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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN TARAPOTO FACULTAD DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL CONCURSO DE PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN PARA TESIS A NIVEL DE PREGRADO 2017

PROYECTO DE TESIS “APROVECHAMIENTO DEL ESTIERCOL Y SANGRE DE GANADO VACUNO Y PORCINO DEL CAMAL DEL DISTRITO DE CACATACHI”

Tesista: Isabel Sánchez Bustamante

Asesor: Ing. M.Sc. Alejandro Cruz Rengifo Perú - Tarapoto 2017

Datos Generales a) Nombre del proyecto: Aprovechamiento del estiércol y sangre de ganado vacuno y porcino del camal del Distrito de cacatachi. b) Ubicación geográfica del proyecto:

El trabajo de investigación se realizará en el distrito de Cacatachi provincia de San Martin.

c) Período de ejecución del proyecto:

El proyecto tendrá una duración de 5 meses: de Marzo a Julio 2018.

d) Facultad que presenta el proyecto:

La facultad que estará inmersa en el desarrollo del proyecto es la Facultad de Ingeniería Agroindustrial, en la Escuela Profesional de Ingeniería Agroindustrial.

e) Programa y línea de investigación prioritaria

i. Programa: Conservación, aprovechamiento y gestión sostenible de los recursos naturales.

ii. Línea de investigación: Procesos agroindustriales de la producción agropecuaria y forestal de la Región San Martín.

ÍNDICE INTRODUCCIÓN CAPITULO I: EL PROBLEMA 1.1. Planteamiento Del Problema 1.2. Formulación Del Problema 1.3. Objetivos 1.3.1. Objetivo General 1.3.2. Objetivos Específicos 1.3. Justificación De La Investigación 1.4. Limitaciones CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL 2.1. Antecedentes De La Investigación 2.2. Bases Teóricas 3.3. Definición De Términos Básicos CAPÍTULO III: HIPÓTESIS Y VARIABLES 3.1. Hipótesis 3.2. Sistema De Variables 3.3. Operacionalización De Variables CAPÍTULO IV: MARCO METODOLÓGICO 4.1. Tipo y nivel de investigación 4.2. Diseño de investigación 4.3. Población y muestra 4.4. Técnicas e instrumentos de recolección de datos 4.5. Técnicas de procedimiento y análisis de datos CAPÍTULO V: ASPECTOS ADMINISTRATIVOS 5.1. Cronograma de actividades – Diagrama de Gantt 5.2. Recursos humanos 5.3. Recursos materiales 5.4. Recursos financieros BIBLIOGRAFÍA ANEXOS

INTRODUCCIÓN Las fuentes de energías desarrolladas por el hombre, que al cabo del paso del tiempo resultaron nocivas, insuficientes, caras, peligrosas, y las diversas formas de contaminación, han llevado al estudio e investigación de nuevas maneras de contrarrestar el incremento del deterioro del ambiente, basadas en la mejor utilización de los recursos naturales. Precisamente una de estas alternativas es aprovechar la digestión anaerobia o biodigestión de los desechos orgánicos a través de los biodigestores (Toala, 2013).

El país donde se desarrolló por primera vez la tecnología de los biodigestores fue la India, donde se construyó la primera instalación para producir biogás, fecha cercana al año 1900; a partir de ese momento se ha incrementado el número de biodigestores en ese país y actualmente funcionan alrededor de 200,000 unidades. Sin embargo, China es la región que tiene un mayor número de este tipo de instalaciones, aproximadamente 6.7 millones (Ardón, 1992).

El biogás, producto de la descomposición de materia orgánica, es un gas combustible, el cual puede ser usado para cocción de alimentos, calefacción y las múltiples aplicaciones que tiene los combustibles convencionales. Los sistemas de biodigestión junto a la producción de energía eléctrica a base de biogás son tecnologías aún prematuras a nivel nacional, existiendo 106 biodigestores (en 15 departamentos) con predominio en modelos artesanales chinos en todo el Perú, Tardillo (2008), minimizando así la acumulación de la materia orgánica depositados en los suelos (Toala, 2013).

