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• MIGUEL TULCAN POZO

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ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL FACULTAD DE INGENIERIA EN MECANICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCION

FUENTES NO CONVENCIONALES DE ENERGIA

BIOGAS

I Término 2016 – 2017 1 de Junio del 2016

Contenido 

Definición de biogás.



Composición del biogás.



Etapas de la descomposición anaeróbica.



Condiciones ambientales en el reactor.



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

Oxígeno.



Temperatura.



Valor de pH.



Suministro de nutrientes.



Inhibidores.

Parámetros operativos. 

Tasa de carga orgánica y tiempo de retención del digestor.



Productividad, rendimiento y grado de degradación.



Mezclado.

Biogás

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Contenido 

Características de diversas generación de biogás

variantes



Contenido de materia seca del sustrato para digestión.



Tipo de alimentación.



Número de fases del proceso y de etapas del proceso.



Ingeniería del Proceso.



Almacenamiento del biogás recuperado.



5/31/2016

del



Tanques de almacenamiento integrados.



Tanques de almacenamiento externo.



Bengala de emergencia.

procedimiento

de

Realización de un proyecto de biogás.

Biogás

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Biogás El biogás se produce en un proceso biológico. En ausencia de oxígeno (anaeróbico), la materia orgánica se descompone formando una mezcla de gases conocida como biogás. Ese proceso se encuentra ampliamente en la naturaleza y ocurre, por ejemplo, en los páramos o en el fondo de los lagos en pozos de lodo líquido y en el estómago de los rumiantes. La materia orgánica se convierte casi enteramente en biogás gracias a la acción de una gama de distintos microorganismos. También se genera energía (calor y nueva biomasa).

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Fuente: http://www.agroscopio.com/main/producto/714-necesito-tecnico-bio-gas

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Composición del biogás Componente

Concentración

Metano (CH4)

50% – 75%

Dióxido de Carbono (CO2)

25% – 45%

Agua (H2O)

2% – 7% (20ºC – 40ºC)

Acido Sulfhídrico (H2S)

20 – 20.000 ppm

Nitrógeno (N2)

< 2%

Oxígeno (O2)

< 2%

Hidrógeno (H2)

< 1%

Amoniaco (NH3)

< 1%

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 31

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Etapas de la descomposición anaeróbica

Fuente: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/301332/contLinea/leccin_5_digestin_anaerobia.html

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Etapas de la descomposición anaeróbica En la hidrólisis los compuestos complejos del material inicial (como carbohidratos, proteínas y grasas) se dividen en compuestos orgánicos más simples (por ejemplo aminoácidos, azúcares y ácidos grasos). Las bacterias hidrolíticas que participan en esta etapa liberan enzimas que descomponen el material por medios bioquímicos. Los productos intermedios formados por este proceso se dividen luego durante la acidogénesis (la fase de acidificación) por medio de bacterias fermentadoras (que forman ácidos) para formar ácidos grasos más bajos (acético, prebiótico y butírico) junto con dióxido de carbono e hidrógeno. Además, también se forma pequeñas cantidades de ácido láctico y de alcoholes. La naturaleza de los productos formados en esta etapa es influida por la concentración del hidrógeno intermedio.

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Etapas de la descomposición anaeróbica En la acetogénesis, es decir, la formación de ácido acético, estos productos se convierten luego por medio de bacterias acetogénicas en precursores de biogás (ácido acético, hidrógeno y dióxido de carbono). Al respecto, es particularmente importante la presión parcial del hidrógeno. Un contenido de hidrógeno excesivamente alto impide la conversión de los productos intermedios de la acidogénesis por razones relacionadas con la energía. En consecuencia, se acumulan los ácidos orgánicos, como el ácido propiónico, el ácido isobutírico, el ácido isovalérico y el ácido hexanoico, e inhiben la formación del metano. Por esta razón, las bacterias acetogénicas (bacterias que forman hidrógeno) deben coexistir en una comunidad biótica cerrada (biocenosis) con las arqueas que consumen hidrógeno, las cuales consumen hidrógeno junto con dióxido de carbono durante la formación de metano (transferencia de hidrógeno entre especies), asegurando así un ambiente aceptable para las bacterias acetogénicas. 5/31/2016

