la corteza para la minería y la extracción de energía se libera carbono, especialmente cuando dichas extracciones geológicas se queman en el proceso de producción de energía. En este caso, el CO₂ que de otro modo permanecería oculto dentro de la tierra se añade al CO₂ en la atmósfera. Por el contrario, el CO₂ de la materia orgánica en descomposición se liberaría de forma natural —ya sea aeróbica o anaeróbicamente— durante la descomposición, se utilice o no como biogás. Por lo tanto, no se calcula dióxido de carbono adicional.
La producción de biogás es tan diversa en escala y aplicación que identificar un proyecto de biogás "típico" resulta difícil. Las variaciones en tamaño, propósito y sustrato —es decir, la clase de material orgánico utilizado para la digestión— son numerosas. Una granja podría emplear la digestión anaeróbica del estiércol de ganado para autoabastecerse y quizás vender el excedente de electricidad a una empresa de servicios públicos regional. Una planta de tratamiento de agua también puede digerir material de aguas residuales para su propia electricidad. Un hogar puede usar su propio compost y residuos de alimentos para cocinar y calentar una casa. A pesar de todos los modos utilizados por los productores de biogás, existen algunos elementos comunes entre las grandes plantas de biogás. Cada una posee un método y medios para la acumulación y gestión del sustrato. El digestor anaeróbico es la pieza central de cualquier instalación establecida por una empresa de biogás. Una vez separado, el biogás se recolecta y se limpia de cualquier compuesto o elemento que perjudique su eficiencia. Mientras tanto, lo que queda del sustrato —ahora llamado digestato— se recolecta para su uso posterior como fertilizante y/o cama para animales.
¿Cómo se introduce una empresa de biogás en el negocio de la energía? Convertir metano de origen orgánico en electricidad sirve como una forma ecológicamente sólida de suministrar energía a hogares, empresas e infraestructuras. Una celda de combustible puede transformar la energía química del biogás, con la ayuda de oxígeno, en electricidad. Sin embargo, esta tecnología sigue siendo algo costosa. Lo más común es cuando el biogás alimenta un generador eléctrico mediante combustión, produciendo calor que genera el par que rota el motor. Esta energía mecánica estimula un núcleo de hierro dentro de un imán que crea corriente eléctrica.
La fabricación de combustible para el transporte a partir de metano de origen orgánico interesa tanto a las nuevas empresas de biogás como a las principales empresas del sector. De hecho, los combustibles "verdes" están en el centro de gran parte de la investigación y el desarrollo. Para que pueda ser transportado y almacenado eficientemente para su uso posterior en vehículos, el biogás debe ser comprimido. Antes de este proceso, el biogás se limpia de su CO₂ y de contaminantes como el sulfuro de hidrógeno, ya que ambos restan densidad energética al biogás. La condensación del gas a presiones tan altas como 5.000 libras por pulgada cuadrada facilita su almacenamiento y transferencia de un lugar a otro.
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