CAPITULO I: EL PROBLEMA

1.1.

Planteamiento del Problema

Desde que el mundo ha reconocido la gran cantidad de contaminación atmosférica que se produce por la utilización del petróleo como materia prima en la producción de energía, tanto desde el proceso inicial en las refinerías hasta su uso final en las grandes industrias, se ha visto el afán de encontrar nuevos combustibles amigables con el ambiente, uno de estos es el biogás, producido naturalmente en la descomposición de las heces de distintos animales, evitando de esta manera también la contaminación que producen estos al dejarlas sin tratamiento alguno.

En el Fundo Miraflores de la Universidad Nacional de San Martín, se encuentra la Escuela profesional de Medicina Veterinaria, en el cual se crían diferente tipos de ganado, como el vacuno, porcino y ovino de los que no se hace un debido tratamiento de sus desechos; por lo que hace necesario el desarrollo de un estudio de producción de biogás con estos, para que de esta manera se colabora con el cuidado y preservación de nuestro entorno.

1.2.

Formulación del Problema

Teniendo el conocimiento de los graves problemas ambientales que generan la producción de energía por combustibles fósiles y la falta de tratamiento a los residuos fecales de la industria ganadera, además de la necesidad de encontrar y masificar nuevas alternativas que busquen conservar el ambiente, este trabajo estudiará la factibilidad el aprovechamiento de los residuos de estiércol de ganado en el Fundo Miraflores de la Universidad Nacional de San Martin, evaluando su eficiencia y los posibles usos que se le puedan dar.

1.3.

Objetivos

1.3.1. Objetivo general

Obtención de biogás del estiércol y sangre de ganado vacuno y porcino obtenido en el Camal del Distrito de Cacatachi.

1.3.2. Objetivos específicos

-

Evaluar la eficiencia de los porcentajes de estiércol y sangre de ganado vacuno y porcino utilizado en la producción de biogás.

-

Determinar los posibles usos del biogás producido en las inmediaciones del Camal de Cacatachi.

1.4.

Justificación de la Investigación

Los

seres

humanos

hemos

utilizado

nuestros

recursos

indiscriminadamente, siendo esta decisión la que ha hecho que se vea evidenciada en el cambio climático, la desaparición de ecosistemas, especies animales y vegetales.

La extracción de petróleo y su uso como combustible primordial en distintas industrias ha generado una contaminación sin precedentes destruyendo hábitats naturales. Las malas prácticas agrícolas por su parte han destruido y contaminado el suelo y fuentes de agua a sus alrededores, afectando a la salud de la población y dejándolos sin recursos de los cuales abastecerse.

De este modo en la preocupación de buscar nuevas alternativas para el manejo de residuos sólidos orgánicos de la actividades ganaderas como por ejemplo la producción de energía, es que este trabajo de se centrara

en el aprovechamiento del estiércol de ganado producido en el Fundo Miraflores de la Universidad Nacional de San Martin.

En este sentido se buscan nuevas alternativas para el manejo de los residuos sólidos orgánicos, principalmente de aquellos que se generan por la ejecución de actividades ganaderas, con el fin de aprovecharlas como fuentes de energía renovable que ayuden a minimizar los impactos ambientales. CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL 2.1.

Antecedentes de la investigación

Como antecedentes a la investigación tenemos:

Córdova y Tarco (2011) en su estudio sobre biogás, a partir de una estimación del potencial de biomasa generada en el área, se seleccionaron el modelo de biodigestor a utilizar y a través del cálculo y dimensionamiento lograron el diseño de un biodigestor para la producción de biogás, a partir de la fermentación anaeróbica de la excreta humana producida en la Residencia de la Universidad de Pinar del Río, de tal forma que el biogás obtenido pudo ser utilizado para la cocción de alimentos. Como resultado del trabajo se obtuvo un potencial de excreta humana en la Residencia de la Universidad de Pinar del Río de 577,2 kg día diseñando una batería de biodigestores modelos Hindú con una capacidad de producción de biogás de 2308,8 kg día, de esta manera lográndose estimar una producción de biogás de 40 m3.