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Etapas de la descomposición anaeróbica Durante la fase subsiguiente, la metanogénesis , la etapa final de generación de biogás, sobre todo el ácido acético pero también el hidrógeno y el dióxido de carbono se convierten en metanos por medio de arqueas metanogénicas estrictamente anaeróbicas. Los metanógenos hidrogenotróficos producen metano a partir del hidrógeno y del dióxido de carbono, mientras que las bacterias acetoclásticas que forman metano lo producen por división del ácido acético. Esencialmente las cuatro fases de la degradación anaeróbica ocurren simultáneamente en un proceso de etapa única. Sin embargo, como las bacterias involucradas en las diferentes fases de degradación tienen distintas necesidades en términos de hábitat (respecto del valor de pH y la temperatura, por ejemplo), se tiene que encontrar una solución de compromiso en la tecnología del proceso. 5/31/2016

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Condiciones ambientales en el reactor Cuando se describe las condiciones ambientales es necesario distinguir entre la digestión húmeda y la digestión en estado sólido (conocida también digestión seca), porque los dos procesos difieren significativamente en términos de contenido de agua, contenido de nutrientes y transporte de masa. (Los términos digestión y fermentación a veces se usan también de manera intercambiable). Las siguientes descripciones tratan sólo de la digestión húmeda, debido a que es la práctica dominante.

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Condiciones ambientales en el reactor Oxígeno Las arqueas metanogénicas se encuentran entre los organismos vivientes más antiguos del planeta ya que aparecieron hace 3 a 4 mil millones de años, mucho antes que se formara la atmósfera tal como la conocemos. Incluso hoy por lo tanto, estos microorganismos siguen dependiendo de un ambiente carente de oxígeno. La mayoría de estas especies muere incluso ante pequeñas cantidades de oxígeno.

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Condiciones ambientales en el reactor Temperatura El principio general es que la tasa de reacciones químicas se incrementa con la temperatura ambiente. Sin embargo, esto se aplica sólo parcialmente a la descomposición biológica y a los procesos de conversión. En estos casos tenemos que recordar que los microorganismos involucrados en el proceso metabólico tienen distintas temperaturas óptimas. Si la temperatura está por encima o por debajo de su rango óptimo, los microorganismos relevantes pueden inhibirse o, en los casos extremos, sufrir un daño irremediable. Los microorganismos que participan en la descomposición se pueden dividir en tres grupos según sus temperaturas óptimas. Se distingue entre organismos psicrofílicos, mesofílico y termofílicos. 5/31/2016

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Condiciones ambientales en el reactor 

Las condiciones óptimas para los microorganismos psicrofílicos son a temperaturas por debajo de los 25ºC. A estas temperaturas aunque no hay necesidad de calentar los sustratos o el digestor, sólo se puede lograr un bajo desempeño de degradación y de producción de gas. Por lo tanto, como regla general no es factible la operación económica de las plantas de biogás.



La mayoría de bacterias conocidas que forman metano tienen su crecimiento óptimo en el rango de temperaturas mesófilas entre 37 y 42 ºC. Las plantas de biogás que operan en el rango mesofílico son las más generalizadas en la práctica debido a sus rendimientos de gas relativamente altos y a que se obtiene una buena estabilidad del proceso en este rango de temperatura.

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Condiciones ambientales en el reactor 

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Si se desea eliminar los gérmenes dañinos por medio de la higienización del sustrato o si se usa como sustrato subproductos o desechos que tienen una temperatura intrínseca alta (agua de proceso, por ejemplo), los cultivos termofílicos son una opción conveniente para el proceso de digestión. Su rango óptimo de temperaturas se sitúa entre 50 y 60ºC. La elevada temperatura del proceso ocasiona una tasa más alta de descomposición y una menor viscosidad. Sin embargo, se debe considerar que puede requerirse más energía para calentar el proceso de fermentación. En este rango de temperatura, el proceso de fermentación es más sensible a las perturbaciones o irregularidades en el suministro del sustrato o en el régimen operativo del digestor porque en condiciones termófilas hay menos especies diferentes de microorganismos metanogénicos presentes.

