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• Justo Oliver Gonzales

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Trabajo de investigación sobre un biodigestor

1- Introducción Las necesidades energéticas de nuestro planeta son satisfechas hasta en un 90% con la utilización de combustibles fósiles (petróleo, gas licuado de petróleo), todos ellos extinguibles en un futuro cercano, fuertemente contaminantes y utilizados en forma ineficiente.

De igual manera, los apuros de energía en las zonas rurales de los países en vías de desarrollo, obliga a los pobladores a utilizar a gran escala leña (para lo cual deforesta) y desperdicios agrícolas secos (estiércol y residuos de cosecha)

Es así que esta problemática, plantea la necesidad de encontrar una tecnología apropiada, utilizando recursos locales disponibles como son los residuos orgánicos (estiércoles, basura orgánica y plantas), los cuales pueden ser usados como medio para producir energía (biogás) y biofertilizantes mediante biodigestores.

Un digestor de desechos orgánicos o biodigestor es, en su forma más simple, un contenedor cerrado, hermético e impermeable (llamado reactor), dentro del cual se deposita el material orgánico a fermentar (excrementos de animales y humanos, desechos vegetales) en determinada dilución de agua para que a través de la fermentación anaerobia se produzca gas metano y fertilizantes orgánicos ricos en nitrógeno, fósforo y potasio, y además, se disminuya el potencial contaminante de los excrementos.

El biodigestor es un sistema sencillo de implementar con materiales económicos y se está introduciendo en comunidades rurales aisladas y de países subdesarrollados para obtener el doble beneficio de conseguir solventar la problemática energética ambiental, así como realizar un adecuado manejo de los residuos tanto humanos como animales.

Estudiantes universitarios de ingeniería ambiental y seguridad industrial.

19/07/2018

Trabajo de investigación sobre un biodigestor

El beneficio ambiental de la producción y uso de este combustible se nota profundamente en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero producidas por la descomposición de la materia orgánica en desechos agropecuarios

El biodigestor cuenta con una entrada para el material orgánico, un espacio para su descomposición, una salida con válvula de control para el gas (biogás), y una salida para el material ya procesado (bioabono).

El biogás es un combustible ecológico, mezcla de diferentes gases producidos por la descomposición anaeróbica de materia orgánica, como el estiércol y las basuras orgánicas. La composición química del biogás indica que el componente más abundante es el metano (CH4); este es el primer hidrocarburo de la serie de los alcanos y un gas de efecto invernadero.

El Biol abono orgánico líquido, es una especie de vida (bio), muy fértil (fertilizante), rentables ecológicamente y económicamente. Contiene nutrientes que son asimilados fácilmente, por las plantas haciéndolas más vigorosas y resistentes. Tras salir del biodigestor, este material ya no huele y no atrae insectos una vez utilizado en los suelos. El biol como abono es una fuente de fitorreguladores que ayudan a las plantas a tener un óptimo desarrollo, generando mayor productividad a los cultivos.

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INDICE 1. Introducción 2. Objetivos (generales y específicos) 3. Dedicatoria 4. Justificación 5. Ubicación 6. Antecedentes 7. Marco Teórico. 8. Resultados y discusión. 9. Conclusiones y recomendaciones. 10. Glosario 11. Anexos 12. Bibliografía 13. Citas Bibliográficas

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2- Objetivos de la Investigación 2.1- Objetivo General  Aprovechar los desechos orgánicos para producir Biogás y Bioabono a través de un Biodigestor.  Aprovechar los desechos orgánicos del ganado a través de la recolección para su uso en el biodigestor y obtención de abono y biogás

como

producto residual.

2.2- Objetivos Específicos  Divulgar la presente investigación para dar a conocer tanto a la comunidad estudiantil, como a los dueños o poseedores de granjas y fincas, a toda la sociedad en general interesada, la información acerca de la producción de Biogás y Bioabono, por medio del Biodigestor.  Conocer el beneficio otorgado por el Biodigestor en la minimización de la contaminación ambiental.  Desarrollar una propuesta para la implantación de Biodigestores como fuente de bienestar económico, social y ambiental  Conocer la importancia de un biodigestor como una fuente de energía renovable y sustentable.

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3- Dedicatoria

Este trabajo está dedicado a nuestras familias y a nuestros padres por mostrarnos el camino hacia la superación tanto intelectual como personal, a nuestros maestros que son los que formas conocimientos y valores en nosotros y a todos aquellos que buscan mejorar el medio ambiente con cada uno de sus avances por hacer de este mundo un mundo más puro y limpio para que las futuras generaciones tengan un ambiente sano en donde desarrollarse.

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4- Justificación En este trabajo, se analiza y da a conocer una de las diferentes formas de como minimizar el impacto ambiental que generan algunas sustancias (sean químicas, físicas o biológicas); un Biodigestor y su importancia. Su importancia radica en el aprovechamiento de los desperdicios para producir energía renovable y de bajo costo. El fertilizante que se produce es excelente y tal vez más fácil de aprovechar que el gas. El biodigestor procesa los residuos orgánicos y acumula en un compartimento todo el gas obtenido, es lo que se denomina comúnmente Biogás siendo absolutamente apto para abastecer cualquier artefacto que se tenga en la casa o en el campo.

