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El érmino biogás se define la mezcla de gases constituida básicamente por CH4 y CO2 que se obtiene como producto final de la digestión anaeróbica de compuestos orgánicos.
La digestión anaeróbica es uno de los tratamientos biológicos más antiguos, empleándose por primera vez hace más de un siglo.
Las reacciones que tienen lugar en este proceso se agrupan en las siguientes etapas:
▪︎ Hidrólisis: En esta etapa, las sustancias orgánicas de elevado peso molecular, lípidos, proteínas e hidratos de carbono, son descompuestas por la acción de un grupo de bacterias hidrolíticas anaeróbicas. De esta forma, los carbohidratos se convierten en azúcares simples; las grasas en ácidos grasos y glicerol; y las proteínas en polipéptidos y aminoácidos.
▪︎ Fermentación o acidogénesis: Esta etapa se efectúa por la acción de las bacterias acidogénicas que convierten los productos solubles de la etapa de hidrólisis en ácidos orgánicos de cadena corta, CO2 e H2. Los azúcares, aminoácidos y ácidos grasos se transforman en ácidos orgánicos (ácido acético, propiónico, valérico, butírico, etanol, etc.) de acuerdo con las reacciones siguientes:
C6H12O6 + 2 H2O 2 CH3COOH + 4 H2 + 2 CO2
C6H12O6 CH3CH2CH2COOH + 2 H2 + 2 CO2
C6H12O6 + 2 H2O 2 CH3CH2COOH + 2 H2 O
▪︎Acetogénesis y homoacetogénesis: Los alcoholes, ácidos grasos y compuestos aromáticos obtenidos en la etapa anterior se degradan produciendo ácido acético, CO2 e H2, por un grupo de bacterias que aportan, aproximadamente, el 54 % del hidrógeno que se utilizará en la formación de metano. En la homoacetogénesis ocurre, igualmente, la formación de ácido acético, pero a partir de hidrógeno y dióxido de carbono.
▪︎Metanogénesis: En esta etapa, estrictamente anaeróbica, las bacterias metanogénicas producen metano a partir de los productos orgánicos obtenidos en las etapas anteriores. La formación de metano puede tener lugar por dos vías diferentes: la ruptura de las moléculas de ácido acético para generar CO2 y metano, o la reducción del CO2 con H2, tal como se muestra en las siguientes reacciones:
CH3COOH CH4 + CO2
CO2 + 4 H2 CH4 + 2 H2O