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Condiciones ambientales en el reactor Se ha demostrado en la práctica que las fronteras entre rangos de temperaturas son fluidas y son sobre todo los cambios rápidos de temperaturas los que dañan los microorganismos, mientras que si la temperatura cambia lentamente los microorganismos metanogénicos pueden ajustarse a diferentes niveles de temperaturas. Por lo tanto, no es tanto la temperatura absoluta la que es crucial para el manejo estable del proceso, sino la estabilidad a un cierto nivel de temperatura.

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Condiciones ambientales en el reactor Valor de pH Los microorganismos que participan en las distintas etapas de descomposición requieren diferentes valores de pH para un crecimiento óptimo. Un valor de pH en el rango neutral de 6,5 a 8 es absolutamente esencial para las arqueas metanogénicas. En consecuencia, si el proceso de fermentación ocurre en un solo digestor, debe mantenerse este rango de pH. Independientemente de si el proceso es de una sola etapa o de varias etapas, el valor de pH se establece automáticamente dentro del sistema gracias a los productos metabólicos alcalinos y ácidos formados en el curso de la descomposición anaeróbica. 5/31/2016

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Condiciones ambientales en el reactor Suministro de nutrientes Los microorganismos involucrados en la degradación anaeróbica tienen necesidades específicas a su especie en términos de macronutrientes, micronutrientes y vitaminas. La concentración y disponibilidad de estos componentes afecta la tasa de crecimiento y la actividad de las distintas poblaciones. Existen concentraciones mínimas y máximas específicas a las especies que son difíciles de definir debido a la variedad de diferentes cultivos y su adaptabilidad que a veces es considerable. Para obtener tanto metano como sea posible de los sustratos se debe asegurar un suministro óptimo de nutrientes a los microorganismos. La cantidad de metano que se puede obtener finalmente de los sustratos dependerá de las proporciones de proteínas, grasas y carbohidratos que contengan. 5/31/2016

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Condiciones ambientales en el reactor Luego del carbón, el nutriente que más se necesita es el nitrógeno. Se necesita para la formación de enzimas que se encargan del metabolismo. La proporción C:N de los sustratos es, por lo tanto, crucial. Si esta proporción es demasiado elevada (mucho C pero no mucho N), el metabolismo inadecuado resultante puede hacer que el carbón presente en el sustrato no se convierta por completo, de manera que no se logrará el máximo rendimiento posible de metano. En el caso inverso, un exceso de nitrógeno puede llevar a la formación de cantidades excesivas de amoníaco (NH3), el cual incluso en bajas concentraciones inhibirá el crecimiento de las bacterias y, en el peor caso, puede ocasionar el colapso completo de la población de microorganismos. Para que el proceso discurra sin interrupción, la proporción C:N tiene que estar en el rango de 10-30:1.

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Condiciones ambientales en el reactor Aparte del carbón y del nitrógeno, el fósforo y el azufre son también nutrientes esenciales. El azufre es una parte constituyente de los aminoácidos, y los compuestos fosfóricos son necesarios para formar el adenosín trifosfato (ATP) y la nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADP) que actúan como portadores de energía. Para suministrar suficientes nutrientes a los microorganismos la proporción C:N:P:S en el reactor debe ser de 600:15:5:3. También es vital para la supervivencia de los microorganismos, aparte de los macronutrientes, un suministro adecuado de ciertos oligoelementos. Generalmente, en la mayoría de plantas de biogás agrícolas se logra cubrir la demanda de micronutrientes, particularmente cuando se alimenta la planta con excremento animal. Sin embargo, es muy común comprobar la deficiencia de oligoelementos en la monofermentación de los cultivos energéticos. 5/31/2016

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Condiciones ambientales en el reactor Los elementos que requieren las arqueas metanogénicas son cobalto (Co), níquel (Ni), molibdeno (Mo) y selenio (Se) y a veces también el tungsteno (W). Ni, Co y Mo son necesarios como co-factores para reacciones esenciales de su metabolismo. El magnesio (Mg), hierro (Fe) y manganeso (Mn) también son micronutrientes importantes que se necesitan para el transporte de electrones y el funcionamiento de ciertas enzimas.

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Condiciones ambientales en el reactor Inhibidores Existen sustancias que, bajo ciertas circunstancias, incluso en pequeñas cantidades, bajan la tasa de descomposición o, en concentraciones tóxicas, detienen por completo el proceso de descomposición. Se debe hacer una distinción entre inhibidores que ingresan al digestor a través de la adición de sustrato y aquellos que se forman como productos intermedios a partir de las etapas individuales de descomposición.

