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Dadas las apremiantes necesidades del cambio climático y la independencia energética, todo tipo de fuerzas económicas, científicas y políticas están exigiendo una mayor eficiencia del combustible y una mayor innovación energética. Dado que el gas natural se clasifica como el combustible fósil más respetuoso con el medio ambiente —aunque algunos discutirán este punto— una forma de hacerlo un recurso más económico es reciclarlo para su uso futuro. El proceso de reciclaje de gas natural es único y sus beneficios son múltiples. ¿Por qué es esto necesario?
Frente al petróleo y el carbón, el gas natural brilla como el combustible de combustión más limpia. Aun así, no es prístino, especialmente cuando el metano (CH₄) —que compone el 97 por ciento del gas natural— no se quema. Este metano residual actúa como un importante gas de efecto invernadero, contribuyendo significativamente al calentamiento global. El reciclaje puede abordar este problema hasta cierto punto. Además, el proceso abarata la producción general y, por lo tanto, el producto es más económico para el consumidor. Desde esta perspectiva, la pregunta no es si reciclar gas natural, sino cómo hacerlo.
El régimen de reciclaje se centra en la captura de gas natural crudo de fuentes renovables. ¿Qué significa eso? El metano se puede recuperar de otros puntos de suministro además de los depósitos geológicos. El CH₄ también abunda cuando la materia orgánica se descompone y finalmente conduce a la liberación de metano. Esta formación ocurre cuando los materiales orgánicos carecen de oxígeno, de ahí el término "digestión anaeróbica". Por regla general, la materia orgánica puede ser tan diversa como cadáveres de animales, hojas caídas, excrementos de aves, restos de comida, recortes de césped o contenidos de aguas residuales, por nombrar solo algunos componentes del sustrato. Sin embargo, el estiércol de ganado y los vertederos son los más conocidos por la copiosa liberación de CH₄.
Cuando hablamos de reciclaje, no nos referimos necesariamente a usar el mismo material una y otra vez. El gas natural como combustible fósil se forma a lo largo de eones, por lo que no es en sí mismo una fuente de energía renovable. Comenzando como zooplancton y fitoplancton fosilizados, estos organismos se asientan en el fondo del océano y luego se mezclan con materia inorgánica. La energía del gas natural comenzó como luz solar atrapada por el plancton. Claramente, esta es una evolución que abarca milenios e incluso millones de años. Entonces, ¿de qué se trata todo esto del reciclaje?
Al aprehender el metano de los vertederos y las lagunas de estiércol —cuya versión cruda se llama biogás— los productores no solo cosechan una abundante forma de energía, sino que también evitan que ese CH₄ se emita a la atmósfera y cause estragos ambientales como un gas de efecto invernadero nocivo. Así, al igual que el reciclaje doméstico, esto implica separar los componentes valiosos de la basura. Extraer metano de los residuos es reciclaje de biogás, es decir, separar una valiosa fuente de energía de los desechos.
La captura de metano de materiales orgánicos no es algo nuevo. El biogás se utilizó para alimentar farolas en el siglo XIX y para cocinar en países pobres de todo el mundo. Sin embargo, la tecnología ha mejorado hasta tal punto que el biogás está disponible para las redes eléctricas y las flotas de transporte público. Sin embargo, la digestión anaeróbica funciona como siempre lo ha hecho.
Tomando el estiércol como ejemplo, los residuos animales entran en un tanque sin oxígeno para que tenga lugar la digestión. La primera fase es la hidrólisis bacteriana, donde primero se descomponen los polímeros insolubles. Posteriormente, la acidogénesis sirve para tomar los compuestos ahora utilizables, es decir, azúcares y aminoácidos, y reconfigurarlos aún más en dióxido de carbono (CO₂), amoníaco (NH₃), hidrógeno (H) y ácidos orgánicos. En tercer lugar, la acetogénesis convierte los ácidos orgánicos en ácido acético. Finalmente, los metanógenos transforman el NH₃, CO₂, H y el ácido acético en CH₄ y CO₂. La única tarea restante es purificar el metano del dióxido de carbono y las sustancias traza.
El material restante es el digestato. Este a menudo se sintetiza para fertilizantes, lechos y una multitud de otros usos. Mientras tanto, el metano requiere procesamiento dependiendo de su uso final. Como se señaló anteriormente, la tecnología de digestores sigue creciendo en sofisticación. Los digestores se dividen en cuatro categorías principales.
son ampliamente utilizados en los Estados Unidos. Este diseño mantiene el sustrato constantemente agitado y el calor a temperaturas óptimas precisas. Los tanques son de composición de hormigón o acero, y reciben sustrato diluido para facilitar la mezcla.
reciben materia prima (sustrato) nueva sin aplicar un calentamiento o una mezcla significativos. Los tanques tienen una forma alargada y estrecha. Estos digestores aparecen principalmente en granjas lecheras donde el estiércol se recolecta mediante raspado.
son una especie de híbrido entre los diseños de mezcla completa y flujo de pistón. La mezcla regular está presente, pero la dilución del sustrato no lo está. Estos digestores también funcionan mejor en operaciones lecheras y, al igual que los de flujo de pistón, los tanques están bajo tierra.
acumulan material orgánico en una pila y rocían el montón con microbios y materia prima más fresca. Vejigas maleables se colocan sobre el contenido del tanque y reciben el biogás ascendente. Fiel a su nombre, el digestor seco procesa materia prima con el mayor porcentaje de sólidos. Es particularmente adecuado para residuos vegetales de jardines.
En resumen, el gas natural no está sujeto a reciclaje en el sentido tradicional. En cambio, el gas natural renovable, el biogás, complementa el gas natural geológico y está disponible en un suministro aparentemente ilimitado. Esto es prometedor para los proyectos de energía verde.
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