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Unidad Educativa Bilingüe Scotland School Quito-Ecuador

Maria Camila Sandoval Ayala Tercer Año De Educación Complementaria Químico Biólogo

Elaboración de un biodigestor a partir de la utilización de materiales reutilizables

Tutores Antonio Recalde Norma Ligña

2011-2012

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Titulo: Elaboración de un biodigestor a partir de la utilización de materiales reutilizables. Tema: Control de calidad del biodigestor. Investigaciones preliminares: Como ya sabemos un biodigestor es un aparato cuyo objetivo consiste en transformar biomasa en otros productos derivados como el biofertilizante y el biogás. Sin embargo a pesar de que el proceso se realice de forma natural, debemos tener en cuenta los procesos y factores adecuados para que este proceso se lleve a cabo con éxito, de tal manera que podamos obtener resultados satisfactorios. Es por esto que hemos priorizado la importancia de crear un manual que nos ayude a operarlo y mantenerlo, y que también nos ayude con posibles inconvenientes futuros y nos de a conocer lo que no debemos hacer. Este manual se encontrara dividido en cuatro secciones distribuidas de la siguiente manera: la primera estará destinada a su operación, la segunda a su mantenimiento, la cuarta parte estará enfocada en los problemas que se puedan presentar y sus posibles causas y la ultima y quinta parte dará a conocer todo aquello que no se debe hacer. Pregunta central: ¿ por que es tan importante realizar un control de calidad? Preguntas secundarias: • • •

¿ como se realiza un control de calidad? ¿cuáles son los pasos a seguir? ¿qué debemos y que no debemos hacer para obtener buenos resultados?

Objetivo principal: •

controlar los niveles de calidad del biodigestor y su correcto funcionamiento.

Objetivo secundario: • Asegurar la correcta utilización y posterior mantenimiento del biodigestor para obtener su funcionamiento continuo y perfecto. •

Realizar un manual que contenga los pasos para llevar un control de manera practica y oportuna.

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Dar a conocer el modo correcto de operar un biodigestor y las cosas que perjudicarían su correcto funcionamiento.

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INDICE. I 1.) ¿qué es un control de calidad? II 2.) Realización de un manual de funcionamiento. 2.1) Manual de operación del biodigestor. 2.1.1) Comprobación del ph 2.1.1) Rangos de temperatura. 2.1.3) Suministro de excretas al biodigestor. 2.1.3.1) Proporción de excretas y agua. 2.1.4) Tiempo de retención y cantidad de excretas diarias. 2.1.5) Porcentaje de vaciado de biofertilizante producido semanalmente. 2.1.6) Porcentaje de llenado de biogás producido diariamente. 2.2) Manual de mantenimiento del biodigestor. 2.2.1) Sellado de grietas. 2.2.2) Liberación del biogás.

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2.2.2.1) Ruptura de la nata

2.2.3) Corrosión producida por el biogás. 2.2.4) Obstrucción del paso del biogás por condensación en las mangueras. 2.2.5) Lavado de la válvula de seguridad. 2.2.6) Cambio de filtro de acido sulfhídrico. 2.2.7) Flosh para mejorar su funcionamiento.

2.3) Problemas y posibles causas. 2.3.1) No hay gas en el quemador 2.3.2) No hay gas en el reactor y en el reservorio. 2.3.3) Olores o corrosión en el quemador. 2.4) Cosas que nunca debes hacer. III 3) Metodología y técnicas de investigación a ser utilizadas. 3.1) Consulta bibliografica. 3.1.2) Textos consultados. 3.1.3) Datos basados en Internet.

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3.2) Observación. 3.3) Visitas de campo. 3.4) Practicas de campo. IV 4) Bibliografía comentada.

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Control de calidad del biodigestor.

1.¿ que es un control de calidad? El control de calidad son todos los mecanismos, acciones, herramientas que realizamos para detectar la presencia de errores. La función del control de calidad existe primordialmente como una organización de servicio, para conocer las especificaciones establecidas por la ingeniería del producto y proporcionar asistencia al departamento de fabricación, para que la producción alcance estas especificaciones. Como tal, la función consiste en la recolección y análisis de grandes cantidades de datos que después se presentan a diferentes departamentos para iniciar una acción correctiva adecuada. Todo producto que no cumpla las características mínimas para decir que es correcto, será eliminado, sin poderse corregir los posibles defectos de fabricación que podrían evitar esos costos añadidos y desperdicios de material. Para controlar la calidad de un producto se realizan inspecciones o pruebas de muestreo para verificar que las características del mismo sean óptimas. El único inconveniente de estas pruebas es el gasto que conlleva el control de cada producto fabricado, ya que se eliminan los defectuosos, sin posibilidad de reutilizarlo.

2. Manual de funcionamiento. 2.1. Manual de operación del biodigestor. En este primera parte de nuestro manual haremos constar los pasos que se han de seguir para operar el biodigestor. Utilizaremos los mismos como guía cuando tengamos que manipular el sistema desde la primer vez que este empiece a trabajar.

2.1.1.Comprobación del ph Usualmente el rango de Ph optimo para conseguir la mayor eficiencia en la

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fermentación anaeróbica de la materia orgánica, varia, esta digestión bacteriana usualmente produce valores de ph ente 6.7 y 7.5 lo cual se considera un medio prácticamente neutro .Sin embargo el ph se mantendrá en ese rango solo si el biodigestor esta operando correctamente, si el ph se torna muy acido, la acción de las bacterias se detendrá , lo cual provocara un aumento de gas carbónico en el biogás. Las causas mas comunes para que esto ocurra son: • • • •

Un cambio excesivo de la carga El permanecer un largo tiempo sin recibir carga La presencia de productos tóxicos en la carga Un cambio amplio y repentino en la temperatura interna

Si esto llegase a suceder, la acidez se podría corregir adicionándole agua con cal a la fase liquida. (Botero y Preston, 1987, 12).