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Condiciones ambientales en el reactor

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 26

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Parámetros operativos Tasa de carga orgánica y tiempo de retención del digestor Cuando se diseña y construye una planta de biogás, se presta la mayor atención a las consideraciones económicas. En consecuencia, cuando se está eligiendo el tamaño del digestor, el enfoque no está necesariamente en el mayor rendimiento de gas o en una descomposición completa de la materia orgánica contenida en el sustrato. Si el objeto era lograr la descomposición completa de los constituyentes orgánicos se puede requerir tiempos de retención muy largos del sustrato en el digestor, y tanques de gran volumen debido a que algunas sustancias toman mucho tiempo para descomponerse, si es que se llegan a descomponer completamente. Por lo tanto, el objetivo debe ser lograr una óptima degradación a un costo económico aceptable.

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Parámetros operativos En este sentido, la tasa de carga orgánica es un parámetro operativo crucial. Indica cuántos kilogramos de sólidos volátiles (VS) o de materia orgánica seca pueden alimentarse al digestor por m3 de volumen de trabajo por unidad de tiempo. La tasa de carga orgánica se expresa como kg VS/(m3*d):

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Parámetros operativos Otro parámetro relevante para decidir sobre el tamaño del recipiente es el tiempo de retención hidráulica (TRH). Esto es el tiempo promedio calculado que un sustrato permanece en el digestor hasta su descarga. El cálculo implica determinar la proporción entre el volumen del reactor (VR) respecto del volumen del sustrato añadido diariamente. El tiempo de retención hidráulica se expresa en días:

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Parámetros operativos Productividad, rendimiento y grado de degradación La productividad [P(CH4)], rendimiento [A(CH4)] y el grado de degradación (ηVS) son parámetros que describen apropiadamente el desempeño de una planta de biogás. La producción de gas en relación al volumen del digestor se conoce como la productividad de la planta. Ésta se define como el cociente de producción diaria de gas y volumen del reactor y, en consecuencia es una indicación de la eficiencia de la planta. La productividad puede relacionarse a la producción de biogás [P(biogás)] y a la producción de metano [P(CH4)] y se expresa en Nm3/(m3*d):

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Parámetros operativos La producción de gas expresada en relación a los materiales de insumo es el rendimiento. Asimismo, el rendimiento puede relacionarse con la producción de biogás [A(biogás)] o la producción de metano [A(CH4)]. Esto se define como el cociente entre el volumen de gas producido y la cantidad de materia orgánica añadida, y se expresa en Nm3/t VS:

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Parámetros operativos El grado de degradación (ηVS) proporciona información sobre la eficiencia con la cual se convierten los sustratos. El grado de degradación puede determinarse sobre la base de los sólidos volátiles (VS) o de la demanda química de oxígeno (DQO). Dados los métodos analíticos utilizados más comúnmente en la práctica, es aconsejable determinar el grado de degradación de los sólidos volátiles:

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Parámetros operativos Mezclado Para obtener altos niveles de producción de biogás tiene que haber un contacto intenso entre las bacterias y el sustrato, lo cual se logra generalmente a través de un mezclado exhaustivo en el tanque de digestión. Salvo que ocurra este mezclado exhaustivo en el digestor, luego de un cierto tiempo se puede observar la separación de la mezcla junto con la formación de capas. Esto se atribuye a las diferencias en la densidad de los distintos constituyentes de los sustratos y también al empuje ascendente de la formación de gas. Cuando ocurre esto, la masa bacteriana se reúne en la capa inferior como resultado de su densidad más alta, mientras que el sustrato a ser descompuesto se reúne a menudo en la capa superior. En tales casos, el área de contacto se limita al área limítrofe entre estas dos capas y ocurre poca degradación. 5/31/2016

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Parámetros operativos Además, algunos sólidos flotan hacia la parte superior formando una capa de escoria que hace más difícil el escape del gas. Por lo tanto, es importante promover el contacto entre microorganismos y sustrato mezclando los contenidos del tanque de digestión. Sin embargo, debe evitarse el mezclado excesivo. En la práctica, esto se logra normalmente con agitadores que rotan lentamente y que ejercen sólo bajas fuerzas de cizallamiento, pero también mezclando íntegramente los contenidos del reactor a ciertos intervalos (es decir, sólo por un periodo corto y predefinido).

