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Biometano

De residuo a energía

Se denomina biometano al gas metano (CH4) de origen biológico. Se estima que solo el ganado vacuno produce 80 millones de toneladas anuales que se liberan a la atmósfera. El biometano es suficiente para cubrir el consumo anual de gas natural doméstico de todo el Estado español. A pesar de ser el menos popular de los biocombustibles, es el más limpio y el de menor impacto ecológico. La producción y posterior combustión del biometano cumple con todas las exigencias de una fuente de energía ecológica y contribuye al cumplimiento de los objetivos 2020 de la Unión Europea. El biometano tiene potencial como solución a múltiples problemáticas sociales, desde la gestión de residuos urbanos y agrícolas hasta la purificación del agua y la mejora de la calidad del aire.

La aplicación fundamental del biometano es la combustión para producir energía. En función del grado de refinamiento del biometano se puede emplear para diversas aplicaciones energéticas de complejidad creciente. La aplicación más barata y sencilla es la crema de biometano para calefacción. Hace muchos años que en países menos desarrollados se emplean los gases emanados de los residuos agrícolas para obtener biometano de baja calidad. El gas sirve para el autoabastecimiento de familias enteras, especialmente en entornos agrícolas. En un mayor grado de refinamiento, el biometano se puede emplear para la cogeneración de electricidad y vapor. Finalmente, la aplicación más futurista del biometano es la pila de combustible, pero requiere una pureza superior al 99,5% para un correcto funcionamiento.

El biometano procede de la depuración del biogás
¿Dónde está la química?

El biometano procede de la depuración del biogás, una mezcla de gases producto de la fermentación bacteriana en condiciones anaerobias de residuos orgánicos de origen diverso. La digestión anaerobia es un proceso típico de depuración, de forma que encontramos biogás en el tratamiento de residuos agrícolas, lodos de depuradora, efluentes industriales y residuos sólidos urbanos. La composición aproximada del biogás es del 55 al 70% de metano, del 25 al 35% de dióxido de carbono y restos de hidrógeno y otros gases. El biogás se limpia de CO2 y de otros gases, convirtiéndose en biometano.

Una vez purificado, el biometano se utiliza para obtener energía por combustión, según la reacción siguiente:

Reacción de combustión del metano

Como se observa en la reacción, la combustión de biometano produce dióxido de carbono. Este CO2 se considera, sin embargo, neutro desde un punto de vista ambiental, ya que ha sido previamente absorbido por la vegetación.

¿Qué conceptos lo explican?

La combustión es una reacción redox que libera mucha energía. La entalpía de esta reacción es muy elevada (-890 kJ/mol) y por lo tanto podemos aprovechar esta variación de entalpía para transferir calor. Este calor se puede usar tanto para calentar como para hacer girar una turbina y generar electricidad, o para hacer girar un motor y hacer circular un autobús.

Usos del biometano
EN LA COMBUSTIÓN SE LIBERA MUCHA ENERGÍA QUE PODEMOS APROVECHAR PARA GENERAR CALOR