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La idea de la separación de biogás se entiende de dos maneras distintas. Tras el proceso de su creación, el biogás debe segregarse de la materia orgánica que lo origina. Posteriormente, los compuestos innecesarios —incluso tóxicos— del biogás deben separarse del metano (CH₄) para maximizar la seguridad y eficiencia del biogás como fuente de energía. A medida que el biogás se convierte en un recurso más popular para quienes evitan el gasto adicional de combustibles fósiles, la perspectiva de hacerlo lo más puro posible está evolucionando de un objetivo altamente deseable a una necesidad absoluta.
El ciclo de la vida no deja ninguna materia viva intacta. Las semillas germinan, nacen, crecen hasta la madurez, se deterioran, mueren y se descomponen. Si bien la descomposición puede parecer el final del camino, en realidad inicia algo nuevo. Con la presencia de oxígeno, los materiales orgánicos se descomponen para liberar ciertos gases. Sin embargo, cuando se elimina el oxígeno de esta cadena de eventos, hay una diferencia en la cosecha gaseosa: el metano es un producto final altamente valioso como fuente de energía. Este proceso de desintegración en varias etapas se conoce como digestión anaeróbica. Un fenómeno natural que ha ocurrido durante eones, la digestión anaeróbica es replicada ahora por la tecnología humana. El tejido en descomposición que activa la actividad digestiva puede ser casi cualquier sustancia biodegradable, aunque algunas son mejores productoras de CH₄ que otras. Cáscaras de huevo, posos de café, cáscara de sandía, conejos muertos, tallos de maíz combinados, manzanas podridas, excrementos de ganso, hojas caídas y estiércol de caballo —y muchos otros ejemplos— cuentan como materia orgánica digerible. Finalmente, el biogás, es decir, una mezcla de metano, dióxido de carbono, vapor de agua y algunos otros gases menores, se libera del montón de sustrato.
Aunque los digestores se construyen a diferentes escalas y propósitos, cada uno opera con el conocimiento de que el biogás ascenderá a la parte superior del tanque del digestor, mientras que el sustrato líquido y sólido —que pronto se convertirá en digestato— ocupará las regiones inferiores debido a sus mayores densidades. El gas, entonces, es libre de salir del componente del digestor del sistema a través de una tubería de gas que conduce a un tratamiento posterior. El digestato sobrante puede consistir en materia sólida, líquidos o una combinación de ambos. El digestato puede tener una variedad de aplicaciones útiles, entre las que destaca un fertilizante beneficioso para los cultivos agrícolas. Otros usos del digestato incluyen el lecho para animales y el material base para bioplásticos y otros bienes manufacturados.
Si el biogás se va a explotar de una manera que no amenace la salud pública ni los recipientes que lo contienen y transportan, entonces es mejor eliminar ciertos compuestos de su contenido. Los compuestos de azufre, los siloxanos, el vapor de agua y el dióxido de carbono (CO₂) pueden ser problemáticos para el transporte, almacenamiento y combustión del metano en el biogás. Algunos, como el sulfuro de hidrógeno, pueden inducir problemas respiratorios graves —incluso la muerte— cuando los humanos se exponen a ellos. Los siloxanos pueden alterar el funcionamiento de los motores de combustión, mientras que el CO₂ inhibe el almacenamiento y transporte eficientes del biogás. Pasar una corriente de gas a través de soluciones líquidas, cuyo contenido derivado del amoníaco absorbe las moléculas de gas dañinas, es solo uno de los separadores de biogás eficaces. Otro procedimiento de eliminación implica enfriar y presurizar el biogás de tal manera que condense y libere los compuestos contaminantes del CH₄. Las membranas de diversos materiales permiten el paso de moléculas de gases contaminantes más pequeñas, mientras atrapan las moléculas de CH₄ más grandes. Finalmente, los sólidos tratados como el carbón activado pueden atraer moléculas contaminantes a sus superficies, mejorando así la calidad del biogás.
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