La generación de biogás es un proceso de descomposición de la materia a cargo de microorganismos, las heces de animales, como las mascotas pueden en un biodigestor generar biogás para uso casero. Esta fermentación es llamada también digestión anaerobia, porque se realiza son presencia del oxígeno.
En la actualidad es común que las familias tengan una mascota, las cuales requieren cuidado y atención. Aunque las mascotas nos brindan compañía y cuidado, también generan deshechos que contaminan.
La contaminación que se genera con el excremento de las heces de perro afecta el ecosistema generando un impacto negativo en la biodiversidad, además de generar mal olor y promover la transmisión de enfermedades. Sin embargo, debido a su alto nivel de nutrientes lo hace un material útil para la generación de biogás o fertilizante, lo que nos permite sacarle provecho.
El gas natural es un combustible fósil, al igual que el petróleo y el carbón se formó de los restos de plantas, animales como los dinosaurios y microorganismos que vivieron en la tierra hace millones de años atrás.
El descubrimiento del gas natural fue en la antigüedad en Medio Oriente, hace miles de años, aproximadamente 6000 A.C., se pudo comprobar que existían fugas de gas natural que prendían fuego al contacto con alguna chispa o similar, dando lugar a las llamadas “fuentes ardientes o fuentes de fuego”.
Fig. 1 El gas natural en la antigua China
En Persia, Grecia y en la India se levantaron templos para prácticas religiosas alrededor de este fenómeno natural. Sin embargo, estas civilizaciones no reconocieron inmediatamente la importancia de su descubrimiento.
El gas natural, que en su mayor composición es metano, fue utilizado por los pueblos chinos y persas hace miles de años como generador de temperatura.
Pero pasaron muchos años hasta que se dieran cuenta que el metano no solo se encontraba en el gas natural fósil, sino que se producía constantemente.
En el año 1776 el científico italiano Volta descubrió que el principal compuesto del gas natural era metano. Solo 100 años después, en 1884 se descubrió el origen microbiológico de la formación de metano con los trabajos que Charles Darwin, realizó sobre la fermentación.
En el año 1887 el científico Hoppe-Seyler pudo comprobar la formación de metano a partir de acetato. La misma observación hizo Omelianski en 1886 con guano de vacas. En 1888 Gayon obtuvo gas al mezclar guano y agua, a una temperatura de 35°C.
Soehngen descubrió en 1906 la formación de metano a partir de hidrógeno y dióxido de carbono. A su vez, describió los primeros dos organismos que participaban en la formación de metano.
Uno de los países que mayor interés ha mostrado por las fuentes de energía no convencionales, y en especial por la producción de biogás, ha sido Alemania (Hohlfeld et al., 1986). En 1920, Imhoff instaló el primer biodigestor en Alemania, este consistía en un estanque hermético, el cual era alimentado con material fermentable para la obtención de “biogás”.
Fundamentos Bioquímicos
El biogás está compuesto en un 50 a 70% de metano y un 30 a 50% de dióxido de carbono, además de contener hidrógeno sulfurado y otros gases de menor importancia, como el ácido sulfúrico que le da mal olor.
Fig. 2 Modelo atómico del metano
El gas natural que es extraído de la tierra y generado de materia orgánica que ha estado almacenado ahí por millones de años. O gas LP, gas licuado a presión que se obtiene por la destilación del petróleo, están formados mayormente de butano o propano.
Fig. 3.Modelo atómico del propano
Fig. 4. Modelo atómico del butano
Generar biogas con heces de perro.
En mi familia tenemos dos perros como mascotas a los cuales quiero mucho “Kush” y “Luna” pero que, debido a la cantidad de comida que consumen hacen mucha popo. Mi papá y yo pensamos que podría haber alguna forma de aprovechar sus desechos y no tirarla a la basura, por eso pensamos en investigar sobre la generación de biogás.
Fig. 5. Luna y Kush
Si obtengo la suficiente cantidad de heces de perro y las pongo a fermentar, entonces generaré biogas.
Para aprender sobre la generación de biogás realice tres tipos de investigación, una de tipo documental en artículos y videos sobre el tema, otra de campo, acercándome a un especialista dedicado a su estudio y, finalmente, la investigación de tipo experimental en la construcción de un biodigestor anaeróbico casero para el aprovechamiento de los excrementos de mis perros.
Al consultar sobre el tema, aprendí que el gas que utilizamos comúnmente en nuestros hogares puede ser gas natural que es extraído de la tierra y generado de materia orgánica que ha estado almacenado ahí por millones de años. O gas LP, gas licuado a presión que se obtiene por la destilación del petróleo. Ambos gases son no renovables, es decir, como provienen de sedimentos fósiles ya no se producen naturalmente.
Por el contrario, el biogás es un gas renovable que se obtiene a partir de los desechos orgánicos de los alimentos, la agricultura o los animales (vacas, borregas, perros, etc). Donde hay materia biodegradable, es decir, materia que se descompone es posible obtener biogás.
El biogás está formado principalmente por metano y bióxido de carbono, pero también contiene sulfuro de hidrógeno e hidrógeno. El metano es el elemento más importante del biogás, ya que este es el elemento que lo hace inflamable, convirtiéndolo en un combustible.