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5- Ubicación 

Marán, Somate

6- Antecedentes Las primeras menciones sobre biogás se remontan al año 1600 identificados por varios científicos como un gas proveniente de la descomposición de la materia orgánica. En el año 1890 se construye el primer biodigestor a escala real en la India y ya en 1896 en Exeter, Inglaterra, las lámparas de alumbrado público eran alimentadas por el gas recolectado de los digestores que fermentaban los lodos cloacales de la ciudad. Tras las guerras mundiales comienzan a difundirse en Europa las llamadas fábricas productoras de biogás cuyo producto se empleaba en tractores y automóviles de la época. En todo el mundo se difunden los denominados tanques Imhoff para el tratamiento de aguas cloacales colectivas. El gas producido se utilizó para el funcionamiento de las propias plantas, en vehículos municipales y en algunas ciudades se lo llegó a inyectar en la red de gas comunal. Durante los años de la segunda guerra mundial comienza la difusión de los biodigestores a nivel rural tanto en Europa como en China e India, que se transforman en líderes en la materia. Esta difusión se ve interrumpida por el fácil acceso a los combustibles fósiles y recién en la crisis energética de la década de los 70 se reinicia con gran ímpetu la investigación y extensión en todo el mundo incluyendo la mayoría de los países latinoamericanos.

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Los últimos 20 años han sido fructíferos en cuanto a descubrimientos sobre el funcionamiento del proceso microbiológico y bioquímico gracias al nuevo material de laboratorio que permitió el estudio de los microorganismos que actúan en condiciones anaeróbicas (ausencia de oxígeno).

Estos progresos en la comprensión del proceso microbiológico han estado acompañados por importantes logros de la investigación aplicada obteniéndose grandes avances en el campo tecnológico. Los países generadores de tecnología más importantes en la actualidad son: China, India, Holanda, Francia, Gran Bretaña, Suiza, Italia, EE.UU., Filipinas y Alemania. A nivel latinoamericano, se ha desarrollado tecnología propia en la Argentina para el tratamiento de vinazas, residuo de la industrialización de la caña de azúcar. En Brasil y Colombia se encuentran utilizando sistemas europeos bajo licencia. El avance de esta técnica ha permitido que importantes ciudades del mundo, como es el caso de Santiago de Chile en América Latina, incluyan un importante porcentaje de gas procedente de esta fuente en la red de distribución urbana de gas natural.

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7- MARCO TEORICO Gas metano Es el hidrocarburo alcano más sencillo, el primer miembro de la serie de los alcanos, su fórmula química es CH4. Cada uno de los átomos de hidrógeno están unidos al carbono por medio de un enlace covalente. Es una sustancia no polar que se presenta en forma de gas a temperaturas y presiones ordinarias, es incoloro e inodoro, es más ligero que el aire. Y apenas soluble en agua en su fase liquida. En la naturaleza se produce como producto final de la composición de forma anaeróbica, procesándola y convirtiéndola en gas metano. El metano es el componente principal del gas natural y además un gas de efecto invernadero.

Origen del Gas Metano Se produce por la descomposición de sustancias vegetales, principalmente celulosa, por la acción de microorganismos y se desprende del cieno de algunos pantanos, por lo que se denomina “Gas de los Pantanos”, se desprende también de los volcanes de fango y de algunas aguas y fuentes no cenagosas, así mismo en las minas de carbón de piedra delignito. También en los procesos de digestión

y

defecación

de animales.(Especialmente del

ganado),

en

las bacterias en plantaciones de arroz y digestión anaeróbica de la biomasa.

En algunos lugares emana naturalmente de la tierra, como en Italia, Irán, La República Popular de China, América del Norte..., Los fuegos sagrados de Bakú no es más que gas metano, que va mezclado con nitrógeno, gas carbónico y vapores de petróleo. Este proceso natural se puede aprovechar para producir biogás, puede constituir hasta el 97% del gas natural, en las minas de carbón se le denomina grisú y es muy peligroso por su facilidad para inflamarse.

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Biomasa La biomasa, abreviatura de masa biológica, es la cantidad de materia viva producida en un área determinada de la superficie terrestre, o por organismos de un tipo específico. Es el resultado del proceso de transformación que sufre la materia orgánica de origen animal o vegetal. Por medio de este proceso, que puede hacerse en forma natural o artificial, se generan subproductos que no tienen valor para la cadena nutritiva o no sirven para la fabricación de productos de mercado, pero pueden utilizarse como combustible.

El término es utilizado con mayor frecuencia en las discusiones relativas a la energía de biomasa, es decir, al combustible energético que se obtiene directa o indirectamente de recursos biológicos. La energía de biomasa que procede de la madera, residuos agrícolas y estiércol, continúa siendo la fuente principal de energía de las zonas en desarrollo.

Los residuos con posibilidad de generar energía a partir de la biomasa son: -

Los desechos producidos por las actividades rurales: residuos agrícolas y forestales, residuos animales.

-

Los desechos producidos por actividades industriales: residuos de industrias agrícolas y forestales.

-

Los desechos producidos por actividades urbanas: residuos sólidos urbanos yaguas residuales.

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Clasificación de la biomasa: -

Biomasa natural: producida por la naturaleza sin intervención humana. Ejemplo: podas naturales.

-

Biomasa seca: subproductos sólidos no utilizados en actividades agrícolas, forestales ni industrias agroalimentarias o madereras. Ejemplo: cáscara de almendra, podas de frutales, aserrín...

-

Biomasa residual húmeda: vertidos biodegradables. Ejemplo: aguas residuales, urbanas e industriales y residuos ganaderos.

-

Cultivos energéticos: cultivos cuya finalidad es producir biomasa transformable en combustible. Ejemplo: girasol destinado a la producción de biocarburantes…

-

Biocarburantes: tiene su origen en el reciclado de aceites y también en la transformación del trigo, maíz, girasol

Aplicaciones de la Biomasa Producción eléctrica: La electricidad puede ser generada a partir de un número de fuentes de biomasa y al ser una forma de energía renovable se la puede clasificar como "energía verde". La producción de electricidad a partir de fuentes renovables de biomasa no contribuye al efecto invernadero ya que el dióxido de carbono liberado por la biomasa cuando es quemado, (directa o indirectamente después

de

que

se

produzca

un

biocombustible)

es

igual

aldióxido de carbono absorbido por el material de la biomasa durante su crecimiento.

