domingo, 4 de diciembre de 2011

Biocombustibles IV: biogás

Se denomina biogás a aquel gas creado mediante la fermentación bacteriana de la materia orgánica, en ausencia de oxígeno. Puede realizarse tanto en medios naturales como en dispositivos específicos para la creación del gas. El producto obtenido se encuentra conformado principalmente por metano, dióxido de carbono y monóxido de carbono, aunque también se encuentran otros gases en menor proporción.

Para su obtención, se puede utilizar como materia prima las excreciones animales, la cachaza de la caña de azúcar, los residuales de mataderos, destilerías y fábricas de levadura, la pulpa y la cáscara del café, así como la materia seca vegetal.

La degradación anaerobia de la biomasa requiere la intervención de diversos grupos de bacterias facultativas y anaerobias estrictas, las cuales utilizan en forma secuencial los productos metabólicos generados por cada grupo (sintrofia). Existe una organización sinérgica entre las diferentes bacterias implicadas en la metanogénesis o formación de metano.

Las reacciones generales que tienen lugar en el biofermentador podrían resumirse como: 


Existen 4 grupos o categorías de bacterias que participan en los pasos de conversión de la biomasa hasta moléculas sencillas que componen el biogás:


Grupo 1: Bacterias hidrolíticas: son un grupo de bacterias (Clostridium, Proteus, Bacteroides, Bacillus, Vibrio, Acetovibrio, Staphyloccoccus) que rompen los enlaces complejos de las proteínas, celulosa, lignina o lípidos en monómeros o moléculas como aminoácidos, glucosa, ácidos grasos y glicerol. Estos monómeros pasarán al siguiente grupo de bacterias.

Grupo 2: Bacterias fermentativas acidogénicas: (Clostridium, Lactobacillus, Escherichia, Bacillus, Pseudomonas, Desulfovibrio, Sarcina). Convierten azúcares, aminoácidos y lípidos en ácidos orgánicos (propiónico, fórmico, láctico, butírico o succínico), alcoholes y cetonas (etanol, metanol, glicerol, acetona), acetato, CO2 y H2.

Grupo 3: Bacterias acetogénicas: son bacterias sintróficas, es decir, solo se desarrollan como productoras de H2 junto a otras bacterias consumidoras de esta molécula. Syntrophobacter wolinii, especializada en la oxidación de propionato, y Syntrophomonas wolfei, que oxida ácidos grasos que tienen de 4 a 8 átomos de carbono, convierten el propiónico, butírico y algunos alcoholes en acetato, hidrógeno y dióxido de carbono, el cual se utiliza en la metanogénesis.

Grupo 4: Bacterias metanogénicas: productoras del gas metano, principal componente del biogás, con una proporción del 40 a 70 % de metano (CH4). Existen tanto bacterias Gram positivas como negativas. Hay dos grupos principales:

-Metanogénicas hidrogenotróficas: a partir del CO2 y H2.
            -Metanogénicas acetotróficas: a partir del ácido acético.   

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