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Características de diversas variantes del procedimiento de generación de biogás Contenido de materia seca del sustrato para digestión La consistencia del sustrato depende de su contenido de materia seca. Ésta es la razón para que se subdivida la tecnología de biogás en procesos de digestión húmeda y de digestión seca. La digestión húmeda usa sustratos de consistencia susceptible de bombeo. La digestión seca usa sustratos apilables. No existe una línea divisora clara entre los términos de digestión húmeda y digestión seca. Una guía de diseño emitida por el Ministerio Federal de Medio Ambiente de Alemania liga la ‘digestión seca’ a ciertas disposiciones sobre la base de la Ley de Fuentes de Energía Renovable (EEG) de 2004. Estas disposiciones especifican un contenido de masa seca de al menos de 30% por masa en el material de alimentación y una tasa de carga orgánica de al menos 3,5 kg VS/(m3 · d) en el digestor. 5/31/2016

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Características de diversas variantes del procedimiento de generación de biogás Tipo de alimentación El régimen de carga o alimentación de la planta de recuperación de biogás determina en gran medida la disponibilidad de sustrato fresco para los microorganismos y tiene un efecto correspondiente en la generación de biogás. Se hace distinciones amplias entre la alimentación continua, semicontinua e intermitente.

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Características de diversas variantes del procedimiento de generación de biogás Alimentación continua y semi-continua Se puede hacer una distinción adicional entre los métodos de flujo continuo y una combinación de flujo continuo con tanque tampón. En contraste con la alimentación continua, la alimentación semi-continua implica añadir al digestor un lote no fermentado de sustrato al menos una vez por día de trabajo. Existen ventajas adicionales en añadir el sustrato en varios lotes pequeños a lo largo del día.

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Características de diversas variantes del procedimiento de generación de biogás 

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Método de flujo continuo: En el pasado, la mayoría de sistemas de recuperación de biogás se construyeron para operar sobre el principio de flujo continuo. Se bombea sustrato varias veces al día de un tanque pre-digestor o de un pozo pre-digestor al reactor. La misma cantidad de sustrato fresco que se añade al digestor se expele o se extrae del tanque de almacenamiento de digestato. Por lo tanto, este método de alimentación mantiene un nivel constante de llenado en el digestor, el cual se vacía solamente para las reparaciones. Este proceso se caracteriza por una producción continua de gas y una buena utilización del espacio del reactor. Sin embargo, existe un riesgo de cortocircuito en el flujo en el digestor porque siempre existe la posibilidad de que se elimine más o menos inmediatamente el sustrato que se acaba de añadir. El tanque abierto de almacenamiento de digestato, además, es una fuente de emisiones de gas metano. Biogás

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Características de diversas variantes del procedimiento de generación de biogás

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 34

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Características de diversas variantes del procedimiento de generación de biogás 

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Proceso de combinación de flujo continuo y tanque tampón: Las plantas de recuperación de biogás que operan sobre la base de la combinación de flujo continuo/tanque-tampón también emplean instalaciones de almacenamiento de digestato cubiertas. Esto permite que se capture y utilice el producto pos-digestión del biogás. El tanque de almacenamiento de digestato funciona como un tanque tampón. El proceso permite una producción permanente de gas. El tiempo de estadía no puede determinarse con exactitud debido a la posibilidad de cortocircuitos del flujo en el digestor de flujos continuo. Este proceso es el más avanzado en la actualidad. Los gastos de inversión para el tanque de almacenamiento del digestato pueden amortizarse a partir del ingreso del rendimiento extra de gas.

