La producción técnica de biometano de alta pureza se basa en la separación selectiva de gases, donde la eficiencia del proceso depende fundamentalmente de la tecnología de upgrading empleada. Entre los métodos más avanzados destaca la adsorción por oscilación de presión (PSA) y la separación por membranas poliméricas.
En el sistema PSA, el biogás crudo se somete a ciclos de presión variables sobre un lecho adsorbente (normalmente zeolitas o carbón activo). Las moléculas de CO2, al tener un diámetro cinético menor y mayor polaridad que el metano, quedan retenidas en los poros del material. Esto permite el paso de un flujo de metano con purezas que superan el 98%.
Desde una perspectiva termodinámica, el proceso de digestión anaerobia se divide en cuatro etapas bioquímicas: hidrólisis, acidogénesis, acetogénesis y metanogénesis. La estabilidad del digestor está supeditada al equilibrio entre las bacterias acidogénicas y las arqueas metanogénicas, siendo estas últimas extremadamente sensibles a variaciones de pH y temperatura.
En plantas industriales modernas, se emplean sistemas de monitorización en tiempo real para controlar la relación de ácidos grasos volátiles y la alcalinidad total, asegurando que el potencial metanogénico del sustrato se aproveche al máximo bajo regímenes mesófilos (35°C – 40°C) o termófilos (50°C – 55°C).
Las aplicaciones actuales del biometano se extienden más allá de la combustión estática. Su alta densidad energética tras la compresión lo convierte en un combustible vehicular de bajo impacto (Bio-GNC o Bio-GNL) y en una materia prima esencial para la industria química. Además, el subproducto sólido del proceso, el digesto, se utiliza como biofertilizante de alto valor agronómico, cerrando el ciclo del nitrógeno y el fósforo, lo que convierte a las plantas de biometano en auténticas biorrefinerías de residuo cero.
