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• GersonGarcíaSánchez

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1. Tanque de Carga 2. Válvula Carga-Biodigestor 3. Entrada de la Carga al Biodigestor 4. Válvula Biodigestor-Depósito 5. Salida de efluente 6. Cubeta para almacenar efluente 7. Biodigestor. ¿Como hacer un Biodigestor? 8. Válvula Entrada Depósito 9. Válvula Salida Depósito 10. Depósito de Biogás. ¿Cómo hacer un depósito de Biogás?

Biodigestor casero de bidón

¿Has considerado aprovechar los residuos de alimentos y de la cocina para producir biogás casero? Si es así, puedes construir un biodigestor anaeróbico casero a partir de un bidón o tanque de polietileno con capacidad entre 120 y 220 litros. No se necesitan grandes conocimientos técnicos ni materiales difíciles de conseguir para su construcción; solo observe la imagen, lea los materiales y lo comprenderá. El diseño propuesto es bastante común, y al ser semi-continuo permite adicionar residuos orgánicos diariamente.

Inicialmente, dependiendo del tanque disponible así será la cantidad de biogás producido por el digestor. Los usos para este biogás podrían ser cocinar

algunos alimentos, calefaccionar una estancia, iluminar o simplemente para proyectos o experimentos caseros. Para esto último sería muy útil un mechero Bunsen ya que permite regular el flujo de gas y la mezcla de aire-biogás de forma sencilla. El biodigestor debería construirse de acuerdo a la disponibilidad de recursos y no tratar de hacerlo exactamente con los materiales que mencionaré a continuación. Acuerdese de “las tres R”; reducir, reusar y reciclar. Los Materiales El reactor y la entrada de materiales:   

 

y

su

descripción:

Un tanque o bidón de entre 120 y 220 litros de capacidad. Generalmente son azules con tapa de cierre hermético. Tapón de limpieza sanitario (4”): Es una especie de adaptador con tapón enroscable Segmento corto de tubo (4”): Pasa a través de la abertura y conecta el “adaptado-tapón” en el exterior con la Reducción en la parte interna del tanque. Debe ser suficientemente corto para permitir que tanto la Reducción como el adaptador-tapón aprisionen la pared de la tapa del tanque y así permitir una mejor sujecion y sellamiento. También se pueden usar bridas sanitarias pegadas con silicona al tanque. Reducción PVC de 4” a 3” Tubo PVC sanitario (3”): Desde la reducción hasta 5cm antes del fondo del tanque.

Para la salida del efluente:     

Adaptador de tanque (2”) Tubo PVC (2”) para la tubería de salida del efluente 3 Codos PVC (2”) Adaptador de tanque (1”) para conectar la válvula Válvula de esfera PVC (1”) Para la salida inferior del efluente más pesado.

Para la salida del biogás (en orden):    

Conector de tanque (1/2”) Válvula de esfera con roscas (1/2”) Adaptador para manquera Manguera

Para unir las partes y sellar:  

Soldadura (pegamento) para PVC Silicona selladora transparente, ¡resistente a hongos!: Para sellar alrededor de las uniones al tanque e impedir filtración.

( ” ) = pulgadas Al tanque se le realizan dos agujeros laterales y dos en la tapa. Uno en la parte lateral-inferior para la válvula de 1 pulgada; otro en la parte media para la salida de efluente. En la tapa uno será para la entrada del material y el otro para la salida del biogás, siempre del diámetro de la pieza que lo atravieza. Para almacenar el biogás se utiliza un depósito de campana flotante, muy fácil de construir con dos bidones; uno grande donde va el agua y otro ligeramente más angosto que se sitúa boca abajo dentro del anterior. La manguera que viene del digestor se introduce al tanque mayor y burbujea de tal forma que el gas sube y queda atrapado en el tanque menor el cual tiene una válvula para la salida del gas con una manguera y una trampa de agua. PRECAUCION: EL BIOGÁS ES UN COMBUSTIBLE. Tome adecuadas medidas de seguridad y consulte a un profesional.

Deposito flotante de biogás. Una forma de almacenar el biogás producido en un biodigestor pequeño es con un depósito de cupula flotante. Este ofrece ciertas ventajas con respecto al uso de recámaras de camión:  Puede mantener una presión relativamente constante.  Da un mejor indicador del volumen de biogás almacenado.  Es durable y menos tedioso de usar.

Biodigestor y dos depósitos En un depósito de campana se aprovecha que el agua no dejará escapar el gas encerrado en contenedor sumergido con la boca hacia abajo. Para el depósito se utilizan un par de tanques plásticos cilíndricos de distinta anchura. La idea es poder introducir uno dentro del otro sin problemas y sin quedar demasiado espacio entre uno y otro. Al tanque más ancho se le quitará la tapa o si fuere necesario se le retirará la parte superior cortándola. El tanque de menor anchura se colocará sin tapa y con la boca hacia abajo dentro del otro tanque. La entrada del biogás en el depósito puede estar situada tanto en la parte inferior de tal forma que el gas burbujee y quede atrapado en el tanque o también por la parte superior de este, que técnicamente es el fondo y para lo cual haría falta taladrar una vez e instalar una conexión, una válvula y el adaptador para colocar la manguera. El tanque base debe llevar unos rieles o varillas metálicas proyectadas hacia arriba; servirán de guías al tanque superior e impedirán que este se vuelque al elevarse por el biogás almacenado. Del mismo modo, el tanque superior debe tener una tablilla pegada al fondo (parte superior) con perforaciones o ranuras en los extremos por donde se insertarán las varillas guías.