Calor y Vapor: La combustión de la biomasa o de biogás puede utilizarse para generar calor y vapor. El calor puede ser el producto principal, en usos tales como: calefacción de hogares y para la cocción de alimentos, o puede ser un subproducto de la producción eléctrica en centrales combinadas de calor y energía.

El

vapor

generado

por

la

biomasa

puede

utilizarse

para

accionar turbinas de vapor para la producción eléctrica, utilizarse como calor de

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proceso en una fábrica o planta de procesamiento, o utilizarse para mantener un flujo de agua caliente.

Gas Combustible: Los biogases producidos de la digestión o de la pirolisis anaerobiatienen un número de aplicaciones. Pueden ser utilizados en motores decombustión interna para accionar turbinas para la producción eléctrica, puede utilizarse para producir calor para necesidades comerciales y domésticas, y en vehículos especialmente modificados como un combustible.

Ventajas de la biomasa

-

Permite eliminar residuos orgánicos e inorgánicos, al tiempo que les da una utilidad.

-

Es una fuente de energía renovable.

-

Es una fuente de energía no contaminante.

-

El uso de la biomasa como biocarburante en motores de combustión interna reduce el empleo de los motores alimentados por combustibles fósiles que provocan altos índices de contaminación.

-

Tiene contenidos de azufre prácticamente nulos por lo que la emisión de dióxido de azufre es mínima. El dióxido de azufre, junto con los óxidos de nitrógeno, son causantes de la lluvia acida.

-

Aunque para el aprovechamiento energético de esta fuente renovableten gamos que proceder a una combustión, y el resultado de la misma sea aguay CO2, la cantidad de este gas causante del efecto invernadero, se puede considerar que es la misma cantidad que fue captada por las

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plantas durante su crecimiento. Es decir, que no supone un incremento de este gas a la atmósfera.

-

No emite contaminantes sulfurados o nitrogenados, ni apenas partículas sólidas.

-

Si se utilizan residuos de otras actividades como biomasa, esto se traduce en un reciclaje y disminución de residuos.

-

Los cultivos energéticos sustituirán a cultivos excedentarios en el mercado de alimentos. Eso puede ofrecer una nueva oportunidad al sector agrícola.

-

Puede provocar un aumento económico en el medio rural.

-

Disminuye la dependencia externa del abastecimiento de combustibles.

Desventajas de uso de la biomasa -

El rendimiento de las calderas de biomasa es inferior a los de las que usan combustible fósil.

-

Se necesita mayor cantidad de biomasa para conseguir la misma cantidad de energía que otras fuentes.

-

Canales de distribución de la biomasa menos desarrollados que los combustibles fósiles.

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Biogás El biogás es un gas combustible que se genera en medios naturales o en dispositivos específicos, por las reacciones de biodegradación de la materia orgánica, mediante la acción de microorganismos, (bacterias metalogénicas…), y otros factores, en ausencia de aire (en un ambiente anaeróbico). Cuando la materia orgánica se descompone en ausencia de oxígeno, actúa este tipo de bacterias, generando biogás.

La producción de biogás por descomposición anaeróbica es un modoconsidera do útil para tratar residuos biodegradables ya que produce un combustible de valor además de generar un efluente que puede aplicarse como acondicionador desuelo o abono genérico.

El biogás tiene como promedio un poder calorífico entre4.500 a 5.600 kilocalorías por metro cúbico. Se llama biogás a la mezcla constituida por metano CH4 en una

proporción

que

oscila

entre

un

50%

a

un

70%

y

dióxido

decarbono conteniendo pequeñas proporciones de otros gases como hidrógen o, nitrógeno y sulfuro de hidrógeno. El biogás es considerado como productor de energía y eliminador de la contaminación y los residuos.

Origen del Biogás La creación y utilización del biogás de manera artificial se remonta a la segunda guerra árabe-israelí, a mediados de los años setenta del siglo XX, cuando el precio del petróleo subió ostensiblemente al ser utilizado como arma política, lo que hizo que se investigasen otras posibilidades de producir energía. Es entonces cuando se experimentó con reactores, los llamados de alta carga, capaces de retener los microorganismos anaerobios y de tratar las aguas residuales mediante este proceso.

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En un primer momento, el desarrollo del biogás fue más fuerte en la zona rural, donde se cuenta de manera directa y en cantidad con diversos tipos de desechos orgánicos, como el estiércol. De esta manera, el aprovechamiento de los residuos agrícolas se practica desde hace años en instalaciones individuales de tamaño medio que utilizan el biogás para cocinar o como fuente de iluminación. Según los expertos, esta manera de tratar los residuos es más efectiva, controlada y ecológica que las soluciones tradicionales de tratamiento, que en algunos casos pasan directamente por el vertido incontrolado.

No obstante, el biogás también tiene sus inconvenientes porque, además del metano y dióxido de carbono, pueden aparecer otros componentes minoritarios como el ácido sulfhídrico que es necesario eliminar. Por otra parte, si el residuo queda almacenado en condiciones de ausencia de aire, como ocurre en los estercoleros, se formaría metano que escaparía a la atmósfera, produciendo efecto invernadero y destrucción de la capa de ozono sin que se aproveche su energía.

