El biogás se genera a partir de residuos orgánicos mediante un proceso de fermentación en condiciones anaeróbicas (sin oxígeno) ya que proliferan bacterias que son capaces de descomponer la materia orgánica. En este proceso de digestión, dichas bacterias producen biogás, que está compuesto principalmente por metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2), junto con pequeñas cantidades de otros gases como nitrógeno, oxígeno, sulfuro de hidrógeno y vapor de agua.
El residuo restante es un lodo llamado digestato (o digerido), que desde luego no se parece al estiércol o el compost con el que abonar en el campo. El biometano es en realidad un biogás mejorado en su porcentaje de metano (tras un proceso llamado upgrading) para resultar similar al gas natural, y por eso, las grandes plantas de biogás se suelen situar en la proximidad de la red de gasoductos , aunque existe una opción más cara que es licuarlo.
En estos últimos años se está produciendo un auge de la industria del biogás como una de las alternativas a los combustibles fósiles tradicionales, fundamentalmente al gas natural. Hay muchos grupos de interés (empresas, administraciones públicas…) que hablan de los beneficios de este combustible y también muchas voces en contra, sin embargo, en este debate se está pasando por alto que el problema no reside en la tecnología de biogás-biometano sino en el sistema de producción y en el modelo de planta que se está imponiendo (para ser rentables tienen que ser enormes). Una cosa son las pequeñas instalaciones para el aprovechamiento de los residuos de pequeñas comunidades o instalaciones agrícolas y ganaderas, produciendo biogás para esas mismas instalaciones, y otra muy diferente son los proyectos a gran escala.
En el modelo de planta de biogás que se está imponiendo en la actualidad, los purines son sólo una parte de lo que se nutren los digestores, también lo hacen de lodos de depuradoras urbanas y de procesos industriales, restos de mataderos y cadáveres, todo tipo de estiércoles, fracción orgánica de residuos sólidos urbanos (basura) y restos alimentarios y agrícolas de todo tipo.
Fases dentro de las plantas de biogás
Para entender hasta qué punto impactan estas plantas en su entorno, en primer lugar es necesario conocer las fases del proceso que ocurre dentro ellas junto con los efectos que llevan consigo dichas fases:
1. Transporte de purines y del resto de cosustratos hacia la planta de biogás
– Aumento de tráfico de camiones (suelen tener entre 20 y 30 toneladas) en las inmediaciones del municipio
– Degradación prematura de vías públicas
– Alta huella de carbono ya que muchos de los residuos vienen de muy lejos (en algunos casos hasta de 400 km)
2. Almacenaje de purines en la planta de biogás.
Aunque se apliquen buenas técnicas es evidente que en este proceso se producen:
– Malos olores
– Emisión de gases nocivos para la salud (H2S: ácido sulfhídrico)
– Emisiones de metano (si se hace al aire libre)
– Gasto energético
3. Homogeneización de purines y resto de cosustratos. Esterilización y triturado de los cadáveres.
Dependiendo de la técnica que se aplique:
– Gasto energético
– Malos olores
4. Digestión (fermentación) de purines
Se generan numerosos gases, unos aprovechables (metano) y otros gases no aprovechables como el H2S (ácido sulfhídrico), el cual es pernicioso para la salud (se tiene que retirar y convertir en ácido sulfúrico, precipitar como sulfato amónico, o aplicar otras técnicas), y CO2, que supone entre un 40 a 45% del total de gases, y que normalmente se emite a la atmósfera (a veces se licúa para uso industrial pero es carísimo y no se suele hacer).
5. Separación de la parte sólida de la líquida del digestato (también llamado digerido)
La separación se suele hacer por centrifugación. En todo el proceso, la cantidad de nitrógeno que tenían los purines permanece casi intacta. Si no se separa pasamos al siguiente punto.
El proceso de separación requiere consumo energético y nos deja una parte sólida más pobre en materia orgánica ya que parte se ha convertido en biogás, y una parte líquida que es la que suele contener los nitratos y todavía bastante materia orgánica. La parte sólida se tiene que secar, con calor o al aire libre (con las consiguientes emisiones), y la parte líquida se tiene que almacenar en balsas y someter o no a tratamiento para su aplicación como abono, y pudiendo emitir olores. Muchas veces se somete a un proceso (filtrado, ultrafiltrado stripping. ósmosis inversa etc.) para retirar o concentrar nutrientes
6. Almacenaje de digestato sin tratar
– Generación de grandes cantidades de residuo maloliente en estado semilíquido (se requieren balsas enormes de muy elevada capacidad para recibir toda la materia que sale diariamente del digestor).