2.1.2. Rangos de Temperatura usualmente el medio natural nos dará la temperatura deseada. En el proceso de biodigestión se hace necesaria cierta temperatura para que existan las bacterias y se propaguen de forma acelerada, y así estas bacterias las cuales son metanoenergéticas producirán gas suficiente según la cantidad de excrementos y según el tamaño del contenedor. ( PNUD, 2001, 15) La tasa de fermentación de los sólidos orgánicos y su posterior transformación en biogás, esta ligada estrechamente con las temperaturas internas de la operación. Este proceso se lleva acabo en un rango amplio de temperatura, que varia desde los 15cº hasta los 60cº . La mayor eficiencia de conversión se obtiene en dos rangos de temperatura: Mesofílico entre 30cº y 40cº y Termofílico entre 55cº 60cº. La mayor parte de las bacterias metanogenicas digieren la materia orgánica de un modo mas eficiente en el rango mesofilico, el cual puede ser alcanzado por la fase liquida, no solo por efecto de la temperatura ambiental, sino también a que la temperatura interna aumenta cuando ocurre la fermentación de la materia orgánica (Botero y Preston, 1987, 13).

2.1.3. Suministro de Excretas al Biodigestor. Si se requiere la producción diaria de biogás, con esta misma frecuencia debe alimentarse el biodigestor.

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Ya que comúnmente el lavado de las instalaciones para el alojamiento de animales se realiza diariamente, lo mejor seria que el desagüe de las mismas este conectado directamente al bodigestor, pero de no ser a si, se mezclara el agua y las excretas y se procederá a llenar el biodigestor con la mezcla. 2.1.3.1. Proporción entre Excretas y Agua “las excretas sólidas contiene un promedio de 15% de materia seca y estas deben ingresar al biodigestor como una suspensión en agua con aproximadamente 3% de materia seca” (Botero y Preston, 1987, 13). Es por esto que hemos dividido las excretas en tres grupos según su densidad y volumen de hidratación. 1. cerdos, aves y humanos: para esta mezcla se aplicara la siguiente proporción; 1.5 barriles de excretas - 2 barriles de agua. 2. vacunos, cabras y conejos: para esta mezcla se aplica la siguiente proporción; 2 barriles de excretas – 2.5 barriles de agua. 3. caballos o bestias: para esta mezcla se aplica la siguiente proporción; 2 barriles de excretas – 3.5 barriles de agua. (PNUD, 2001, 21) 2.1.4. Tiempo de retención y cantidad de excretas diarias. El tiempo de retención, suficiente para la digestión anaeróbica de la materia orgánica que compone las excretas, es de 50 días; por lo que la cantidad diaria de excretas para alimentar al biodigestor se calcula dividiendo el volumen de su fase liquida (75% de su capacidad total) entre los 50 días de retención. 2.1.5. Porcentaje de producción de biofertilizante. La producción de biofertilizante será de un 100% de su fase liquida, esto quiere decir que toda la materia orgánica introducida en un periodo de 50 días se convertirá en abono orgánico e su totalidad, permitiendo el total aprovechamiento de las excretas, esto quiere decir que cuando se realice el vaciado después de los 50 días de retención, todo el producto obtenido es abono en su totalidad. 2.1.6. Porcentaje de llenado de biogás diariamente. Se puede esperar un producción diaria de biogás equivale al 35% de el volumen de la fase liquida. Con un consumo de hasta 150 litros de biogás por hora, con esto se logra que el biogás producido permita un tiempo de cocción de ocho horas aproximadamente por cada 1200 litros de material orgánico diario. Este biogás puede ser utilizado igualmente como combustible en quemadores para la calefacción de pollitos, cerdos y otros animales recién nacidos.

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5. Bibliografía. Botero, Raúl y Thomas Preston. “Biodigestor de bajo costo para la producción de combustible y fertilizarte a partir de excretas”. Edición 1987. www.utafoundation.org/publications/botero&preston.pdf. Acceso: 22 septiembre 2011. Herrero, Marti Jaime. “Biodigestores: Guia de Diseño y Manual de Instalación”. Internet . http://biodigestores.org/biodigestores-guia-de-diseno-y-manual-deinstalacion/ Acceso: 7 octubre 2011. Instituto para una alternativa agraria y universidad politécnica de catalunya. “ Manual de instalación de un biodigestor familiar tipo manga para zonas alto-andinas”. Internet.www.nodo50.org/ocsi/spip/IMG/pdf/MANUAL_DE_INSTALACION_DE_UN _BIODIGESTOR_FAMILIAR_TIPO_MANGA_PARA_ZONAS_ALTO_ANDINAS_lin ea_.pdf .8. Acceso: 29 septiembre 2011 Fondo para el medio ambiente mundial programa de pequeñas donaciones PNUDcostarica. “Manual de Biodigestores”. Internet.www.pequenasdonaciones.org. Acceso: 12 septiembre 2011. Universidad politecnica de catalunya. “Manual de diseño y manejo de biodigestores de bajo coste” . internet. www.grecdh.upc.edu/publicacions/manualstecnics/documents/manual_diseno_planta_piloto_v02.pdf. Acceso: 6 octubre 2011. Rios, Juan Antonio. “Proyecto Biodigestor”. Internet. www.sepade.cl/proyectos/biodigestor.php. Acceso: 10 octubre 2011. Pizarro, Sergio. “Biodigestor / Sergio Pizarro” . Coordinado por Juan Manuel Kirschenbaum. 1a edición. Buenos Aires : Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología de la Nación .Instituto Nacional de Educación Tecnológica, 2005.