Elementos que afectan la producción de Biogás Según Peña, Miranda y Verde (1995) Tipo de materia prima: Las materias primas fermentables incluyen dentro de un amplio

espectro

a

los

excrementos

animales

y

humanos,

aguas

residualesorgánicas de las industrias (producción de alcohol, procesado de frutas, verduras, lácteos, carnes, alimenticias en general), restos de cosechas y basur as de diferentes tipos, como los efluentes de determinadas industrias químicas.

El proceso microbiológico no solo requiere de fuentes de carbono y nitrógeno, sino

que

también

deben

estar

presentes

en

un

cierto

equilibrio

salesminerales (azufre, fósforo, potasio, calcio, magnesio, hierro, manganeso, molibdeno, zinc, cobalto, selenio, tungsteno, níquel y otros menores). Normalm ente las sustancias orgánicas como los estiércoles y lodos cloacales presentan Estudiantes universitarios de ingeniería ambiental y seguridad industrial.

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estos elementos en proporciones adecuadas. Sin embargo, en la digestión de ciertos desechos industriales puede presentarse el caso de ser necesaria la adición de los compuestos enumerados o bien un post tratamiento aeróbico.

Las sustancias con alto contenido de lignina no son directamente aprovechables y

por

lo

tanto

deben

someterse

a

tratamientos

previos

(cortado,

macerado, compostado) a fin de liberar las sustancias factibles de ser transfor madas de las incrustaciones de lignina. En lo atinente a estiércoles animales la degradación de cada uno de ellos dependerá fundamentalmente del tipo de animal y la alimentación que hayan recibido los mismos.

Los valores tanto de producción como de rendimiento en gas de los estiércoles presentan grandes diferencias. Esto es debido al sinnúmero de fact oresintervinientes que hacen muy difícil la comparación de resultados. Como norma se deberá tomar en cuenta que a raíz de estar trabajando en un medio biológico sólo los promedios estadísticos de una serie prolongada deme diciones serán confiables siempre y cuando figuren las condiciones en las cuales

fueron

realizadas

las

pruebas.

En

cuanto

al

volumen

de

estiércol producido por las distintas especies animales son variables de acuerd ofundamentalmente al peso y al tipo de alimentación y manejo de los mismos. Cuando se encare un proyecto específico se recomienda realizar una serie de mediciones en el lugar donde se emplazará el digestor.

Acidez: Este parámetro nos indica la forma en la cual se desenvuelve la fermentación dentro

del

biodigestor.

Se

mide

mediante

papeles

indicadores

o

aparatos electrónicos llamados peachimetros, ambos indican un valor numérico llamado pH. En esta escala el valor de 7 indica la neutralidad, los valores inferiores acidez y los superiores alcalinidad.

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Los valores del pH superior a 8, indican acumulación excesiva de compuestos alcalinos y el digestor corre el riesgo de putrefacción. Los valores inferiores a 6 indican una descomposición entre la fase ácida y la metalogénica, pudiendo bloquearse esta última.

Normalmente los digestores no presentan las alteracionesmencionadas, exceptuando el periodo de estabilización luego del arranque inicial; o cuando se les somete a violentos cambios ambientales o en el material de fermentación. Los

digestores

acidificados

pueden

volver

a

estabilizarseluego prolongado periodo. Por esta razón se aconseja no someter l osdigestores a fuentes cambios en la temperatura de funcionamiento, ni en el material de carga. Si se cumple esta premisa los digestores funcionan sin interrupción y tiene la capacidad de mantener su estabilidad, a pesar de que el material con el cual se los alimenta tenga variaciones en su acidez.

Temperatura: Este parámetro es importante no solo por su valor sino por su constancia a través del tiempo. Las bacterias metalogénicas se pueden dividir según su temperatura ideal de actividad en mesófilas (30a.C. - 37a.C.) y termófilas (50ºC – 57ºC).

El proceso fermentativo anaeróbico no genera una cantidad apreciable de calor por lo tanto las temperaturas mencionadas deben lograrse por calor exterior. Es por esta razón que a pesar de ser el proceso termofílico se dará un proceso más allá de la producción de biogás, el mesofílico tiene como ventaja el tener un balance energético más favorable y, por lo tanto, mayor energía neta producida.

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El proceso termofílico presenta una ventaja para los casos en los cuales la cantidad de material a digerir es muy grande, pues a mayores temperaturas el material permanece menos tiempo dentro del digestor (tiempo de retención).

Esto acelera el proceso y evita tener que poseer enormes digestores para realizar la fermentación. Otro punto de gran importancia es la estabilidad de la temperatura elegida, pues la variación rápida superior en ± 2ºC influye negativamente en la producción de biogás y en la estabilidad del biodigestor.

Es preferible trabajar a menos temperatura si resulta difícil mantener las temperaturas más elevadas. En el caso de regiones frías es aconsejable calefaccionar

el

digestor

para

obtener mayores rendimientos y un mejor funcionamiento del sistema, o aislar c onvenientemente el digestor.

Relación Carbono/Nitrógeno: Según Taylhardat (1985). Los materiales a utilizar en el digestor deben tener una adecuada relación entre estos dos elementos, los cual permitirá lograr mayores rendimientos. Se considera en general que los estiércoles tienen una relación adecuada y para el caso de materiales desbalanceados, los mismos pueden ser corregidos mediante la adición de materiales con altos contenidos de carbono, como pueden ser los residuos vegetales. Se considera como optima la relación C/N ubicada en el intervalo comprendido entre 16/1 y 19/1 para el estiércol del porcino. Niveles de amoníaco: Este parámetro cobra importancia cuando se utilizan materiales que tiene un alto contenido de N, como es el caso de los estiércoles de ave, para un correcto funcionamiento del sistema los niveles dentro del digestor deben mantenerse por debajo de los 2000mg/l, lo que se logra aumentando la dilución del material de carga.