– Riesgo de mala gestión de residuos al tratarse de un subproducto con un valor muy cuestionable.
– Riesgo de presencia de trazas de compuestos químicos y de metales pesados procedentes de los lodos o de los purines.
-Riesgos de presencia de determinadas bacterias o de esporas de bacterias dependiendo del origen y de cómo se haya hecho la digestión
– Según normativa sólo se exige análisis de patógenos
– Hay otro consumo de energía.
7. Transporte del digestato
Si el digestato/digerido no se somete a proceso, la cantidad de este que puede llegar a ser generado por una planta de biogás es mucho mayor que la que puede ser absorbida como fertilizante de las tierras cultivables de algunos términos municipales. Hablamos a veces ¡de casi 400 toneladas diarias!
A continuación, se muestra un esquema del flujo de operación de una planta de biogás:
Impactos de las plantas de biogás
Los investigadores del Imperial College de Londres señalan que la industria del biometano suele tener instalaciones de producción pobremente diseñadas y gestionadas. Si no se hace una gestión impecable, y esto por el tipo de procesos es muy difícil, se puede producir:
- Malos olores derivados de almacenar cientos y cientos de toneladas de materia orgánica y de los diversos procesos a los que se somete esta.
- Emisión de gases perniciosos para la salud como el ácido sulfúrico (H2S) al entorno, este gas huele a huevos podridos, Y tiene un elevado componente de toxicidad Aumento del tráfico de vehículos pesados cargados de purines, cosustratos o resultados del proceso, deteriorando caminos y carreteras cuando el flujo es elevado.
- Dispersión del digestato-digerido fresco por los campos como abono cuando no ha sido sometido a proceso, a veces se ofrece gratuitamente a los agricultores diciéndoles que es un excelente abono. Hay países como México dónde se prohíbe su uso sin separación de fases.
- El tamaño de las plantas hace difícil manejar los riesgos ambientales.
El negocio de este tipo de plantas es, por una parte beneficiarse de subvenciones y ayudas (sobre todo europeas), y por otra parte la gestión de los residuos de sectores (ganadería industrial, depuradoras, basureros…) que quieren deshacerse de ellos obteniendo rentabilidad del biometano producido. Además, los impuestos que pagan a los ayuntamientos son mínimos: ver impuestos y exenciones
Es importante advertir la peligrosidad del ácido sulfhídrico (H2S) sobre las personas cuando este escapa o es emitido a la atmósfera. Se trata de un gas más pesado que el aire, por lo que su concentración aumenta conforme nos acercamos al suelo:
– 0,2 ppm en el aire pueden ser percibidas olfativamente.
– 20 ppm huele a fuga de gas pero aún puede ser tolerado
– 50 ppm provoca irritaciones y comienza el peligro
-150 ppm el peligro es grande y con 250 existe riesgo de muerte.
Existen numerosos estudios clínicos que han demostrado que la exposición a bajas concentraciones de sulfhídrico son suficientes para causar problemas en la salud:
– Irritaciones.
– Problemas respiratorios, más acusados en personas asmáticas y/o con daños pulmonares o incluso fumadores.
– Daños cerebrales como lapsos de concentración, mala memoria, merma de las capacidades motoras etc.
– En relativamente bajas concentraciones puede llegar a causar la muerte, como así ha sucedido a trabajadores del alcantarillado.
Los efectos adversos comentados anteriormente se ven potenciados en los niños ya que suelen ser más sensibles y estar más desprotegidos.
Diferenciar «biogás» de «planta de biogás»
A la hora de interpretar la información sobre el biogás es fundamental distinguir entre el biogás y las plantas de producción de biogás. Es cierto que el biogás (mayoritariamente metano) es menos contaminante que los gases tradicionales derivados del fósil (ej. butano, propano…) pero en el modelo de macroplantas que se está planteando no supone un avance en la descarbonización debido a varios factores: las actividades a las que dan soporte (agro-ganadería industrial), su dependencia de energía fósil y el volumen de residuos que generan.
Al igual que ocurre con las macrogranjas las plantas de biogás constan de procesos muy automatizados que requieren muy poca mano de obra.
La instalación de algunas de las plantas de biogás junto a macrogranjas supone una ventaja legal, ya que se asocian a la gestión de purines de la propia explotación, aunque luego, en la práctica, acaban recibiendo residuos de todas partes.
Calculadora de emisones netas de CO2 equivalente de una planta de biogás