Combustibles

Biogás

Composición, poder calorífico y adaptaciones

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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

ComponenteRelleno sanitarioDigestor de granjaPTARAgroindustria
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 ppm500 – 5 000 ppm200 – 2 000 ppm1 000 – 10 000 ppm
Siloxanos0 – 50 mg/m³trazas1 – 40 mg/m³trazas
Humedad relativasaturadosaturadosaturadosaturado

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)

% CH₄PCI MJ/Nm³PCI kcal/Nm³PCI kWh/Nm³PCS MJ/Nm³
45%16,23 8574,4917,9
50%18,04 2854,9919,9
55%19,74 7145,4921,9
60%21,55 1425,9923,9
65%23,35 5716,4925,9
70%25,15 9996,9927,9
75%26,96 4287,4929,9

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

GasPCS MJ/Nm³Densidad rel.Índice Wobbe
Gas natural (red mexicana)39,80,55553,4
Biogás 60 % CH₄23,91,1522,3
Biogás 70 % CH₄27,91,0527,2
Biogás 75 % CH₄29,91,0029,9

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

AdaptaciónMagnitud
Orificio de gas (boquilla)Aumentar 30–50 % respecto a gas natural para igual potencia
Presión de trabajoAumentar 60–100 % para compensar menor PCI
Relación aire-combustibleReducir caudal de aire ~15 % (biogás requiere menos O₂ por m³)
Tren de gasVálvulas y reguladores de mayor Kv; filtro coalescente para humedad
Materiales en contacto con H₂SAcero 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.

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La gama TBG de BALTUR está diseñada específicamente para biogás. Evaluamos composición, presión disponible y tren de tratamiento.

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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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