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Otros Factores: La fermentación metanogénica se basa en un crecimiento microbiano y depende, por lo tanto, de un aporte adecuado de nutrientes. Las bacterias responsables de la digestión metanogénica requieren Fósforo, cuyas necesidades se cifran 1/5 de los del nitrógeno y una serie de microelementos, K, Na, Ca, Mg, Fe, en pequeñas cantidades para un crecimiento celular óptimo.

Usos del Biogás El biogás puede ser utilizado en cualquier equipo comercial diseñado para uso con gas natural. Principales artefactos que utilizan biogás juntamente a su consumo medio y su eficiencia:

-

Quemador de cocina: consumo de 300-600 l/h, rendimiento 50-60 %.

-

Lámpara a mantilla: consumo de 120-170 l/h, rendimiento 30-50 %.

-

Nevera de 100 l: consumo de 30-75 l/h, rendimiento 20-30 %

-

Motor a gas: consumo de 0.5 m³/kwh o Hph, rendimiento 25-30 %

-

Quemador de 10 kW: consumo de 2 m³/h, rendimiento 80 – 90%

-

Infrarrojo de 200W: consumo de 30 l/h, rendimiento 95 – 99 %

-

Cogenerador: consumo de 1 kW elect. 0,5 m/kwh 2kW térmica; rendimiento hasta 90%

Las cocinas y calentadores son fácilmente modificables, agrandando el paso del gas de los quemadores. La amplia disponibilidad de este tipo de equipos hace promisoria e interesante su utilización a gran escala. Las lámparas a gas tienen una muy baja eficiencia y el ambiente donde se las utilice debe estar adecuadamente ventilado para disipar el calor que generan.

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Las neveras domésticas constituyen un interesante campo de aplicacióndirecto del biogás debido a que tienen un consumo parejo y distribuido a lo largo de las 24 horas del día lo cual minimiza la necesidad de almacenaje del gas. Recientemente se han desarrollado equipos para el enfriamiento de leche y/u otros productos agrícolas lo que abre un importante campo de aplicación directa y rentable del mismo.

Los quemadores infrarrojos comúnmente utilizados en la calefacción deambient es (especialmente en criadores y parideras) presentan como ventaja su alta eficiencia lo cual minimiza el consumo de gas para un determinado requerimiento térmico.

El biogás puede ser utilizado en motores de combustión interna tanto a gasolina como Diesel. Los motores a biogás tienen amplio espectro de aplicación siendo los más usuales el bombeo de agua, el picado de raciones y el funcionamiento de ordeñadoras en el área rural. El otro uso muy generalizado es su empleo para activar generadores de electricidad.

Bioabono Según Peña, Miranda y Verde (1995). Es el residuo del proceso de producción de biogás en biodigestores anaeróbicos y contiene elementos tales como: N, K, P, Ca, S, Mg y cantidades menores de Cu, Zn y otros elementos necesarios para el crecimiento de las plantas. Dichos elementos se encuentran tanto en la porción sólida del efluente como disuelto en su fracción acuosa. Según López (1986) (Citado por Peña, Miranda y Verde, 1995). El efluente se clasifica como abono orgánico, igual que el “Compost” (Producto

de

la

fermentaciónaerobia de desechos orgánicos), el estiércol fresco de animales o l os residuos vegetales.

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Como abono orgánico el efluente tiene la propiedad de incrementar elcontenido de la materia orgánico o Humus del suelo, lo que conduce al mejoramiento de algunas características de este, tales como textura, capacidad de retención de agua, capacidad de intercambio catiónico y capacidad de retención de nutrientes, produciéndose, además, un incremento en la actividad microbiana a nivel del suelo. El mismo autor expresa que el efluente no puede ser considerado como unsustituto de los fertilizantes químicos, en términos de una respuesta inmediat a, traducida en un mayor crecimiento de pasto o en una mayor cosecha de algún cultivo. La ventaja que tiene el uso del efluente sin procesar es prácticamente todos los nutrientes contenidos en el estiércol a procesar son preservados durante el proceso de fermentación anaeróbica. Según Demalt (1990) (Citado por Peña, Miranda y Verde, 1995). Por otro lado, las sustancias que producen fuertes olores e inhiben el crecimiento de plantas son descompuestas y la cantidad de sustancias promotoras de crecimiento de las plantas es incrementada.

Biodigestor Un digestor de desechos orgánicos o biodigestor es, un contenedor cerrado, hermético e impermeable, dentro del cual se deposita el material orgánico a fermentar (excretas animales y humanas, desechos vegetales – no se incluyen cítricos ya que acidifican-, entre otros) en determinada dilución de agua para que se descomponga, produciendo gas metano y fertilizantes orgánicos ricos en nitrógeno, fósforo y potasio. El biodigestor es un sistema natural que aprovecha la digestión anaeróbica (en ausencia de oxigeno) de las bacterias que ya habitan en el estiércol. El biodigestor es un sistema sencillo de implementar con materialeseconómicos y

se

está

introduciendo

en

comunidades

rurales

aisladas

y

de

paísessubdesarrollados para obtener el doble beneficio de conseguir solventar la problemática energética-ambiental, así como realizar un adecuado manejo de los residuos tanto humanos como animales.

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Procesos dentro del Biodigestor El fenómeno de biodigestión ocurre porque existe un grupo demicroorganismos bacterianos anaeróbicos presentes en la biomasa, al actuar sobre los desechos orgánicos de origen vegetal y/o animal producen una mezcla de gases con alto contenido de metano (CH4) llamado biogás, sumamente eficiente si se emplea como combustible.

