Alternativa en cogeneración: Pilas de combustible

Como es sabido, en las estaciones depuradoras de aguas residuales, para conseguir una estabilización de la materia orgánica y reducir el volumen de fango producido (problema medioambiental, las aguas residuales se someten a un proceso de digestión anaerobia de los fangos primarios y bilógicos. Una de las consecuencias de este proceso, es la generación de biogás (60-70% metano, 25-30% dióxido de carbono). Debido al alto contenido en metano, este gas es combustible por lo que se puede valorizar y utilizarlo como fuente de energía.

Hoy en día, el tratamiento habitual en las plantas de cogeneración situadas en las EDAR es utilizar este biogas como combustible en motores de combustión interna tipo OTTO. En este tipo de proceso, se utilizar por un lado la energía térmica producida en el proceso de combustión, y la energía mecánica se transforma en energía eléctrica gracias a un alternador.

Como alternativa a este proceso ''tradicional'', se ha adoptado la solución del aprovechamiento del biogás mediante la conversión en energía eléctrica directamente a través de un proceso electroquímico mediante pilas de combustible.

¿Cómo funciona una pila de combustible? El dispositivo se basa en un concepto simple, una celda de combustible individual está formada por dos electrodos separados por un electrolito que permite el paso de iones pero no de electrones. En el electrodo negativo tiene lugar la oxidación del combustible (normalmente hidrógeno aunque puede ser también metano u otros) y en el positivo la reducción del oxígeno del aire.

Primera idea: Al no existir procesos de combustión no existen limitaciones termodinámicas como en el caso de motores de combustión interna, lo que supondrá unos rendimientos más elevados.

Estas pilas de combustible no se emplearán de forma individual, si no que lo harán en un conjunto compacto donde se incorporan los sistemas necesarios para su funcionamiento.

Configuración del conjunto:

Uno de los problemas que puede suponer este método es la disminución de la energía térmica disponible para el calentamiento de los lodos recirculados a los digestores anaerobios, ya que al tener un rendimiento superior al sistema de cogeneración basado en motores de combustión se produce una mayor transformación de la energía en electricidad. Aún así, según los ensayos y plantas instaladas con este método, el sistema mantendrá la temperatura de los digestores se mantendrá sin dificultad, a cambio de un descenso de los fangos de deshidratación.

Otra de las ventajas del sistema de cogeneración mediante pilas de combustible, es que la producción de emisiones infinitamente inferiores a los sistemas convencionales de cogeneración. Lo que lo hace un sistema a tener en cuenta conforme se vayan haciendo más estrictas las normas reguladoras de emisiones gaseosas.

Como se ha visto este sistema no dispone de elementos mecánicos, por lo que la producción de ruido también es ínfima. Y por esta misma causa, los requerimientos de mantenimiento son menores.

Si se tiene en cuenta el aspecto económico, esta tecnología tiene un alto coste en la actualidad. Pero confiemos en que el avance de los estudios en esta ciencia permita abaratar los costes y convertirlo en una alternativa más ecológica a los sistemas tradicionales.