Combustibles
Biogás
Composición, poder calorífico y adaptaciones
El biogás es una mezcla de metano (CH₄) y dióxido de carbono (CO₂) producida por la digestión anaerobia de materia orgánica. A diferencia del gas natural de red, su composición varía significativamente según el sustrato y las condiciones del digestor, lo que exige una evaluación técnica específica antes de seleccionar y ajustar el quemador.
Composición típica por origen
| Componente | Relleno sanitario | Digestor de granja | PTAR | Agroindustria |
|---|---|---|---|---|
| CH₄ (metano) | 45 – 60 % | 60 – 75 % | 55 – 70 % | 60 – 75 % |
| CO₂ (dióxido de carbono) | 35 – 50 % | 25 – 40 % | 30 – 45 % | 25 – 40 % |
| N₂ (nitrógeno) | 2 – 5 % | < 1 % | < 1 % | < 1 % |
| H₂S (sulfuro de hidrógeno) | 100 – 800 ppm | 500 – 5 000 ppm | 200 – 2 000 ppm | 1 000 – 10 000 ppm |
| Siloxanos | 0 – 50 mg/m³ | trazas | 1 – 40 mg/m³ | trazas |
| Humedad relativa | saturado | saturado | saturado | saturado |
PTAR = Planta de Tratamiento de Aguas Residuales. Los valores son rangos orientativos; la composición real debe medirse en campo antes de dimensionar el sistema.
Poder calorífico en función del contenido de CH₄
PCI (MJ/Nm³) ≈ 35,9 × (% CH₄ / 100) | PCS (MJ/Nm³) ≈ 39,8 × (% CH₄ / 100)
| % CH₄ | PCI MJ/Nm³ | PCI kcal/Nm³ | PCI kWh/Nm³ | PCS MJ/Nm³ |
|---|---|---|---|---|
| 45% | 16,2 | 3 857 | 4,49 | 17,9 |
| 50% | 18,0 | 4 285 | 4,99 | 19,9 |
| 55% | 19,7 | 4 714 | 5,49 | 21,9 |
| 60% | 21,5 | 5 142 | 5,99 | 23,9 |
| 65% | 23,3 | 5 571 | 6,49 | 25,9 |
| 70% | 25,1 | 5 999 | 6,99 | 27,9 |
| 75% | 26,9 | 6 428 | 7,49 | 29,9 |
Condiciones de referencia: 0 °C, 101.325 kPa (Nm³). El CO₂ y el N₂ son inertes y reducen el PCI proporcionalmente.
Índice de Wobbe y compatibilidad con gas natural
| Gas | PCS MJ/Nm³ | Densidad rel. | Índice Wobbe |
|---|---|---|---|
| Gas natural (red mexicana) | 39,8 | 0,555 | 53,4 |
| Biogás 60 % CH₄ | 23,9 | 1,15 | 22,3 |
| Biogás 70 % CH₄ | 27,9 | 1,05 | 27,2 |
| Biogás 75 % CH₄ | 29,9 | 1,00 | 29,9 |
El índice de Wobbe del biogás es 40–60 % menor que el del gas natural. Un quemador de gas natural NO puede operar con biogás sin modificaciones al orificio de gas y a la presión de trabajo.
Adaptaciones del quemador para biogás
| Adaptación | Magnitud |
|---|---|
| Orificio de gas (boquilla) | Aumentar 30–50 % respecto a gas natural para igual potencia |
| Presión de trabajo | Aumentar 60–100 % para compensar menor PCI |
| Relación aire-combustible | Reducir caudal de aire ~15 % (biogás requiere menos O₂ por m³) |
| Tren de gas | Válvulas y reguladores de mayor Kv; filtro coalescente para humedad |
| Materiales en contacto con H₂S | Acero inoxidable 316L o recubrimiento epoxi; evitar latón y cobre |
La gama BPM de Baltur está diseñada específicamente para biogás con CH₄ entre 45 y 75 %. Para otras composiciones, consulte al departamento técnico.
Tratamiento previo recomendado
Deshumidificación
El biogás sale saturado de humedad del digestor. La condensación en tuberías y válvulas provoca corrosión y bloqueos. Se requiere un separador de condensados y, en climas fríos, un secador por refrigeración o adsorción.
Desulfuración (H₂S)
Concentraciones de H₂S > 200 ppm dañan los materiales del quemador y generan SO₂ en la combustión. Los métodos más comunes son la dosificación de aire al digestor (reducción biológica), el lavado con agua o soda, y los filtros de carbón activado o de óxido de hierro.
Eliminación de siloxanos
Los siloxanos (presentes en biogás de PTAR y rellenos sanitarios) se depositan como SiO₂ en la cámara de combustión y la boquilla, causando abrasión severa. Se eliminan con filtros de carbón activado o gel de sílice regenerables.
Filtración de partículas
Instalar un filtro de malla de 50 µm antes del tren de gas para retener partículas sólidas que puedan obstruir válvulas y boquillas.
¿Proyecto de biogás en su planta o granja?
La gama TBG de BALTUR está diseñada específicamente para biogás. Evaluamos composición, presión disponible y tren de tratamiento.
Fuentes: IEA Bioenergy – Biogas Composition and Upgrading; SEMARNAT – Guía para el aprovechamiento energético del biogás en México; Baltur – Manual técnico serie BPM; DIN EN ISO 16723 – Natural gas and biomethane for use in transport.
Este artículo es material de referencia y no sustituye el texto de las normas citadas. La versión de observancia obligatoria es la publicada por la autoridad competente.
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