Energia Biotermica

INTRODUCCÍON

La energía térmica, es la que se obtiene mediante los gases emitidos por los desechos orgánicos, este proceso es llevado a cabo por un biodigestor, el cual almacena y acumula los desechos orgánicos, tales como excretas de animales u otros seres vivientes, los cuales son compactados en diferentes capaz para posterior liberar una serie de gases llamados Biogás. Este gas es utilizado para producir energía eléctrica mediante turbinas o plantas generadoras a gas, en hornos, estufas, secadores, calderas u otros sistemas de combustión a gas, debidamente adaptados para tal efecto.

DESARROLLO

En la actualidad los hidrocarburos son una de las grandes bases energéticas de nuestra sociedad, pero son energías no renovables, es decir una vez que se agoten, no podrán ser repuestas. Por lo tanto, científicos de todo el mundo se han dedicado a investigar la utilización de otros recursos energéticos para seguir moviendo al mundo, por ejemplo la energía solar y la nuclear que son dos grandes áreas de investigación. Pero también hay otras energías, menos conocidas y, por lo tanto, menos utilizadas. Estas son conocidas como inagotables, por que existirán siempre que exista nuestro planeta con sus actuales características. Algunas de ellas, además de la energía solar y nuclear son, la energía geotérmica, la eólica, la oceánica y la energía en Térmica.

ENERGIA BIOTÉRMICA

La energía biotérmica es la que se obtiene mediante los gases emitidos por los desechos orgánicos, tales como excretas de animales u otros seres vivos. Estos desechos orgánicos son almacenados y compactados en diferentes capas para posterior liberar una serie de gases llamados biogás.

El biogás es un gas combustible que se genera en medios naturales o en dispositivos específicos, por las reacciones de biodegradación de la materia orgánica, mediante la acción de microorganismos y otros factores, en ausencia de oxígeno (esto es, en un ambiente anaeróbico). Este gas se ha venido llamando gas de los pantanos, puesto que en ellos se produce una biodegradación de residuos vegetales.

La producción de biogás por descomposición anaeróbica es un modo considerado útil para tratar residuos biodegradables, ya que produce un combustible de valor además de generar un efluente que puede aplicarse como acondicionador de suelo o abono genérico.

El resultado es una mezcla constituida por metano (CH4) en una proporción que oscila entre un 50% y un 70 % en volumen, y dióxido de carbono (CO2), conteniendo pequeñas proporciones de otros gases como hidrógeno (H2), nitrógeno (N2), oxígeno (O2) y sulfuro de hidrógeno (H2S).1 El biogás tiene como promedio un poder calorífico entre 18,8 y 23,4 mega julios por metro cúbico (MJ/m³).

Este gas se puede utilizar para producir energía eléctrica mediante turbinas o plantas generadoras a gas, en hornos, estufas, secadores, calderas u otros sistemas de combustión a gas, debidamente adaptados para tal efecto.

DESECHOS AGRICOLAS Y ANIMALES PARA PRODUCIR METANO

• Desechos Animales: Estiércoles, cama, desechos alimenticios, orina, etc.

• Residuos Agrícolas: Semillas, pajas, bagazo de caña, etc.

• Desechos de Rastros: Sangre, carne, desechos de pescado, etc.

• Residuos Agroindustriales: Aserrín, desechos de tabaco, cascarilla de arroz, desechos de frutas y vegetales, etc.

• Residuos Forestales: Ramas, hojas, cortezas, etc.

FERMENTACIÓN DE LOS DESECHOS ORGÁNICOS

La fermentación anaeróbica de la materia orgánica se lleva a cabo por la acción de diversas familias de bacterias. Usualmente se consideran dos etapas de dicho proceso:

• 1ª Etapa, formación de los ácidos

• 2ª Etapa, formación de gases

En la primera etapa la materia prima es atacada por las bacterias formadoras de ácidos, mismas que convierten los desechos en compuestos más simples como los ácidos acético, butírico y propiónico. En la segunda etapa los ácidos formados en la primera son convertidos a metano y bióxido de carbono por acción de otro grupo de bacterias. Todos estos procesos se llevan a cabo simultáneamente dentro del digestor, al cual sólo se alimenta la materia prima en las condiciones adecuadas.

Tomando en cuenta que las bacterias son el ingrediente esencial del proceso, es necesario mantenerlas en condiciones que permitan asegurar y optimizar su ciclo biológico. A continuación analizaremos detalladamente los parámetros que influyen directamente en la formación del metano.

Temperatura

El proceso se lleva a cabo en un amplio rango de temperaturas, desde 15 hasta 60 grados centígrados. Sin embargo, para que las bacterias formadoras de metano trabajen en forma óptima, se requiere mantenerlas a temperaturas que oscilan entre 30 y 60 grados centígrados, dependiendo del tipo de bacterias que se adapten y desarrollen.

En la práctica, sobre todo en pequeños sistemas instalados en el medio rural, no se controla la temperatura del proceso, y se trabaja a temperatura ambiente sin proporcionar calor al digestor. Una forma simple de aumentar la temperatura de operación y con ello la cantidad de biogás producido, es calentar el agua con la que se va a efectuar la mezcla, por ejemplo en calentadores solares. En la gran mayoría de los casos, los digestores se construyen para evitar que se pierda mucho calor.

Rangos

Para el desarrollo óptimo del proceso, se distinguen dos rangos de temperatura, el mesofílico de 30 a 40 grados centígrados y el termofílico de 55 a 60 grados centígrados.

Rango Mesofílico (30-40 ° C): Las bacterias que se desarrollan en este rango de temperatura se reproducen fácilmente y pueden permanecer activas si no ocurren cambios súbitos de temperatura. La temperatura óptima es de 35 °C y la mayoría de los desechos orgánicos se pueden digerir a esta temperatura produciendo biogás.

Rango Termofílico (55-60 ° C): Este rango de temperatura, en el que produce mayor cantidad de biogás que en el anterior y en tiempos más cortos, en general sólo es usado en las grandes instalaciones a nivel industrial, ya que se requiere de un control muy preciso. Las bacterias termofílicas son muy sensibles a

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