Este tipo de gas produce mediante un proceso de digestión anaeróbica, es decir, la descomposición de la materia orgánica en ausencia de oxígeno. Este proceso se lleva a cabo en un biodigestor, que no es otra cosa que un contenedor cerrado donde se deposita dicha materia orgánica.
El proceso de obtención del biogás tiene lugar en cuatro etapas. A lo largo de ellas intervienen diversos microorganismos, principalmente bacterias, capaces de descomponer la materia orgánica en moléculas y compuestos de diversa índole, liberando además gases como el hidrógeno o el metano. Estas etapas son:
La descomposición de la materia orgánica por acción del agua.
Las bacterias generadas con el agua fermentan o convierten los desechos, en ácidos.
Las bacterias convierten los ácidos generados en ácido acético, hidrógeno y dióxido de carbono.
En esta etapa las bacterias consumen los ácidos acéticos para convertirlos en metano.
Fig. 6. Etapas de las reacciones que generan biogás.
Además del metano (CH4), el biogás contiene Dióxido de carbono (CO2), Ácido sulfúrico (H2SO4) que le da mal olor.
Para conocer un poco más sobre el tema realicé una entrevista a un especialista en el tema y una encuesta a mis compañeros de grupo para saber qué tan conocido es el tema del biogás.
Entrevista:
Entrevisté al Ing. German Gómez Montoya, Ingeniero Químico formado en la FES Cuautitlán de la Universidad Nacional Autónoma de México quien me compartió información importante sobre el biogás.
Fig. 7. Entrevista al Ing. Germán
Le hice las siguientes preguntas:
La información que me el Ingeniero Germán, me confirmó la importancia de la generación de biogás para el aprovechamiento de residuos orgánicos.
Después de la interesante entrevista con el Ingeniero Germán, quise saber qué tan conocido es este tema entre los niños de mi edad, por lo que realice una encuesta en mis compañeros. Esto me permitiría saber qué tan importante puede ser el que dar a conocer este tema.
Encuesta:
Utilizando Formularios de Google, apliqué la siguiente encuesta, cuyos resultados conoceremos más adelante:
Fig. 8. Formulario de Google aplicado a mis compañeros de clase.
Aprendí que para generar biogás necesitaba un biodigestor y que el gas que se generaba tenía un mal olor, provocado por el ácido sulfúrico que se produce también durante las reacciones de descomposición, por lo que elaboré un filtro para reducir este olor.
Para la generación de biogás debemos utilizar un biodigestor, elaboré uno en compañía de mi papá.
Materiales:
Herramientas:
Procedimiento:
Con los materiales y herramientas enlistadas, realicé bajo la supervisión de mi papá un biodigestor casero y un filtro para olores. Los pasos para elaborarlos son los siguientes:
Filtro para eliminar los olores
Elaboración del Biodigestor:
Una vez terminado el biodigestor, comenzamos a utilizarlo, con los pasos siguientes:
Repetimos los pasos anteriores todos los días, aprovechando las heces frescas y cuidando que no tengan piedras o basura, ya que esto afecta a las reacciones que se producen en el biodigestor, ya que no son biodegradables.
Un ambiente cálido ayuda a que las reacciones a su interior sucedan con mayor rapidez.
RESULTADOS:
Mi investigación arrojó los siguientes resultados:
La encuesta realizada en mi grupo me permitió conocer que un 70% de mis compañeros tienen mascotas.
Gráfico 1. Encuesta. Resultado pregunta 1
De quienes tienen mascotas, la mayoría tira sus heces a la basura.
Gráfico 2. Encuesta. Resultado pregunta 2
Un 85% de ellos les gustaría saber cómo aprovechar esos desechos.
Gráfico 3. Encuesta. Resultado pregunta 3
Pero muy pocos conocen qué es el biogas, solo el 15%.
Gráfico 4. Encuesta. Resultado pregunta 4
Por lo que puedo ayudar a dar a conocer esta técnica para reutilizar las heces de las mascotas.
En la entrevista realizada, pude comprender las diferencias entre el gas natural, LP y biogás, identificando que puedo aprovechar los desechos de mis perros y ayudar al ambiente.
Pero que debemos tener medidas de seguridad para que el biogás generado no se convierta en un material peligroso.
Así como a conocer la diferencia entre las moléculas del metano, propano y butano.
Para generar biogás elaboré en compañía de mi papá un biodigestor.
Y para eliminar el mal olor que el ácido sulfúrico da al gas, un filtro para reducir olores.
Aprendí que el biogás es una mezcla resultado de un proceso químico en el que los desechos son fermentados por microorganismos, tal como lo plantee en mi hipótesis
Para generar biogás necesito un biodigestor el cual puede realizarse de forma casera.
Los beneficios de generar biogás son:
Fuentes bibliográficas:
Fuentes electrónicas:
Vídeos:
— [QUÍMICO – MANIÁCOS] (16 de diciembre de 2020). Biogás [Video]. Youtube. Ecador https://youtu.be/QpXvU-VN-cA
— [La Ruta del mexicano] (17 de agosto de 2022). Cómo hacer tu propio biodigestor. Tutorial [Video]. Youtube México https://youtu.be/I4YwO5n9nBI
— [Akunaipa] (19 de noviembre de 2020). Cómo construir un biodigestor. [Video]. Youtube Colombia.