Como resultado de este proceso se generan residuos con un alto grado de concentración de nutrientes y materia orgánica (ideales como fertilizantes) que pueden ser aplicados frescos, pues el tratamiento anaeróbico elimina los malos olores y la proliferación de moscas. Mediante la digestión por bacterias anaeróbicas se destruyen microorganismos, huevos de parásitos y semillas de malezas contenidos en las excretas frescas, quedando el fertilizante residual libre de tales gérmenes y plantas indeseables.

Tipos de Biodigestores Es el más antiguo y sencillo digestor anaeróbico que se conoce, utilizado normalmente para la disposición de aguas residuales domésticas. Se cree que de allí deriva el uso potencial de los gases producidos por la fermentación anaeróbica, para el uso doméstico. Para la correcta operación de estos pozos es requisitoindispensable aislar las aguas servidas que caen en él, de las que contienen jabón o detergentes. El efecto de los jabones y en especial los detergentes, inhibe la acción metabólica de las bacterias, razón por la que los pozos se colmatan con rapidez y dejan de operar, haciendo necesario destaparlos frecuentemente para recomenzar la operación. Cuando no es posible separar las aguas negras de las jabonosas, como en el alcantarillado urbano, es necesario hacer un tratamiento químico con Polímetros a esta agua a fin de solucionar el problema antes de iniciar la fermentación anaeróbica.

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Biodigestor del domo flotante (Indio): Este biodigestor consiste en un tambor, originalmente hecho de acero pero después reemplazado por fibra de vidrio reforzado en plástico (FRP) para superar el problema de corrosión. Normalmente se construye la pared del reactor y fondo de ladrillo, aunque a veces se usa refuerzo en hormigón.

Se entrampa el gas producido bajo una tapa flotante que sube y se cae en una guía central. La presión del gas disponible depende del peso del poseedor de gas por el área de la unidad y normalmente varía entre 4 a 8 cm. de presión de agua.

El reactor se alimenta semi-continuamente a través de una tubería de entrada. Biodigestor de domo fijo (chino): Este reactor consiste en una cámara de gas firme construida de ladrillos, piedra u hormigón. La cima y " fondos son hemisféricos y son unidos por lados rectos. La superficie interior es sellada por muchas capas delgadas de mortero para hacerlo firme. La tubería de la entrada es recta y extremos nivelados. Hay un tapón de la inspección a la cima del digestor que facilita el limpiado. Se guarda el gas producido durante la digestión bajo el domo y cambia de sitio algunos de los volúmenes del digestor en la cámara del efluente, con presiones en el domo entre 1 y 1.5 m de agua.

Esto crea fuerzas estructurales bastante altas y es la razón para la cima hemisférica y el fondo. Se necesitan materiales de alta calidad y recursos humanos costosos para construir este tipo de biodigestor. Esta instalación tiene como ventaja su elevada vida útil (pueden llegar como promedio a 20 años), siempre que se realice un mantenimiento sistemático.

Biodigestor de estructura flexible o de flujo continuo: En este digestor el gas seacumula en la parte superior de la bolsa, parcialmente llena con Biomasa enf ermentación; la bolsa se va inflando lentamente con una presión de operación baja, pues no se puede exceder la presión de trabajo de la misma. Estudiantes universitarios de ingeniería ambiental y seguridad industrial.

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Trabajo de investigación sobre un biodigestor

Este biodigestor presenta un tubo de plástico de 20 a 30 cm. de diámetro, que debe usarse para la admisión de desechos y debe sumergirse en los residuos al menos a 15 cm. de profundidad, lo cual previene el escape del metano, es necesario utilizar un pozo para limpiar le material celulítico antes de ingresar al biodigestor, porque éste puede obstruir con facilidad la entrada de éste, un fermentador y bolsa de almacenamiento que representa el principal componente del biodigestor y la bolsa de almacenamiento está en la parte superior del biodigestor.

El tamaño del fermentador depende de la cantidad de desechos afermentar. Es deseable que el biodigestor esté aislado y cuente con un dispositivo de calentamiento y de agitación. Un mecanismo bueno sería la construcción de una pared de tierra en la parte norte del biodigestor para prevenir el enfriamiento a causa de los vientos, en el lado sur un colector solar simple para la calefacción esto con el fin de mantener la temperatura del fermentador constante.

La bolsa de almacenamiento de gas puede incorporarse al digestor o estar independiente y puede instalarse cerca de la cocina. Posee un tubo de afluente cuyo diámetro debe ser de 4 a 6 pulgadas de material de plástico, éste se localiza por debajo del tubo de entrada en el lado opuesto del digestor, el tubo del afluente también debe ser sumergido a 15 cm. de profundidad del fermentador para prevenir el escape del gas, se debe mantener el flujo constante.

El tubo de metano se ubica en la parte de la bolsa de almacenamiento de metano, este tubo debe tener 2 pulgadas de diámetro y se usa para transportar el biogás a su lugar de uso, el tubo posee una salida que está sumergida en agua y que drena la humedad condensada.

El dispositivo de seguridad se utiliza para prevenir la ruptura del

fermentador

debido a presiones altas de la fermentación anaeróbica de los desechos. Estudiantes universitarios de ingeniería ambiental y seguridad industrial.

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Trabajo de investigación sobre un biodigestor

Consiste en una botella de al menos 10 cm. de profundidad insertada en el tubo de salida, cuando la presión del digestor es mayor a la del agua, se libera el biogás.

