La digestión anaerobia de los lodos y otras materias orgánicas produce biogás (una mezcla de metano y otros gases). Se puede utilizar como cualquier otro gas combustible para cocinar, calentar, iluminar y producir electricidad.

Cuando se produce en reactores de biogás domésticos S.16 , el biogás es el más adecuado para cocinar o iluminar. Cuando se produce en grandes digestores anaerobios T.4 , la generación de electricidad es una alternativa.

Consideraciones de diseño

La demanda de gas se puede definir en función de la energía consumida previamente. Por ejemplo, 1 kg de estiércol de vaca seco corresponde a 100 l de biogás, 1 kg de leña corresponde a unos 200 l de biogás y 1 kg de carbón vegetal corresponde a 500 l de biogás. El consumo de gas para cocinar por persona y comida oscila entre 150 y 300 l de biogás. Se necesitan aproximadamente de 30 a 40 l de biogás para hervir un litro de agua, de 120 a 140 l para 0,5 kg de arroz y de 160 a 190 l para 0,5 kg de verduras. Las pruebas han demostrado que la tasa de consumo de biogás de una cocina doméstica de biogás oscila entre 300 y 400 l por hora. Sin embargo, esto depende del diseño de la estufa y del contenido de metano del biogás. En comparación con otros gases, el biogás necesita menos aire para la combustión. Por lo tanto, los aparatos de gas convencionales deben modificarse cuando se utilizan para la combustión de biogás (por ejemplo, chorros de gas y orificios del quemador más grandes). La distancia que debe recorrer el gas se debe reducir al mínimo, ya que pueden producirse fugas. Deben instalarse válvulas de goteo para el drenaje del agua condensada, que se acumula en los puntos más bajos de la tubería de gas.

Materiales

Los dispositivos necesarios dependen del uso que se vaya a dar al biogás. Muchos de ellos se deben diseñar específicamente para su uso con biogás y no siempre están disponibles en el mercado. Sin embargo, las estufas de gas convencionales se pueden modificar fácilmente para su uso con biogás si se amplían las boquillas y los orificios de los quemadores, y si se reduce la entrada de aire primario. Cuando se utilice biogás para cocinar, se debe instalar un indicador de presión sencillo para informar al usuario de la cantidad de gas disponible.

Aplicabilidad

Los reactores de biogás S.16 T.4 se pueden considerar como una opción de tratamiento durante la fase de estabilización y recuperación, y la producción de energía utilizable (biogás) puede reducir parcialmente la dependencia de otros combustibles y contribuir a la autosuficiencia de una comunidad. Al considerar el uso del biogás, es importante tener en cuenta su eficiencia calorífica en diferentes aplicaciones: es del 55 % en estufas, del 24 % en motores, pero solo del 3 % en lámparas. Una lámpara de biogás solo es la mitad de eficiente que una de queroseno. En el caso de las instalaciones domésticas o comunitarias comunes, el uso más eficiente del biogás es en estufas para cocinar. En instalaciones más grandes, el uso más eficiente del biogás es la generación de electricidad con una combinación de calor y electricidad. En este caso, se puede alcanzar una eficiencia del 88 %.

Operación y mantenimiento

El biogás suele estar totalmente saturado de vapor de agua, lo que provoca condensación. Para evitar la obstrucción y la corrosión, el agua acumulada se debe vaciar de manera periódica de los colectores de agua del sistema. El personal capacitado debe revisar con frecuencia las tuberías, los accesorios y los artefactos de gas. Las cocinas se deben mantener limpias y se debe comprobar que el anillo del quemador no esté obstruido. Cuando se utiliza biogás para un motor, es necesario reducir primero el contenido de sulfuro de hidrógeno, ya que forma ácidos corrosivos al combinarse con el agua de condensación.

Salud y seguridad

Cuando la materia fecal y orgánica se digiere de forma anaerobia, como ocurre en un reactor de biogás, el biogás que se produce se compone principalmente de metano y dióxido de carbono, con cantidades menores de sulfuro de hidrógeno, amoníaco y otros gases, en función del material que se digiere. Cada uno de estos gases plantea problemas de seguridad. En general, los riesgos del biogás incluyen explosión, asfixia, enfermedad e intoxicación por sulfuro de hidrógeno.

Costos

Los costos dependen de la aplicación elegida para el biogás y del aparato necesario. Se necesitan tuberías, que suelen estar disponibles en los mercados locales. Las cocinas de gas son baratas y están disponibles en todas partes. Con las instrucciones adecuadas y unas herramientas sencillas, las modificaciones las puede hacer una persona de mantenimiento de la localidad.

Consideraciones sociales

En general, los usuarios consideran aceptable cocinar con biogás, ya que se puede encender y apagar de inmediato (a diferencia de la leña y el carbón). Además, no produce humo ni contribuye a la contaminación del aire en interiores. El biogás generado a partir de heces puede no ser apropiado en todos los contextos culturales. Debe impartirse capacitaciones y orientación sobre la producción de biogás, la seguridad y las tuberías para favorecer la aceptación por parte de los usuarios, garantizar un uso y un mantenimiento eficaces de la estufa y facilitar la rápida identificación de fugas y otros posibles problemas. En algunos casos, los usuarios tendrán que aprender a cocinar con gas. También se debe demostrar a los usuarios que el biogás no es peligroso (debido a su baja concentración de metano).