La digestión anaerobia para la producción de biogás se ha convertido en una tecnología destacada para avanzar hacia la descarbonización de la economía y la seguridad energética.
A partir de una amplia variedad de residuos orgánicos, esta tecnología es capaz de proporcionar bioenergía y fertilizantes orgánicos que mejoran la salud del suelo, al tiempo que se hace una gestión sostenible de dichos residuos.
Los residuos orgánicos que suelen aprovecharse para la obtención de biogás proceden, principalmente, de la industria agroalimentaria, la agricultura y la ganadería, así como de la depuración de aguas residuales y los residuos municipales.
Sin embargo, hay otro tipo de materias primas por explorar, como los recursos marinos (algas y desechos de piscifactorías) que pueden contribuir a la producción de este gas renovable de forma innovadora y eficiente.
El potencial de los recursos marinos para producir bioenergía
El medio marino alberga el 50% de la biodiversidad mundial, y dentro de esta gran biodiversidad, nos encontramos con organismos marinos cuya bioquímica puede resultar de gran interés para la obtención de compuestos bioactivos.
De hecho, hasta ahora se han descrito más de 30.000 compuestos bioactivos de origen marino que han sido utilizados en la industria alimentaria, en cosmética y en farmacéutica.
En los últimos años, también ha generado interés la capacidad de obtener energía (biocombustibles) a partir de biomasa marina, en concreto a partir de organismos fotoautótrofos, como las macro y microalgas.
En este sentido, las macro y microalgas marinas destacan por su rápido crecimiento y su capacidad para secuestrar carbono de manera eficiente, representando una fuente de biomasa con un potencial energético extraordinario.
A partir de las algas marinas, se pueden seguir diversas rutas para la producción de biocombustibles, clasificadas en tres categorías generales, según el National Algal Biofuels Technology Roadmap del DoE:
- Producción directa de biocombustibles a partir de algas sin necesidad de extracción: a través de procesos como la fermentación heterotrófica para la obtención de alcoholes (ej. Etanol) y alcanos, y la biofotólisis para la obtención de hidrógeno.
- Procesado completo de las algas: mediante procesos como la pirólisis para obtener bio-oil, la gasificación para el gas de síntesis, la licuefacción térmica para el bio-crude (bio-petróleo), la extracción supercrítica para obtener biodiesel y la digestión anaerobia para el biogás.
- Conversión de extractos algales: mediante procesos de transesterificación de aceite para obtener biodiesel, un hidroprocesado del aceite para conseguir diésel renovable, biocombustible para aviación, bionaftas y biopropano, o mediante fermentación para producir alcoholes.
Al mismo tiempo, los desechos generados por la industria acuícola, particularmente de las piscifactorías, suponen también un recurso para la producción de biogás a través de la digestión anaerobia, cerrando el ciclo de uso de recursos y minimizando el impacto ambiental asociado con la acuicultura.
Un aprovechamiento de los recursos marinos que se alinea con los objetivos de sostenibilidad global, pero que también subraya la necesidad de innovación y colaboración interdisciplinaria para desbloquear todo su potencial.
La digestión anaerobia de las algas marinas
Las algas marinas, en concreto las macroalgas, presentan un interesante potencial teórico para la producción de biogás debido a su particular composición química: una gran fracción de carbohidratos (hasta un 50%-60%), una composición variable de minerales (7%-38%) y proteínas (10%-47%) y un bajo contenido de lípidos (1%-3%). [15,16].
Sin embargo, esta composición química muestra variaciones entre especies, y según la estación del año, lo que puede afectar a la cantidad y calidad del biogás producido.
No obstante, el potencial de la digestión anaeróbica sobre este recurso marino reside en su fracción de carbohidratos, compuesta principalmente de azúcares fácilmente solubles e hidrolizables (p. ej., laminarina, manitol), así como de polisacárido estructural, ácido algínico. Esto último aplicado, en particular, a algas pardas como las Laminariales.
La producción de biogás a partir de algas pardas se ha estudiado recientemente, demostrando que su calidad es comparable a la de las plantas terrestres.
Estas algas pardas carecen, en su mayoría, de lignina y contienen sólo pequeñas cantidades de celulosa, dos compuestos abundantes en la biomasa terrestre que son difíciles de degradar para los microorganismos.
Así, diferentes ensayos de laboratorio han demostrado una buena capacidad de recuperación de biogás a partir de la digestión anaerobia de algas pardas del género Laminaria, con rendimientos equivalentes a 260 y 280 ml g-1 VS (sólidos volátiles).
Además, diferentes métodos de pretratamiento, como el tratamiento mecánico, térmico, enzimático y termoquímico, permiten una mayor recuperación de biogás. Y las pruebas de codigestión de algas marinas, junto con estiércol de ganado, paja de trigo o purines lácteos, demostraron mejoras en la calidad general de la conversión de la biomasa.
La digestión anaerobia de las algas marinas para la producción de biogás muestra un gran potencial, pero aún es necesario desarrollar y mejorar la eficiencia de esta tecnología para integrarla y garantizar una estrategia de economía circular para el aprovechamiento sostenible de este recurso natural.
Biogás a partir de los desechos de piscifactorías
Según un estudio reciente, las piscifactorías pueden tener potencial para la producción de biogás a partir de los desechos de los peces, pudiendo ser utilizado para el propio autoconsumo energético de la instalación.
Este enfoque innovador proporcionaría una solución sostenible a la gestión de los residuos generados en esta industria, al tiempo que la autosuficiencia energética.
Además, los nutrientes liberados durante el proceso de digestión anaerobia quedan más disponibles para su aprovechamiento en sistemas de acuaponía, mejorando el sistema de producción con un enfoque circular.
El desarrollo de sistemas de digestión anaerobia modulares de este tipo podrían ser integrados en las instalaciones acuícolas y acuapónicas existentes, mejoran su eficiencia y sostenibilidad.
La integración de la producción de biogás a partir de recursos marinos en nuestras estrategias energéticas es una oportunidad más para diversificar, pero aún requiere de avances en investigación e innovación.
A medida que la tecnología y la investigación en este campo avanzan, el horizonte para la bioenergía marina se expande, ofreciendo una alternativa más hacia la sostenibilidad ambiental y la seguridad energética.
Desde Biogás Industrial podemos asesorarte sobre la tecnología del biogás. Ponte en contacto con nosotros para resolver todas tus dudas.