El tubo de limpieza del lodo que se sedimenta en el fondo del biodigestor debe ser removido cada dos años, la tubería sirve para evacuar estos lodos por mecanismos como bombeo, se pueden disponer cuando el biodigestor es muy largo de un tubo en un extremo del biodigestor y otro tubo en la mitad del mismo. Para su Instalación lo primero que se debe hacer es preparar un foso que debe ser un poco más grande que el biodigestor, luego se procede a instalar el biodigestor y los tubos de admisión y de afluentes. Después de tres o cuatro días se llena el foso con agua, se descargan los desechos de animales, el agua que rodea el digestor puede ayudarle a expandirse completamente y disminuye la tensión que ejerce en los tubos de entrada y de salida.

Dependiendo de la época del año en la que se haga la instalación el proceso de fermentación se hace más rápido en verano y más lento en invierno. En cuanto al mantenimiento de estos biodigestores, pueden tener una durabilidad de 20 años, en el caso de presentarse rupturas de este pueden ser fácilmente reparadas del mismo material del biodigestor usando un adhesivo fuerte, la parte reparada debe permanecer seca hasta su endurecimiento por completo.

Cuando se necesita el metano solo se ejerce una pequeña presión sobre la bolsa de almacenamiento moviendo de esta forma el biogás a donde se necesita.

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Trabajo de investigación sobre un biodigestor

1. Digestor flotante:

Un rasgo innovador de usar polietileno tubular es que los biodigestores pueden localizarse para flotar en cualquier superficie de agua, con la mitad sumergida, su boca se localizada sobre el nivel de agua más alto, mientras la toma de corriente debe ajustarse a un objeto flotante, como un coco seco o un recipiente de plástico.

En Vietnam más de 5% de los biodigestores flotantes se ubican en estanques que facilitan su instalación, generalmente donde el espacio de las granjas es limitado. Para el funcionamiento del digestor es posible usar cualquier tipo de excreta, pero la producción de gas es más alta con estiércol de cerdo y mezclas de excrementos de pollos y ganado. La cantidad

requerida depende

de

la longitud

del digestor, pero

generalmente es aproximadamente 5 Kg. de estiércol fresco, para cada 1 m.

A esto deben agregarse 15 litros de agua para que el volumen de los sólidos represente 5 por ciento aproximadamente. No es aconsejable usar menos agua, esto puede llevar a la formación de escoria sólida en la superficie del material. Cuatro a cinco cerdos (peso vivo supuesto de 70 Kg.) proporcionará bastante estiércol para producir el gas requerido para una familia de cuatro a cinco personas. Se ha experimentado este biodigestor con excrementos humanos siendo una manera eficaz de reducir transmisión de enfermedades y dar otro uso a las letrinas.

En cuanto a su mantenimiento los digestores de este tipo deben cercarse para evitar averías en el sistema. Debe proporcionarse un tejado para prevenir el daño al plástico por la radiación ultravioleta. Cualquier tipo de cobertura en material tradicionalmente usado en la granja es conveniente.

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Trabajo de investigación sobre un biodigestor

Para aumentar la presión de gas al cocinar, se puede atar un objeto pesado (ladrillo o piedra) al fondo del depósito o apretar un cordón alrededor del medio. La lluvia no debe entrar en el digestor, porque puede causar dilución excesiva. El nivel de agua en la válvula de seguridad debe verificarse semanalmente. Se debe cubrir el digestor diariamente y asegurarse que el tubo de la salida no esté bloqueado.

2. Digestor con tanque de almacenamiento tradicional y cúpula de polietileno:

Otro tipo de planta de producción de biogás que ha logrado disminuir los costos hasta 30 % con respecto a los prototipos tradicionales, es la que se caracteriza por tener una estructura semiesférica de polietileno de película delgada en sustitución de la campana móvil y la cúpula fija, y un tanque de almacenamiento de piedra y ladrillo como los empleados en los prototipos tradicionales.

Este tipo de instalación posee a su favor que resulta más económica que los sistemas tradicionales y su estructura de polietileno flexible puede llegar a alcanzar hasta diez años de vida útil.

3. Digestores de alta velocidad o flujo inducido: Estos son los utilizados comúnmente en instalaciones industriales o semiindustriales. Generalmente trabajan a presión constante, por lo que se podrían catalogar como Digestores Tipo Hindú Modificado. Se les conoce de ordinario como CSTD (Convencional Stirred Digestor).

Se diferencian de los digestores convencionales en que se les ha agregado algún tipo de agitación mecánica, continua o intermitente, que permite al material aún no digerido, entrar en contacto con las bacterias activas y así obtener buena digestión de la materia orgánica, con tiempos de retención hidráulica relativamente cortos, de hasta15 días. Estudiantes universitarios de ingeniería ambiental y seguridad industrial.

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Trabajo de investigación sobre un biodigestor

Este es un concepto nuevo dentro de la tecnología de fermentación anaeróbica, combina las ventajas de varios tipos de digestores en una sola unidad, facilitando el manejo y procesamiento de material biodegradable de diverso origen y calidad.

Generalmente los desechos de origen animal, excrementos de cualquier clase, son procesados en digestores convencionales de tipo continuo, que periódicamente reciben carga y entregan por desalojo efluente ya digerido.

El tiempo de operación continua de estos equipos es bastante largo y requiere un mínimo de atención al momento de cargarlos, como es el evitar introducir elementos extraños tales como arena, piedra, metal, plásticos o cualquier otro tipo de material lento o imposible de digerir.

Luego de unos cuatro o cinco años se debe detener su funcionamiento para hacer una limpieza general y retirar sedimentos indigeridos.