Cornejo (2012) determinó que la producción de biogás es más alta con la mezcla, estiércol: torta de piñón (50:50) y en la relación de dilución, mezcla: agua (50:50), pero presentando un contenido de metano del 5.5%. La mayor producción de metano obtenida con la torta de piñón fue de 20.7%, con la mezcla, estiércol: torta de piñón (20:80) y la relación de dilución, mezcla: agua (25:75), con una producción 1248 ml de biogás/ kg de mezcla, resultando un biogás de baja calidad, no siendo factible

para la combustión y/o producción de energía. La cascarilla de arroz brinda favorables condiciones para la producción de biogás generando una producción de 2735 ml de biogás/ kg de mezcla, con la mezcla, estiércol: cascarilla de arroz (50:50), con la relación de dilución, mezcla : agua (33.3:66.6), presentando un contenido de metano del (48.9%). Al igual que el rumen de ganado bovino, generando una producción de 1128 ml de biogás/ kg de mezcla con la mezcla, estiércol: rumen de ganado vacuno (50:50), con la relación de dilución, mezcla: agua (50:50), presentando un contenido de metano del (47.2%).

En otras investigaciones sobre el biogás, Toala (2012) concluye que el tiempo de retención estimado para la producción de biogás y biofertilizante de acuerdo al prototipo realizado es de 40 días, con lo que se garantiza la funcionalidad del diseño y la generación de los productos de la digestión anaerobia para el rancho Verónica.

2.2. Bases Teóricas 2.2.1. Estiércol.

Es una mezcla de materia fecal y alimento rechazado, procedente del tracto digestivo de los animales, contienen residuos no digeridos de alimentos, y factores digestivos como enzimas, jugos gástricos, pancreáticos y células muertas de la mucosa intestinal, bacterias vivas y muertas del colon y productos del desecho del metabolismo (Diana et.al, 2010).

El estiércol es el excremento de animales de ganadería, el cual se compone de una mezcla de material orgánico digerido y orina, que es utilizada para fertilizar el suelo (Diego, 2010).

La aplicación del estiércol en el suelo permite el aporte de nutrientes, incrementa la retención de la humedad, y mejora la actividad

biológica, con lo cual se incrementa la fertilidad del suelo y por ende su productividad como abono (Toala, 2013).

2.2.2. Usos potenciales del estiércol. El

potencial

uso

del

estiércol

durante

varias

generaciones

agropecuarias, ha sido la elaboración del compost, esta práctica permite obtener un producto libre de gérmenes patógenos, contrarrestando malos olores, y produciendo sustancias húmicas similares a las del suelo, facilitando la fertilización de los cultivos (López y Antonio, 2003).

El estiércol no solamente puede ser utilizado para la elaboración de compost, sino también para la producción de biogás y fertilizantes líquidos,

sometiéndolo

a

una

degradación

en

condiciones

anaerobias, el biogás producido tiene un alto contenido de metano altamente inflamable, la cual, con instalaciones adecuadas, se puede producir energía eléctrica y a su vez ser utilizado en la cocina doméstica (López y Antonio, 2003).

2.2.3. Manejo del estiércol. Previo a su utilización, el estiércol debe someterse a un proceso de fermentación para que los nutrientes que contiene en forma no asimilable, se tornen en asimilables para las plantas, y se origine el compuesto húmico, que desempeñan función esencial en el suelo utilizado para cultivos (Toala, 2013).

La fermentación del estiércol debe ser lenta, para dar tiempo al amoniaco que se forma pueda ser absorbido y, al mismo tiempo, para evitar consumo excesivo de materia orgánica, como sucede cuando la fermentación es rápida (Toala, 2013).

