Armando González
Sánchez, del Instituto de Ingeniería (II) de la UNAM, desarrollo un sistema de
enriquecimiento de biogás basado en microalgas y luz solar, a fin de eliminar
gases indeseables que obstaculizan el empleo del metano (CH4) como
energía, lo que reduciría su emisión a la atmósfera.
Esta mezcla
generada de manera natural por la degradación de materia orgánica contiene
principalmente CH4 (del 40 al 60 por ciento de volumen), con una
capacidad de efecto invernadero 34 veces superior a la del dióxido de carbono
(CO2).
Además comprende
dos compuestos no esperados: el CO2, con una constitución del 30 al
60 por ciento, que sólo ocupa volumen y diluye su capacidad calórica al ser
usado como comburente, y ácido sulfhídrico (H2S), producto de la
putrefacción de proteínas azufradas (como la cisteína) de típico olor a huevo
podrido y tóxicas en concentraciones elevadas.
Al usarlo
energéticamente, el H2S causa corrosión en los equipos de conducción
y combustión y genera óxidos de azufre que, en contacto con la humedad
ambiental, producen ácido sulfúrico susceptible de precipitarse sobre ciudades
y áreas verdes en forma de lluvia ácida.
Aprovechar el
metano evita que éste sea venteado a la atmósfera y disminuye su contribución
al calentamiento global, una de las justificaciones al enriquecimiento de
biogás basado en microalgas, trabajo de ciencia básica a cargo de González
Sánchez.
El proceso
natural de generación se lleva a cabo en biodigestores, en los cuales se
controlan las condiciones de pH, temperatura y oxígeno para estimular la
actividad bacteriana asociada a la digestión de la materia orgánica y generar
el producto referido.
Para eliminar
los compuestos no deseados, pero presentes en el comburente (CO2 y H2S),
el investigador utiliza fotobiorreactores (biorreactores iluminados) que
promueven el crecimiento de microalgas consumidoras de dióxido de carbono y
productoras de oxígeno.
El objetivo de
este método de depuración es lograr que sea barato, sencillo y con bajo impacto
tanto en el ambiente como en la economía global de generación, distribución y
explotación energética.
En la azotea del
II se ha montado un sistema piloto. Se trata de una laguna de alta carga,
iluminada artificialmente, que intensifica la reproducción de estos organismos
enriquecedores del biogás.
Ahí, este último
es capturado y alimentado a una columna o torre de contacto que separa sus
componentes. El metano purificado se transfiere a un contenedor para su
posterior usufructo y el CO2, junto con el H2S, es
conducido a una fase acuosa con microalgas, donde ambos son fijados a la
biomasa mediante fotosíntesis. Esto último se verifica en presencia de luz
solar o artificial de LED.
Los seres
presentes en el lagunaje provienen del ex lago de Texcoco (destacan dos tipos
de microalgas: unas primitivas, como las cianobacterias tipo Spirulina sp., y otras más
evolucionadas, como la Picochlorum sp).
En el fotobiorreactor también se desarrollan bacterias que
oxidan el H2S mediante el oxígeno producido por las microalgas al
crecer por fijación de dióxido de carbono. Adicionalmente, la biomasa puede
servir como fertilizante y alimento para peces.
Con este método,
si se mete un litro de biogás (consideremos que la mitad es metano) se obtiene
medio de CH4 y, en composición, casi el 100 por ciento. Esto tiene
implicaciones en la economía de su manejo.
A más de dos
años del desarrollo del proyecto Sistema de Enriquecimiento de Biogás a Base de
Microalgas, financiado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología
(Conacyt), está por concluir su fase piloto. Como parte de la experimentación
en la laguna de alta carga, González Sánchez y su equipo aún realizan la
caracterización cinética de los microorganismos.
Aunque se tiene
suficiente información para llevar este enriquecimiento a una aplicación en
escala real, hay que evaluar cómo afectarían ciertas variables técnicas,
económicas y ambientales en su escalamiento.
Si bien el
compromiso principal es aportar conocimiento básico, González Sánchez buscará
financiamiento para aplicar la iniciativa. “Sería deseable que alguna empresa
participara para financiar gastos asociados e hiciera suyos los beneficios del
desarrollo tecnológico”.
Aunque se busca
un proceso sencillo y barato, los costos de operación e inversión aún no lo son
debido al grado actual de tecnificación y control del enriquecimiento a base de
microalgas.
Por eso, los
clientes potenciales serían firmas interesadas en crear biogás a partir de la
gran cantidad de residuos orgánicos producidos. “Dentro de su balance
económico, podrían sumar este reaprovechamiento. Por un lado, evitarían la
emisión de gases de efecto invernadero y, por otro, generarían este comburente
útil en calentamiento o producción de energía para la operación de equipos”.
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