La producción de biogás/biometano juega un papel fundamental en la economía circular. Aunque hay muchos avances al respecto, el principal reto tecnológico frente al que nos encontramos es el desarrollo de nuevas tecnologías de “upgrading” más sencillas y económicas que faciliten el uso del biometano y la inyección de este a la red de gas natural. A través del proyecto Upbiomet+ estamos investigando la combinación de diferentes estrategias en el proceso de digestión anaerobia para favorecer la conversión de CO2 a CH4 . Tenemos los resultados de la primera fase del proyecto.
En el proyecto Upbiomet+ nos hemos centrado en investigar las posibilidades de desarrollo de una nueva tecnología de upgrading in situ, con el fin de incrementar la producción de metano en el proceso de digestión anaerobia a partir del mejor aprovechamiento del CO2 de la fase gas y transformación del mismo a metano en el propio digestor mediante el uso de determinados materiales.
En concreto, para favorecer una mayor riqueza en metano del biogás resultante de la digestión anaerobia, se ha estudiado la posibilidad de combinar dos estrategias: DIET (Direct Interspecies Electron Transfer) y la bioelectrometanogénesis. En este vídeo os lo contamos.
El principal resultado del proyecto es la investigación en relación con la incorporación y combinación de las ambas estrategias en el proceso de digestión anaerobia para favorecer la conversión de CO2 a CH4. El desarrollo de la tecnología ha requerido pruebas a escala laboratorio, así como el diseño y construcción de un prototipo que permite la aplicación de un campo eléctrico, mediante la incorporación de electrodos, y la adición de los materiales conductores que favorecen las rutas DIET.
Imagen 1. Dibujo esquemático de la combinación de los materiales conductores (DIET) y los electrodos (bioelectrometanogénesis) en el prototipo diseñado.
El uso de un reactor de digestión anaerobia con estas modificaciones respecto a configuraciones estándar de digestión anaerobia pretende favorecer el transporte de electrones para una mayor transformación de CO2 a CH4 durante la digestión anaerobia. Este prototipo está actualmente en proceso de validación en el laboratorio, y el proyecto se encuentra en fase de ejecución.
Imagen 1. Prototipo diseñado y construido para la ejecución del proyecto Upbiomet+
Selección de los mejores materiales conductores: Por otro lado, además de la construcción del prototipo, se han obtenido otros resultados específicos sobre la selección de los mejores materiales conductores para favorecer esas rutas metabólicas DIET, y, por tanto, mejorar la calidad del biogás resultante del proceso.
Se han realizado ensayos a escala laboratorio y en discontinuo, para la evaluación del potencial de biometanización de los diferentes materiales conductores, y se han preseleccionado determinados materiales con el fin de identificar los que podrían contribuir de forma más notable a una mejora en la cantidad de metano obtenida en el biogás. También se han analizado determinando las mejores dosis de aplicación de estos y la posibilidad de combinarlos.
El biochar y la tela de carbono, favorecen el incremento de un 20 – 30 % de biometano
En función de los resultados obtenidos, el biochar y la tela de carbono son los materiales que presentan una mayor mejora en la producción de biometano. A partir de los ensayos de evaluación del potencial de biometanización se puede concluir de forma preliminar que la adición de materiales conductores, como el biochar y la tela de carbono, favorecen el incremento de un 20 – 30 % de biometano.
Por otro lado, los demás materiales, la arcilla y la magnetita, no obtuvieron diferencias significativas suficientes con respecto al proceso convencional de digestión anaerobia. Además, la arcilla necesitaba de un pretratamiento de cocción y la magnetita presentaba gran dificultad para su recuperación. Por tanto, debido a los bajos rendimientos y las dificultades operacionales ambos materiales, no se estima relevante considerarlos en principio para futuros ensayos en semi-continuo.
Finalmente, los resultados obtenidos en el transcurso del proyecto se espera que puedan tener un gran interés para todos los sectores que puedan verse beneficiados por la purificación in situ: empresas explotadoras de EDARs, ingenieras de biogás, empresas de gestión de residuos, etc. Asimismo, se pretende seguir esta línea de investigación y desarrollar las mejores condiciones operacionales para incrementar la bioconversión a metano, y desarrollar proyectos en los que se estudie la viabilidad industrial.
Todo ello en el marco del proyecto Upbiomet+ financiado por la convocatoria IVACE-FEDER de la Conselleria d’Economia Sostenible, Sectors Productius, Comerç i Treball, dirigidas a centros tecnológicos de la Comunitat Valenciana para el desarrollo de proyectos de I+D de carácter no económico realizados en colaboración con empresas.