2.2.4. Biogás. Es una mezcla de gases cuyos principales componentes son el metano y el bióxido de carbono, el cual se produce como resultado

de la fermentación de la materia orgánica en ausencia de aire por la acción de un grupo de microorganismos que interactúan con otros factores (Albarracín, 1995).

El biogás es la fase gaseosa; mezcla de metano, bióxido de carbono, nitrógeno, gas sulfuroso y vapor de agua. El contenido de gases combustibles lo hacen muy útil como recurso energético para una granja (Albarracín, 1995).

El metano es un combustible inodoro, incoloro, cuya combustión produce una llama azul y productos no contaminantes, es el principal contribuyente del gas natural, ya que más del 90% de este combustible es metano (Albarracín, 1995).

2.2.5. Composición del biogás. Esta puede variar de acuerdo con el tipo de material orgánico utilizado en la carga del biodigestor y con el tiempo que se utilice en el proceso de biodigestión (Toala, 2013).

La proporción de los componentes del biogás es la siguiente:

Tabla 1. Composición química del biogás

CAPÍTULO III: HIPÓTESIS Y VARIABLES

3.1. Hipótesis

H1: Es posible producir biogás a partir de estiércol y sangre de ganado vacuno y porcino con alta eficiencia, en el Camal del distrito de Cacatachi.

H0: No es posible producir biogás a partir de estiércol y sangre de ganado vacuno, porcino y ovino con alta eficiencia, en el Camal del distrito de Cacatachi . 3.2. Sistema de Variables

Variables Independientes: -

Porcentajes de estiércol de ganado vacuno y porcino.

Variable Dependiente: -

Porcentaje de biogás obtenido.

3.3. Operacionalización de Variables

VARIABLE

INDEPENDIENTE

Porcentajes estiércol

DEFINICIÓN

DEFINICIÓN

CONCEPTUAL

OPERACIONAL

INDICADOR

ÍNDICE

Se realizarán

Porcentajes

de

Eficiencia en la

porcentaje de

mezclas con tres

composición

de

producción de

estiércol de

diferentes

ganado

porcentajes de

porcino y ovino en

estiércol de

la mezcla.

ganado

vacuno, necesarios en la porcino y ovino. obtención de

ESCALA

MEDICIÓN

Determinación del

de ganado vacuno, de porcino y ovino

ESCALA DE

vacuno,

Continua

Cuantitativa

Continua

Cuantitativa

biogás.

ganado vacuno, porcino y ovino.

biogás. Determinación de El porcentaje de Valor PENDIENTE

Porcentaje

porcentaje

de biogás

biogás obtenido.

de biogás

obtenido será

obtenido de estudiado obtenido.

en cada mezcla por el rendimiento de estiércol con de las mezclas en compost.

porcentual

su producción.

biogás

Rendimiento en producción de biogás

CAPÍTULO IV: MARCO METODOLÓGICO

4.1. Tipo y nivel de Investigación 4.1.1. Tipo de Investigación: Investigación experimental y cuantitativa 4.1.2. Nivel de Investigación: La investigación es de nivel explicativo.

4.2. Diseño de investigación El trabajo de investigación tendrá un Diseño Factorial completamente al azar de 2x2x2, con ocho tratamientos, determinados por el primer factor que sería los porcentajes de excremento de ganado vacuno, porcino y ovino, el segundo los porcentajes de composición de materiales de compost y por ultimo las repeticiones.

A1, A2: porcentajes de excremento de ganado vacuno, porcino y ovino. B1, B2: porcentajes de composición de materiales de compost. C1, C2: repeticiones del experimento.

A1

Diseño

A2

experimental

C1

C2

C1

C2

B1

A1B1C1

A1B1C2

A2B1C1

A2B1C2

B2

A1B2C1

A1B2C2

A2B2C1

A2B2C2

4.3. Población y Muestra

4.3.1. Población La población del experimento estará constituido por las especies animales de ganado vacuno, porcino y ovino además de las especies vegetales de pasto, caña y leguminosas.

