Guillermo Qiuijano Govantes, investigador titular del Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Campus Juriquilla, investiga cómo hacer más rentable la generación del biogás a partir de residuos orgánicos, proceso que se hace en otras partes del mundo, pero sigue siendo caro.
“Nuestra estrategia es desarrollar tecnologías asequibles que puedan ser utilizadas a una fracción del costo de las tecnologías actualmente disponibles. Permitir que pequeños granjeros, empresas, plantas de tratamiento que no son grandes puedan implementar estas tecnologías al ser más económicas. Las tecnologías que nosotros estamos desarrollando todavía están en nivel de investigación con miras a ver su aplicación a nivel industrial”, señala.
Ello permitirá que personas con poco capital para hacer estas inversiones o estos proyectos, puedan acceder a las tecnologías y producir energía a partir de sus residuos.
Existen tecnologías estudiadas que permiten tratar de manera sostenible diversos residuos orgánicos, por ejemplo, las aguas residuales, residuos sólidos urbanos, como el estiércol y los residuos que se generan en los ranchos, en la explotación intensiva de ganado.
“Todas estas actividades industriales y agroindustriales generan una gran cantidad de residuos orgánicos. Nosotros lo que intentamos es llevar a cabo el tratamiento de estos residuos, y no solamente tratarlos, sino también producir algo que tenga un valor y en este caso en particular son los biocombustibles gaseosos. Hablamos de biogás, que está compuesto principalmente por metano, pero también se puede generar otro biocombustible que es el hidrógeno. Si es producido de manera no fósil, sino biológica, a través del tratamiento de estos residuos, decimos que es biometano y biohidrógeno”.
Señala que existen procesos biológicos con acción de bacterias y diversos microorganismos que cuando están metabolizando esta materia orgánica se pueden establecer condiciones para favorecer la producción de metano o de hidrógeno.
“Esos gases, si quieres quemar el metano o quieres utilizar el hidrógeno para producir energía eléctrica o térmica, echar a andar un motor, en general, vamos a tener un daño irreversible muy costoso en esos motores, de tal forma que en medio año perdemos ese motor. Podemos tener problemas de corrosión, de abrasión, de lubricación, de tal forma que si no purificamos esos biocombustibles no los podemos utilizar”.
Estos gases, explica, son el sulfuro de hidrógeno (H2S) que tiene un olor a huevo podrido, característico de zonas donde se estancan las aguas residuales. El sulfuro de hidrógeno es corrosivo y casi siempre viene presente en el biogás, donde hay proteínas, sulfato, así como todos aquellos compuestos con azufre y que están presentes en los residuos orgánicos, cuando producimos el biogás también se produce sulfuro de hidrógeno.
Otros compuestos son los metilsiloxano volátiles, o conocidos comúnmente como siloxanos, que son moléculas orgánicas que tienen en su composición química silicio y oxígeno, pero son volátiles y se generan a partir de aguas residuales con alto contenido de productos de higiene personal (jabones, shampoos, cremas, acondicionadores), que en composición química tienen silicio. Cuando se produce biogás a partir de esos residuos orgánicos generamos siloxanos en el biogás. No son muy conocidos en la actualidad, pero tienen efectos muy malos para los motores o los sistemas de aprovechamiento del biogás, por eso es importante eliminarlos.
Lo que quieren es purificar este biogás para que nada más quede un combustible que pueda ser susceptible de ser aprovechado energéticamente. En el grupo de trabajo estudian dos frentes. El primero es biológico. Utilizan bacterias que ya están presentes en la naturaleza para poder utilizarlas y metabolizar a los contaminantes. En el caso del sulfuro de hidrógeno, en el que tiene azufre, es un compuesto que es relativamente fácil de eliminar, porque es muy soluble en agua.
Las bacterias que utilizan rápidamente lo convierten en azufre elemental a sulfato, de tal forma que se quedan en el agua disueltos y el biogás se limpia.
Donde hay problema y en todo el mundo se están buscando alternativas para limpiar son los siloxanos. Molécula difícil de biodegradar biológicamente y muy poco solubles en agua. Todos los sistemas biológicos que requieren agua para funcionar suelen ser ineficientes para tratar estos contaminantes, pero han desarrollado tecnologías, donde agregan aparte del agua donde están las bacterias otra fase orgánica donde se pueden solubilizar los contaminantes y después de esa fase orgánica se transfieren. Utilizan un vector de transferencia de masa, indica, una tecnología novedosa y de la cual son pioneros en su grupo de trabajo en Juriquilla.
Otro enfoque es físico-químico, se trabaja con membranas, por las cuales hacen pasar el biogás contaminado con siloxanos e intentan que pase la mayor cantidad de metano y que se queden retenidos otros compuestos del biogás, incluidos los siloxanos.