Sistema para depurar biogás basado en microalgas

Armando González Sánchez, investigador del Instituto de Ingeniería (II) de la UNAM, desarrolla un sistema de enriquecimiento del biogás basado en microalgas y luz solar.

Con él busca eliminar gases indeseables presentes en ese biocombustible, los cuales evitan que el metano, otro de sus componentes, se utilice como fuente de energía, y así reducir la emisión de éste a la atmósfera.

El biogás, mezcla de gases generada de manera natural por la descomposición de materia orgánica, contiene principalmente metano, con una capacidad de efecto invernadero 34 veces superior a la del dióxido de carbono; y, además, dos compuestos no deseados: dióxido de carbono, que sólo ocupa volumen y diluye la capacidad calórica del biogás cuando éste se usa como combustible; y ácido sulfhídrico, producto de la putrefacción, sobre todo, de proteínas azufradas como la cisteína.

Cuando el biogás se aprovecha energéticamente, el ácido sulfhídrico causa corrosión en los equipos de conducción y combustión, y genera óxidos de azufre que en contacto con la humedad del ambiente producen ácido sulfúrico, el cual se precipita en forma de lluvia ácida sobre las ciudades y los ecosistemas.

El proceso natural de generación de biogás se lleva a cabo en sistemas biológicos llamados biodigestores, en los que son controladas las condiciones de pH, temperatura y oxígeno para estimular la actividad de microorganismos bacterianos que permiten la digestión de la materia orgánica y, finalmente, la producción de biogás.

Para eliminar los compuestos no deseados presentes en el biogás (dióxido de carbono y ácido sulfhídrico), el investigador utiliza un fotobiorreactor o biorreactor iluminado, el cual promueve el crecimiento de microalgas que son capaces de consumir el dióxido de carbono y producir oxígeno (fotosíntesis). González Sánchez pretende que este sistema sea barato y sencillo, e impacte lo menos posible el ambiente y la economía global de los procesos de generación, distribución y aprovechamiento energético de biogás.

En la azotea del II se montó un sistema piloto. Consta de un fotobiorreactor iluminado artificialmente que intensifica el crecimiento de microalgas para realizar el enriquecimiento del biogás. Ahí se captura éste y se lleva a una columna o torre de contacto, donde sus componentes se separan selectivamente. El metano purificado o biogás enriquecido se transfiere a un contenedor para su posterior aprovechamiento energético, y el dióxido de carbono y el ácido sulfhídrico se conducen a una fase acuosa con microalgas, donde éstas los fijan, mediante la fotosíntesis, a su biomasa. Este último proceso se verifica en presencia de luz solar o luz artificial de LEDs.

Entre los microorganismos utilizados en el fotobiorreactor destacan dos tipos de microalgas: unas muy primitivas, como las cianobacterias Spirulina sp., y otras más evolucionadas como las Picochlorum sp.

En el fotobiorreactor también crecen bacterias oxidadoras de azufre que oxidan el ácido sulfhídrico usando el oxígeno que las microalgas producen cuando crecen por la fijación del dióxido de carbono. La biomasa microalgal se puede utilizar como fertilizante y alimento para peces.

Si bien el principal compromiso de González Sánchez es generar conocimiento básico, buscará financiamiento para la aplicación de este proyecto en su escala real.