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Características de diversas variantes del procedimiento de generación de biogás

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 34

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Características de diversas variantes del procedimiento de generación de biogás 

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Alimentación intermitente: La alimentación intermitente, por lotes, implica llenar por completo el digestor con sustrato fresco y luego colocar un sello hermético. El material de alimentación permanece dentro del tanque hasta que pase el tiempo de estadía seleccionado, sin que se añada o elimine ningún sustrato durante este tiempo. Cuando el tiempo de estadía concluye, el digestor se vacía y se vuelve a llenar con un lote fresco de material de alimentación, con la posibilidad de que una pequeña proporción del digestato pueda quedarse como material semilla para inocular el sustrato fresco. La alimentación intermitente por lotes se caracteriza por una tasa de producción de gas que cambia a lo largo del tiempo. La producción de gas comienza lentamente luego que se ha llenado el reactor, que alcanza un pico en algunos días (dependiendo del sustrato) y luego va disminuyendo continuamente. Biogás

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Características de diversas variantes del procedimiento de generación de biogás Números de fases del proceso y de etapas del proceso Se entiende una fase del proceso como el medio biológico, con condiciones específicas del proceso tales como valor de pH y temperatura. Cuando ocurren la hidrólisis y la metanización en un tanque único, el término utilizado es gestión del proceso en fase única. Un proceso en dos fases es aquel en que la hidrólisis y la metanización ocurren en tanques separados.

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Ingeniería del Proceso En términos generales, independientemente del principio operativo, una planta de biogás agrícola puede subdividirse en cuatro pasos de procesamiento diferentes: 1. 2. 3. 4.

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Manejo del sustrato (entrega, almacenamiento, preparación, transporte y alimentación). Recuperación del biogás. Almacenamiento del digestato, tratamiento y esparcimiento en el campo. Almacenamiento, tratamiento y uso de biogás.

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Ingeniería del Proceso

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 36

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Ingeniería del Proceso Los cuatro pasos del proceso no son independientes entre sí. El vínculo entre los pasos dos y cuatro es particularmente estrecho porque el paso cuatro provee generalmente el calor que se necesita para el paso dos en el proceso.

El biogás producido por la biodegradación del material de alimentación se almacena y purifica. Generalmente, se usa para combustión en una unidad combinada de calor y energía (CHP) para co-generar electricidad y calor.

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Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 37

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Ingeniería del Proceso Los pasos del proceso aquí descrito son los siguientes: El pozo de bosta líquida (o pozo pre-digestor) (2), la cabeza (3) y el tanque de higienización (4) pertenecen todos al primer paso del proceso (almacenamiento, preparación, transporte y alimentación). El segundo paso del proceso (recuperación del biogás) ocurre en el reactor de biogás (5), que se conoce más comúnmente como el digestor. El tanque de almacenamiento de bosta líquida (8) o el tanque de almacenamiento de digestato y el esparcimiento en el campo del sustrato digerido (9) constituyen el tercer paso el proceso. El cuarto paso del proceso (almacenamiento, purificación y utilización del biogás) tiene lugar en el tanque de gas (6) y en la unidad combinada de calor y electricidad (7).

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Almacenamiento del biogás recuperado Los residuos de biogás fluctúan en cantidad y en cierta medida se encuentra picos de producción. En consecuencia y debido a que el volumen utilizable debe ser constante en gran medida, se tiene que taponar el biogás en tanques de almacenamiento apropiados. Los tanques de almacenamiento de gas deben ser a prueba de fugas de gas, a prueba de presión y resistentes al medio, a la luz ultravioleta, a la temperatura y a la acción del clima. Los tanques de almacenamiento de gas tienen que probarse antes de entrar en funcionamiento para asegurar que están libres de fugas de gas. Por razones de seguridad los tanques de almacenamiento de gas tienen que estar dotados de válvulas de alivio para la presión exigida y para la presión negativa de modo que se impida cambios severos no permitidos de presión dentro del recipiente. 5/31/2016

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Almacenamiento del biogás recuperado El diseño de los tanques debe ser tal que puedan taponar aproximadamente una cuarta parte del rendimiento diario de biogás. Frecuentemente se recomienda una capacidad de uno o dos días de producción. Se puede distinguir entre tanques de presión baja, media y alta. Los tanques de presión baja son los más comunes, operan a una presión calibrada de 0,5 a 30 mbar. Los tanques de presión baja están hechos de láminas plásticas que deben cumplir con los requisitos de seguridad aplicables. Los tanques de almacenamiento hechos de láminas plásticas están instalados como cubiertas de gas en la parte superior de los digestores (tanques de almacenamiento integrado) o como instalaciones externas de almacenamiento.

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Almacenamiento del biogás recuperado Tanques de almacenamiento de presión media y presión alta que almacenan el biogás a presiones operativas entre 5 y 250 bar en contenedores y balones presurizados de acero. Son caros y los gastos generales operativos son altos. El ingreso de energía para los tanques presurizados de hasta 10 bar puede llegar hasta 0,22 kWh/m3 y la cifra correspondiente para los tanques de presión alta para 200 a 300 bar está alrededor de 0,31 kWh/m3. Ésta es la razón por las que prácticamente nunca se usan en plantas agrícola de biogás.

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Almacenamiento del biogás recuperado Tanques de almacenamiento integrados Se usa cubiertas hechas de láminas plásticas para almacenar el gas en el digestor mismo o en un digestor secundario o en el tanque de almacenamiento del digestato. Las láminas de plástico forman un sello a prueba de fuga de gas alrededor de la parte superior del tanque. En el tanque se coloca una estructura de soporte. Cuando no hay gas en el almacenamiento, las láminas plásticas están dobladas encima y se soportan con esta estructura. Estas láminas se inflan a medida que se llena el espacio de almacenamiento de gas.

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Almacenamiento del biogás recuperado

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 72

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Almacenamiento del biogás recuperado

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 74

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Almacenamiento del biogás recuperado Los tanques de almacenamiento de tipo techo flotante son comunes. Generalmente tienen una segunda lámina de plástico extendida encima de la lámina que retiene el gas para dar protección adicional contra el clima. Un soplador sopla aire dentro del espacio entre los dos laminados. Esto ayuda a que la lámina exterior se mantenga estirada todo el tiempo mientras que la lámina interior pueda adaptarse al volumen del biogás almacenado. Este sistema en capaz de mantener una presión de gas razonablemente constante.

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Almacenamiento del biogás recuperado Tanques de almacenamiento externo Se puede usar cojines de láminas de plástico como tanques de almacenamiento externo de baja presión. Los cojines se alojan en edificios convenientes para protegerlos del clima o se les protege con una segunda capa de laminados.

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Almacenamiento del biogás recuperado

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 75

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Almacenamiento del biogás recuperado

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 75

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Almacenamiento del biogás recuperado

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 74

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Almacenamiento del biogás recuperado Bengala de emergencia En caso de que los tanques de almacenamiento no puedan recibir más biogás y/o no se pueda utilizar el gas debido a trabajos de mantenimiento o por su calidad extremadamente baja, se tiene que eliminar el exceso de manera segura. En Alemania, los reglamentos referentes al permiso de operación varían de un estado a otro, pero la instalación de una alternativa a la unidad de CHP como sumidero final es obligatoria si la tasa del flujo de gas es 20 m3/h o más. Esto puede ser una segunda unidad de co-generación (por ejemplo, dos pequeñas unidades CHP en vez de una grande). Se puede establecer un margen de seguridad instalando una bengala de emergencia como medio de asegurar que se pueda eliminar el gas de manera adecuada. En la mayoría de los casos, las autoridades obligan a contar con este tipo de instalación. 5/31/2016

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Almacenamiento del biogás recuperado

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 76

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Almacenamiento del biogás recuperado

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 75

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Realización de un proyecto de biogás La realización de un proyecto de biogás abarca todas las etapas del trabajo desde la formulación del concepto, el estudio de factibilidad y la ingeniería de la planta hasta el inicio de la operación de la misma.

Cuando se realiza un proyecto de biogás, los promotores del proyecto (por ejemplo, los agricultores) tienen la opción de llevar a cabo algunas fases del proyecto por sí mismos, dependiendo de su compromiso personal y de los recursos financieros y personales disponibles.

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Realización de un proyecto de biogás

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 76

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Realización de un proyecto de biogás

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 76

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Realización de un proyecto de biogás

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 76

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Realización de un proyecto de biogás

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 76

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Realización de un proyecto de biogás

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 76

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Realización de un proyecto de biogás

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 76

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Realización de un proyecto de biogás

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 76

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Realización de un proyecto de biogás

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 76

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Realización de un proyecto de biogás

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 76

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Realización de un proyecto de biogás

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 76

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Realización de un proyecto de biogás

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 76

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Realización de un proyecto de biogás

Fuente: Institut für Energetik und Umwelt gGmbH: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2006, página 76

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