4.3.2. Muestra Excremento de ganado vacuno, porcino y ovino; y pasto picado, caña y pasto de leguminosa.

4.4. Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos Las técnicas experimentales a utilizar en la investigación para la comprobación de las hipótesis son: 

Formulación de masa de excrementos y del compost.



Construcción de un biodigestor de estilo hindú.



Elaboración de biogás.

4.5. Técnicas de Procedimiento y Análisis de Datos

4.5.1. Técnicas de Procedimiento 

Recolección del material Se recolectará las heces del ganado vacuno y porcino además del material para el compost dentro de las instalaciones del fundo Miraflores de la Universidad Nacional de San Martín.

 -

Formulación de las mezclas Para las heces del ganado se utilizará dos formulaciones 50% del vacuno, 25% de porcino y 25% de ovino; y 40% del vacuno, 30% de porcino y 30% de ovino.

-

Para la elaboración del compost o biomasa se tendrá los siguientes porcentajes: 50% de pasto picado, 25% de caña y 25% de pasto de leguminosas; la segunda mezcla será de 40% de pasto picado, 30% de caña y 30% de pasto de leguminosas.



Construcción de biodigestor estilo hindú

Fuente: Córdova y Tarco, 2011

En la investigación se seguirá la metodología por Córdova y Tarco (2011) ya que el principal objetivo del diseño de un biodigestor es alcanzar un alto contenido de biomasa dentro del mismo que permita una alta producción de biogás y una alta reducción de la materia orgánica por unidad de volumen del biodigestor.

Un biodigestor modelo hindú está compuesto básicamente de: -

1 sistema de entrada de material a ser digerido

-

1 cámara de digestión

-

1 sistema de descarga del efluente

-

1 depósito de gas. o Ubicación del biodigestor La ubicación de un biodigestor es tan importante como su propia construcción. Los principales aspectos que se deben tener en cuenta al ubicar un biodigestor son los siguientes: -

Seleccionar el lugar más cercano posible a la fuente de materia prima.

-

Debe tratarse, por todos los medios, de que la topografía del terreno permita el cargado de la planta por gravedad.

-

En el lugar debe existir una fuente de agua para realizar la mezcla y mantener la limpieza de la planta.

Fuente: Córdova y Tarco (2011) o Dimensionamiento del biodigestor El tamaño del biodigestor está determinado por el tiempo de retención y por volumen diario de biomasa. El volumen diario de biomasa se compone del material de fermentación y del agua de mezcla. 

Tiempo de Retención de la Biomasa Es el lapso durante el cual el material de fermentación permanece en el biodigestor. Bajo la acción de bacterias mesofílicas se estima que en un reactor normal a 30 ºC el tiempo requerido para biodegradar la materia prima alimentada es de 20 días, tiempo que se puede afectar por las variaciones de la temperatura ambiental. TR= 20 días x1.3 El factor 1,3 es un coeficiente que depende de la temperatura, la

cual para

garantizar

un

funcionamiento

óptimo

del

biodigestor para cualquier época del año, se ha asumido como 25 ºC. 

