Desarrolla el Instituto de Ingeniería tecnología robusta, eficiente y económica

Una gran variedad de residuos orgánicos son susceptibles de ser convertidos biológicamente en biogás por medio de la digestión anaerobia. El biogás es un energético renovable, sin embargo, para aprovecharlo en la producción de energía térmica y eléctrica es necesario purificarlo. En este contexto, el H2S (ácido sulfhídrico) es uno de los principales contaminantes del biogás pues en presencia de agua genera ácido sulfúrico (H2SO4), un compuesto muy corrosivo.

En el Laboratorio de Investigación en Procesos Avanzados de Tratamiento de Aguas (LIPATA), de la Unidad Académica Juriquilla del Instituto de Ingeniería, Guillermo Quijano Govantes, catedrático Conacyt que desarrolla su indagación en esa instancia universitaria, se dedica a la purificación del biogás.

“Actualmente hay tecnologías fisicoquímicas muy consolidadas, pero tienen un costo muy elevado. Y esto limita mucho su aplicación.”

Tecnología propia

En el LIPATA, Quijano y sus colaboradores desarrollan procesos biológicos amigables con el medio ambiente, viables económicamente y que permiten tratar el biogás de una forma muy eficiente.

Explicó que usan microorganismos que son capaces de oxidar al ácido sulfhídrico y son la base de los procesos de purificación del biogás, evitando el daño a los motores, turbinas y sistemas de cogeneración (térmica/eléctrica) a partir de biogás.

En un biorreactor, los científicos tienen a los microorganismos vivos bajo condiciones controladas. “Así podemos procesar un compuesto indeseable y convertirlo en otro de valor agregado, como el azufre elemental, que tiene aplicaciones industriales”, aclaró.

Las bacterias se obtienen de las plantas depuradoras de aguas residuales, donde hay gran variedad de microorganismos dentro de los lodos residuales, que son un complejo de microorganismos de gran diversidad biológica, que contiene millones de bacterias. “En el laboratorio les ponemos ciertas condiciones (de temperatura, oxígeno disuelto, pH, por ejemplo), algunas se adaptan y hacen el proceso que queremos”, detalló.

Las bacterias sulfuro-oxidantes son comunes y no requieren condiciones extremas. En el biorreactor se alimentan con el ácido sulfhídrico que los expertos desean eliminar. “Es uno de los contaminantes más comunes del biogás y se tiene que desechar para aprovechar la energía”, sostuvo.

Mientras ocurre el proceso, los expertos miden la concentración de ácido sulfhídrico al inicio y al final del sistema, para saber qué porcentaje de remoción se consiguió. “Tenemos un sistema extremadamente eficiente, se comen arriba de 95 por ciento del compuesto que deseamos eliminar”, señaló.

Esta eficiencia de remoción es de las mejores reportadas hasta ahora para la purificación de biogás con concentraciones de H2S cercanas a 10,000 partes por millón.

El producto limpio que resulta es biogás sin H2S. En este caso es un proceso de desulfuración, del que se logra biogás útil como biocombustible.

“Entonces puede quemarse en diferentes dispositivos industriales como calderas, motores y turbinas. Al hacerlo se produce tanto energía térmica como eléctrica de una fuente renovable, porque partimos de residuos”, dijo.

Los procesos ocurren a temperatura y presión del ambiente, no requieren de compuestos tóxicos para operar y utilizan los recursos de la naturaleza.

Quijano y sus colegas realizan hoy en día el proceso a nivel piloto con resultados prometedores. Hasta ahora lo han escalado de un matraz a un reactor piloto.

Esta investigación es parte del proyecto del Centro Mexicano de Innovación en Energía, que financian la Secretaría de Energía y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología.