Las plantas de biogás son sistemas industriales diseñados para transformar material orgánico en energía mediante procesos biológicos naturales. Se basan en un principio sencillo y consolidado: la digestión anaerobia (en ausencia de oxígeno) de sustancias de origen vegetal o animal para producir una mezcla gaseosa rica en metano, que puede utilizarse para generar calor o electricidad.
Para comprender plenamente esta tecnología, conviene aclarar algunas definiciones clave.
- La biomasa es el material orgánico, procedente de cultivos, residuos ganaderos o subproductos agroindustriales, que constituye la materia prima del proceso.
- El biogás es el resultado de la fermentación: una mezcla compuesta principalmente por metano y dióxido de carbono, con una proporción variable de otros gases en menor cantidad.
Estos dos elementos —biomasa y biogás— son los pilares sobre los que se basa toda planta de biogás.
Elegir una planta de biogás significa, por tanto, valorizar recursos orgánicos ya disponibles, reducir la dependencia de los combustibles fósiles y disminuir las emisiones netas de dióxido de carbono. Desde esta perspectiva, el diseño de una planta de biogás no es solo una cuestión técnica, sino también una decisión estratégica para la gestión sostenible de los recursos y la mitigación del impacto ambiental.
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En los próximos apartados veremos cómo están hechas las plantas de biogás y analizaremos en detalle cómo funciona una planta de biogás.
Cómo están hechas las plantas de biogás
Las plantas de biogás están diseñadas para adaptarse a distintos contextos productivos, desde la agricultura intensiva hasta cadenas industriales específicas que generan grandes volúmenes de residuos orgánicos, como las industrias alimentaria, láctea o papelera.
La mayoría de las plantas de biogás actualmente en funcionamiento tienen dimensiones medias o grandes, con el fin de garantizar volúmenes suficientes de producción de biogás y una rentabilidad económica adecuada. El uso a nivel doméstico sigue siendo poco frecuente, principalmente por la falta de normativas claras y por la complejidad de gestión a pequeña escala.
Desde el punto de vista técnico, una planta de biogás se compone de tres sistemas principales:
- Digestor anaerobio. El corazón de la instalación está formado por uno o varios digestores anaerobios, grandes tanques cerrados donde la biomasa se somete al proceso de digestión anaerobia. La configuración tecnológica del digestor varía según el tipo de material tratado. Las dos modalidades más comunes son la digestión húmeda, en la que el contenido de materia seca se sitúa en torno al 10 %, y la digestión seca, adecuada para sustratos más densos, con un contenido de materia seca a partir del 30 %.
- Sistema de cogeneración. A la salida del digestor se encuentra el sistema de cogeneración, que aprovecha el biogás producido para generar energía. Un motor de combustión interna transforma el gas en energía mecánica, que posteriormente se convierte en electricidad mediante un alternador. Al mismo tiempo, el calor residual de los gases de escape y del sistema de refrigeración del motor se recupera a través de intercambiadores térmicos y puede reutilizarse en forma de agua caliente, vapor o fluido térmico para usos industriales o civiles.
- Sistema de upgrading de biogás. Por último, en algunas plantas se integra un sistema de upgrading de biogás, que permite purificarlo y transformarlo en biometano. Esta fase de refinado es esencial cuando se pretende inyectar el gas en la red de distribución o utilizarlo como combustible. Entre las tecnologías disponibles, una de las más extendidas es la de membranas, capaz de separar selectivamente metano y dióxido de carbono gracias a la diferente permeabilidad de ambos gases
Estos tres elementos —digestión, cogeneración y upgrading— definen la estructura esencial de una planta de biogás moderna y explican su gran versatilidad de aplicación.
Cómo funciona una planta de biogás
El funcionamiento de una planta de biogás se basa en un proceso biológico natural que la instalación reproduce y controla a escala industrial. Todo comienza con la recogida de las biomasas, es decir, el material orgánico destinado a la fermentación: residuos agrícolas, efluentes ganaderos, subproductos agroindustriales o la fracción orgánica de los residuos urbanos. Estos materiales se preparan y almacenan en depósitos específicos para garantizar una alimentación homogénea y de calidad a los digestores.
En el interior de los digestores tiene lugar la digestión anaerobia. La biomasa, en un entorno sin oxígeno, se descompone gracias a la acción combinada de bacterias y enzimas, liberando gas y calor. Esta reacción genera una mezcla gaseosa compuesta principalmente por metano y dióxido de carbono, junto con pequeñas cantidades de otros gases como nitrógeno, hidrógeno y compuestos sulfurados.
Paralelamente, la fracción sólida y líquida residual, denominada digestato, se separa del gas y puede valorizarse como fertilizante natural.
El biogás producido se envía al sistema de cogeneración para transformarlo en electricidad y calor o, en las plantas que disponen de una sección de upgrading, se purifica para obtener biometano. El biometano, equivalente al metano fósil en términos de pureza y prestaciones, puede inyectarse en la red, utilizarse como combustible o emplearse para calefacción.
Esta secuencia —desde la recogida de la biomasa, su tratamiento en los digestores y la valorización del biogás— define un ciclo virtuoso capaz de generar energía renovable a partir de materiales que de otro modo estarían destinados a la eliminación, con beneficios económicos y ambientales tangibles.