Volumen de digestión de la biomasa

El tamaño del biodigestor está determinado por el tiempo de retención

y

por

la

cantidad

diaria

de

sedimento

de

fermentación. La cantidad de sedimento de fermentación se compone del material de fermentación y del agua de mezcla. El volumen del digestor se obtiene mediante la siguiente expresión: 𝐕𝐃= 𝐕𝐁𝐌×𝐓𝐑 Donde: 𝑉𝐷= Volumen de digestión de la biomasa (m3) 𝑉𝐵𝑀= Volumen diario de biomasa. 𝑇𝑅=Tiempo de la retención de la biomasa. o Volumen de almacenamiento de gas El tamaño del depósito de gas depende de la producción de gas y de la cantidad de gas que se utilice. La producción de gas depende de la cantidad y de propiedades del material de fermentación, de la temperatura del digestor y del tiempo de retención. 𝐕𝐆= 𝐏𝐁×𝐑𝐁𝐡 Donde: 𝑉𝐺 = Volumen de almacenamiento de gas (m3) 𝑃𝐵= Potencial total de excreta humana 𝑅𝐵ℎ= Rendimiento de biogás de humanos o Volumen total del Biodigestor Con los dos volúmenes se puede determinar el volumen total del biodigestor. 𝐕𝐃𝐁= 𝐕𝐃+ 𝐕𝐆 Donde: 𝑉𝐷𝐵= Volumen total del biodigestor (m3) 𝑉𝐷= Volumen de digestión de la biomasa 𝑉𝐺= Volumen de almacenamiento de gas o Diámetro y altura útil Conociendo el volumen del biodigestor, se debe determinar su diámetro y altura, cumpliéndose la relación siguiente:

𝐕𝐮= 𝟑,𝟏𝟒×𝐃𝐮𝟐𝟒×𝐇𝐮 ; 𝐇𝐮=𝟒×𝐕𝐮𝐃𝐮𝟐×𝟑,𝟏𝟒 Donde: 𝐻𝑢= Altura útil del cilindro, que equivale a la altura del biodigestor (m) 𝑉𝑢= Volumen útil del cilindro, que equivale al volumen del biodigestor (m3) 𝐷𝑢= Diámetro útil del cilindro, que equivale al diámetro interno del biodigestor (m) Nota: el volumen útil es el volumen ocupado por la materia orgánica a ser digerida, exceptuándose el volumen relativo al biogás entonces: 𝑽𝑫= 𝑽𝒖 o Altura real de la cámara de digestión Después de determinar la altura útil del biodigestor, se debe calcular su altura real, esta se determina por la fórmula siguiente: 𝐇𝐫𝐜𝐝= 𝐇𝐮+ 𝐏+𝟎, Donde: 𝐻𝑟𝑐𝑑= Altura real de la cámara de digestión (m) 𝐻𝑢= Altura útil del cilindro 𝑃= Presión de columna de agua (altura manométrica) 𝐻𝑜𝑙𝑔𝑢𝑟𝑎= 0.15 (m) o Dimensionamiento de la cámara de carga La cámara está compuesta por un tubo derecho que se coloca en forma oblicua, lo que facilita su construcción, ahorra mano de obra y materiales, asegura una entrada libre y facilita la agitación del líquido. Estas dimensiones pueden ser determinadas por la fórmula siguiente: 𝐕𝐂𝐂= 𝐥𝐜𝐜×𝐂𝐂𝐂×𝐇𝐂𝐂

Donde:

𝑉𝐶𝐶= Volumen de la cámara de carga (m3) 𝐿𝐶𝐶= Largo de la cámara de carga (m) 𝐶𝐶𝐶= Ancho de la cámara de carga (m) 𝐻𝐶𝐶= Altura de la cámara de carga (m). Esta debe ser superior a 1 m. o Volumen de la cámara de descarga

La cámara de descarga es por donde se evacuan los materiales de fermentación. El biogás producido en el biodigestor presiona el líquido

fermentado

hacia

una

pileta

de

salida

para

un

almacenamiento, la pileta de salida también se llama cámara hidráulica o de hidropresión. La cámara debe ir cubierta con una plancha para mejorar las condiciones sanitarias. Las dimensiones son establecidas mediante la siguiente fórmula: 𝐕𝐜𝐝= 𝐋𝐜𝐝× 𝐂𝐜𝐝× 𝐇𝐜𝐝

Donde:

𝑉𝑐𝑑= Volumen de la cámara de descarga (m3) 𝐿𝑐𝑑= Largo de la cámara de descarga (m) 𝐶𝑐𝑑= Ancho de la cámara de descarga (m) 𝐻𝑐𝑑= Altura de la cámara de descarga (m). Esta debe estar debajo del nivel del suelo. o Dimensionamiento del gasómetro 

Diámetro Inferior del gasómetro 𝐃𝐠𝐢= 𝐃𝐢− 𝟎, 𝐦 Donde: 𝐷𝑔𝑖= Diámetro inferior del gasómetro (m) 𝐷𝑖 = Diámetro interno del biodigestor (parte superior = 𝐷𝑢+0.10𝑚) 𝐻𝑜𝑙𝑔𝑢𝑟𝑎 = 0,10 (m) Nota: la parte superior del biodigestor debe tener 10 cm de más para formar un muro de apoyo para el gasómetro.



Diámetro superior del gasómetro 𝐃𝐠𝐬= 𝐃𝐢+ 𝟎, 𝐦 Donde: 𝐷𝑔𝑠= Diámetro superior del gasómetro 𝐷𝑖 = Diámetro interno del biodigestor (parte superior = Du + 0.10 m) 𝐻𝑜𝑙𝑔𝑢𝑟𝑎 = 0,10 (m)



Altura del gasómetro 𝐕𝐠= 𝟑, × 𝐃𝐠𝟐𝟒×𝐇𝐠 Donde: 𝑉𝑔= Volumen del gasómetro (m3). Igual a la producción diaria de biogás VG. 𝐷𝑔= Diámetro del gasómetro (m)

𝐻𝑔= Altura del gasómetro (m). Incógnita a determinar. Luego de determinarse la altura del gasómetro, se procede a calcular la altura real del mismo mediante la fórmula: 

Altura real del gasómetro 𝐇𝐫𝐠= 𝐇𝐠+ 𝐏+𝟎, 𝐦 Donde: 𝐻𝑟𝑔= Altura real del gasómetro 𝐻𝑔= Altura del gasómetro 𝑃 = Presión (fijada en 0.15 mca) 𝐻𝑜𝑙𝑔𝑢𝑟𝑎 = 0,10 (m)

o Dimensionamiento de la pared divisora La pared divisoria divide el cilindro del biodigestor en dos subcámaras de diámetros iguales, para calcular sus dimensiones se utiliza la siguiente ecuación: 𝐇𝐩𝐝= 𝐇𝐫𝐜𝐝− 𝐇𝐫𝐠 Donde: 𝐻𝑝𝑑 = Altura de la pared divisora. 𝐻𝑟𝑐𝑑= Altura real de la cámara de digestión. 𝐻𝑟𝑔 = Altura real del gasómetro. o Dimensionamiento del caño guía La función de este es orientar el movimiento del gasómetro verticalmente. Este puede determinarse por la fórmula: 𝐂𝐠=𝟏+ 𝐇𝐫𝐠+ 𝐇𝐫𝐠𝟐 Donde: 𝐶𝑔= Longitud del caño guía (m) 1= Cantidad de caños que deberán ser colocados en la pared divisoria 𝐻𝑟𝑔= Altura real del gasómetro que corresponde con la distancia de la pared divisoria a la superficie. 𝐻𝑟𝑔2= Parámetro que busca mantener la estabilidad del gasómetro cuando este se encuentre a su máxima capacidad. o Producción de bioabono por día Para el este cálculo se tomó el 20 % de sólidos totales. Continuando se determina la cantidad de bioabono para el volumen de biogás diario, con la fórmula siguiente: 𝐁𝐚=𝐁𝐃−𝐁𝐃 ×𝐒𝐓𝟏𝟎𝟎 Donde:

𝐵𝑎 = Cantidad de bioabono generado por día 𝐵𝐷= Biomasa disponible 𝑆𝑇 = Sólidos totales



Elaboración de biogás

Para la elaboración de biogás se seguirá el siguiente flujograma. Se realiza una mezcla de 4 Tn de pasto, caña y pasto de leguminosa

ELABORACIÓN DEL COMPOST

Un cilindro de rumen 30°c por 20 días

FERMENTACIÓN DEL COMPOST

Se realiza una mezcla de 200 kg de excremento vacuno, porcino y ovino

RECOLECCION DE EXCREMENTO

Cada 30 días

REMOCIÓN DEL COMPOST

COLOCACIÓN DEL EXCREMENTO EN LA CAMARA

Comienza la producción de biogás diario

PRODUCCIÓN DE BIOGAS

4.5.2. Materiales e instrumentos Los materiales e instrumentos que se utilizaran en el siguiente estudio serán: Materiales: -

Baldes

-

Palas

-

Carretillas

-

Cemento

-

Ladrillos Equipos

-

Un biodigestor

-

Balanza

4.5.3. Análisis de Datos: Los resultados obtenidos serán analizados, comparados y discutidos de acuerdo a un ANOVA y la prueba de Tukey. CAPÍTULO V: ASPECTOS ADMINISTRATIVOS 5.1. Recursos Humanos: Tesista:

Isabel Sánchez Bustamante

Asesor:

Ing. M.Sc. Alejandro A. Cruz Rengifo

5.2. Recursos Materiales ÚTILES DE OFICINA Papel bond A4 (millar) Lapicero (caja) Corrector (unidad) Folder (unidad) Memoria USB (unidad) CD (unidad) Cuaderno (unidad) Plumón indeleble (unidad) Papel de despacho (unidad) Tinta para impresora (unidad) Cinta Maskintape (unidad) Tijera (unidad) MATERIA PRIMA Excremento de ganado vacuno porcino y ovino (200 Kg) Pasto picado, caña y pasto de leguminosa (4 Tn) Un cilindro de rumen MATERIALES Baldes

Palas Carretillas Cemento Ladrillos EQUIPOS Biodigestor Balanza SERVICIOS Tipeos (Unidad) Fotocopias (Unidad) Anillado (Unidad) Empastado (Unidad) Pasajes para la colecta de especies

5.3. Recursos financieros 1. Bienes y Servicios Nro. Descripción

Cuenta

Cant.

V.

V. Total

Unitario

S/.

S/.

ón

Bienes Materiales de escritorio 1.1.

Papel A4

millar

1

15.00

15.00

1.2.

Lapicero

docena

1

1.50

18.00

1.3.

Folder

unidades

12

0.50

6.00

1.4.

Cuaderno

unidad

2

5.00

10.00

1.5.

Plumón permanente

docena

1/2

30.00

15.00

Sub Total

64.00

Materiales 1.6.

Baldes

unidades

10

5.00

50.00

1.7.

Palas

unidades

5

10.00

50.00

1.8.

Carretilla

unidades

2

40.00

80.00

1.9.

Cemento

bolsas

6

40.00

240.00

unidades

50

10.00

50.00

Sub Total

470.00

1.10. Ladrillo

Justificaci

Equipo 1.11. Balanza

Unidad

2

200.0 Sub Total

200.00

Servicios 1.12. Fotocopiado

hojas

740

0.10

74.00

1.13. Impresión

hojas

500

0.20

100.00

unidades

6

20.00

120.00

pasajes

50

2.00

100.00

Sub Total

394.00

Total S/.

1128.00

1.14. Encuadernado y Empast. 1.15. Movilidad local

4. Subvención V. Total S/. Descripción 4.1. Subvención de tesistas

3000.00 Total S/.

3000.00

5.4. Cronograma de Actividades – Diagrama de Gantt

MES 1

MES 2

MES 3

MES 4

MES 5

MES 6

ACTIVIDADES 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 Formulación y presentación del proyecto Investigación bibliográfica Desarrollo de investigación Ensayo de los procedimientos Determinaciones Analíticas Análisis de resultados Redacción del informe final Redacción del Artículo científico Presentación final del trabajo

1

2

3

4

1 2 3 4

1

2

3

4

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ANEXOS

ANEXO 1

ANEXO 2

ANEXO 3

ANEXO 4

ANEXO 5

ANEXO 6

ANEXO 7