El Proceso Producción En esta parte es donde se produce el Biogas y el efluente a partir de la materia orgánica. Como ya mencioné, esto es el resultado del proceso químico de ciertas bacterias y para proporcionar las condiciones adecuadas para ellas, debemos asegurarnos que al biodigestor no le entre nada de aire. También estas bacterias trabajan a distintas velocidades segun la temperatura en la que se encuentren. Básicamente una vez al día entra una carga al Biodigestor la cual se deja procesando. Como se ve en el diagrama solo debemos llenar el 80% del volumen de nuestro biodigestor con carga, a este volumen le llamamos Volumen de Trabajo, el 20% restante lo debemos dejar para el gas. Como se muestra en el diagrama (#5) existe un rebosadero que sale del biodigestor, ajustado para mantener el 80% del volumen. Este será el encargado de sacar el exceso de mezcla que exista dentro del biodigestor. Cada vez que echemos una carga, la misma cantidad de efluente debiera salir por esté. Un último tema aquí es la partida en funcionamiento del biodigestor. Para lograr esto, debemos primero lograr alojar una colonia de bacterias anaeróbicas dentro de nuestro biodigestor y esto puede tardar un buen tiempo. Aquí lo que recomiendo es o conseguir una colonia de un biodigestor que ya este funcionando o crear nuestra colonia de la nada.

*Digestion Anaerobica: Muchos microorganismos afectan la digestión anaerobia, incluyendo las bacterias que forman ácido acético y los archaea que forman metano. Estos organismos producen ciertos procesos químicos al convertir la biomasa a biogas. El oxígeno en forma de gas se excluye de la reacción por contención física. Se utilizan otros aceptadores de electrones de otras fuente que no sean oxígeno gaseoso. Estos pueden ser materia orgánica en sí o pueden ser óxidos inorgánicos ingresados a las corrientes de entrada. Cuando la fuente de oxígeno en un sistema anaerobio se deriva de un material orgánico, los subproductos finales de la reacción son alcoholes, aldehídos y ácidos orgánicos primarios y además dióxido de carbono. En la presencia de ciertos productores de metano, los intermediarios se convierten en metano, dióxido de carbono y trazas de ácido sulfhídrico. En un sistema anaerobio la mayor parte de la energía química almacenada en las materias primas se libera por bacterias generadoras de metano en forma de metano.

Poblaciones de microorganismos anaerobios, normalmente, tardan un periodo de tiempo significativo en establecerse para ser totalmente efectivos. Por ello, lo común es introducir microorganismos anaerobios de materiales con poblaciones ya existentes, este proceso se conoce como sembrar los digestores, se acompañan normalmente con fango de drenaje o estiércol líquido.

Input En parte se ejecuta todo lo relacionado con la entrada y procesamiento de la materia orgánica. La idea es echar una carga al día y por ende se nos viene la primera pregunta: ¿Cuánta carga debo echar? La cantidad diaria de carga que vamos a echar a nuestro biodigestor va a depender de la temperatura a la cual logremos mantenerlo. Cabe mencionar que mientras mayor sea la temperatura en la cual el digestor se mantenga (Hasta un maximo de 35°C) más materia podemos procesar. El cálculo entonces vendría por la siguiente formula: Carga Diaria = Volumen de Trabajo (lt) / tiempo de retención (días).

Una vez que conozcamos la carga diaria de nuestro sistema produciremos la carga. Para esto, tomamos los residuos de heces animales, los ponemos dentro del Tanque de carga. Luego echamos agua y formamos una pasta en una relación 1:3, por cada 1 parte de estiércol ponemos 3 partes de agua. Fijarse que el volumen de la pasta que se forma debe ser el volumen que debemos echar dentro del biodigestor, la idea es nunca dejar crema en este contenedor. Fijarse siempre que la válvula de salida al digestor este cerrada.

Almacenamiento El gas que provenga del Biodigestor se almacenará en un depósito. En este diagrama se muestra un depósito muy simple pero muy económico y muy seguro. Aquí el gas quedará almacenado ente el agua y el contendor. Es importante que haya agua ya que cumple varias funciones. Las más importante es la de permitir escapar el gas cuando está en exceso y permite también que salga el oxígeno.

PRECAUCION!:

Cuando el pequeño contenedor superior del depósito se eleve por primera vez, no intenten quemar ese gas. Mejor abran la valvula de salida y libérenlo a la atmósfera, apreten el contenedor que contiene el gas y sumérjanlo casi por completo bajo el agua. Una vez sumergido cierren la válvula de salida y déjenlo llenarse por una segunda vez. Esto lo hacemos para asegurarnos que no haya oxígeno mezclado con gas. Una mezcla de gas y oxígeno es altamente explosiva! También la primera llenada del depósito probablemente no sirva para quemar, dado a la alta concentración de dióxido de carbono que posee debido a la puesta en marcha del biodigestor.

Ejemplo Tenemos un contenedor de unos 220 Lts y con el queremos hacer un Biodigestor con las heces de unas gallinas. También sabemos que normalmente hacen como 25°C en donde vivimos. Lo primero es calcular el volumen de trabajo, este sería: 220 lt * 80% = 176 lt. Recordar que debemos dejar un 20% en el biodigestor para gas.

Segundo calculamos nuestra Carga diaria: Volumen de Trabajo (lt) / Retención diaria (días) . Para esto voy a la tabla 1, y veo que a 25°C tengo 34 días. Por lo cual sería -> 176 (lt)/ 34 días = 5,2 lt. Es decir diariamente tenemos que echar 5,2 litros de pasta de excremento. Luego vamos a nuestro gallinero sacamos las heces las mezclamos con agua y partimos a hacer Biogas.