Funcionamiento de máquinas dentro de un biodigestor: 1. Generador eléctrico: Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos (llamado polos) Transformando la energía mecánica en eléctrica. Partes de un generador eléctrico: Según (Enciclopedia mecánica popular, capitulo 8 página 1025) En las centrales degeneración de energía eléctrica (nucleares, térmicas, hidráulicas...) la energía mecánica que el generador transforma en energía eléctrica proviene del movimiento de una turbina, accionada dependiendo del tipo de central por vapor de agua, aire, gas o agua.

Las palas de la turbina (accionada por agua) y las compuertas verticales que sirven para regular el caudal de agua que entra a la turbina. En la parte superior está representado el generador de energía eléctrica. Dicho generador consta de dos partes: El estator, que es la parte estática del generador.

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Actúa como inducido y el rotor, que es la parte móvil conectada al eje de la turbina. Es el que actúa como inductor.

Principio de generación de gas natural por descomposición de residuos (Handbook de Química, 2008. Universidad de Pensilvania) La transformación de energía calórica a energía eléctrica, está fundamentado en la primera ley de la termodinámica. Tomando en consideración el carácter combustionante de los residuos orgánicos, capaces de producir Metano (CH4), Etano (CH3-CH3) y Propano (CH3-CH2-CH3) gases que fácilmente pueden ser utilizados para alimentar turbinas generadoras de electricidad.

Sistema de Variables 

Variable Dependiente: Generador eléctrico a base del gas metano.



Variable Independiente: Biodigestor de Materia orgánica.

2. Válvula de alivio de presión. En los biodigestores plásticos cumple con no exceder la presión límite máxima dada por el fabricante de la bolsa o el biodigestor y que evitara que se deforme en el caso del PVC o se deforme causando escapes de gas en el conector caso los plásticos.

3. Manómetro o Manómetro columna de agua. El único medio para saber si se está produciendo gas es controlando la presión a la misma hora del día, baja producción, algún escape...etc.

4. Trampa de agua: Las tuberías se instalan con una pequeña pendiente y de esta manera el agua condensa recorre la tubería hasta la trampa de agua, donde saldrá hacia el exterior. La trampa de agua es un mecanismo que permite la evacuación del agua sin permitir el escape de gas. Estudiantes universitarios de ingeniería ambiental y seguridad industrial.

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5. Quemador del fogón: Es fundamental que la estructura permita la entrada de aire al quemador y la salida del humo para no ahogar las llamas. Criterios a considerar en el diseño de un Biodigestor Factores humanos -

Necesidad, la cual puede ser sanitaria, energética, y/o de fertilizantes

-

Recursos disponibles de tipo: económico, materiales de construcción, mano de obra, utilización del producto, área disponible

-

Disponibilidad de materia prima: si se cuenta con desechos agrícolas, desechos pecuarios, desechos domésticos, desechos urbanos, desechos industriales

Factores físicos -

Localización: la ubicación si es una zona urbana, rural o semi urbana.

-

Geografía: aspectos como la latitud, longitud y altitud.

-

Climáticos: dentro de estos aspectos están las temperaturas máximas y mínimas, la precipitación pluvial, la humedad ambiental, la intensidad solar, los vientos, su intensidad y dirección.

-

Topografía: teniendo en cuenta el declive del suelo si es plano, ondulado o quebrado.

-

Suelos con sus características tales como: la textura, estructura, nivel freático y capacidad agrológica.

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Factores biológicos -

Enfermedades y plagas tanto humanas como pecuarias y agrícolas

Factores de construcción -

Técnicas de construcción si es de tierra compactada, cal y canto o ladrillo, planchas prefabricadas, ferrocemento, concreto, módulos prefabricados

Factores utilitarios

-

Función principal, si se construye de manera experimental, demostrativa o productiva.

-

Usos, si el uso es de tipo sanitario, energético, fertilizante, integral.

-

Organizativo, si el biodigestor se va a construir a escala doméstica, para grupo familiar, comunitario o empresas.

-

Capacidad, si es pequeño, mediano o grande.

-

Operación

de

la

instalación

contemplando

aspectos

como

el

funcionamiento del pretratamiento, la mezcla, la carga y controles de pH, obstrucciones de líquidos, sólidos y gases: las descargas de efluentes tanto liquidas como gaseosas y de lodos; el almacenamiento de los líquidos por bombeo, por tanques regadores o arrastre por riego; los sólidos que están disueltos en el agua y los sólidos en masa y por último los gases utilizados para la cocción, iluminación e indirectamente en los motores

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Ventajas de los biodigestores -

Permite disminuir la tala de los bosques al no ser necesario el uso de la leña para cocinar.

-

Humaniza el trabajo de los campesinos, que antes debían buscar la leña en lugares cada vez más lejanos.

-

Una reducción de la carga de trabajo física especialmente de las mujeres y los niños.

-

Produce biofertilizante rico en nitrógeno, fósforo y potasio, capaz de competir con los fertilizantes químicos, que son más caros y dañan el medio ambiente.

-

Elimina los desechos orgánicos, tales como la excreta animal, contaminante del medio ambiente y fuente de enfermedades para el hombre y los animales.

-

Producen biogás, que puede ser usado como combustible para, por ejemplo, cocinar alimentos sin que adquieran un olor o sabor extraño.

-

Diversidad de usos del biogás producido (alumbrado, producción de energía eléctrica, transporte automotor y otros).

-

Producción de energía barata.

-

Reducción de la contaminación, sobre todo en áreas urbanas.

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La utilización de los biodigestores -

Además de permitir la producción de biogás ofrece enormes ventajas para la transformación de desechos

-

Mejora la capacidad fertilizante del estiércol. Todos los nutrientes talescomo nitrógeno, fósforo, potasio, magnesio, así como los elementos menores son conservados en el efluente. En el caso del nitrógeno, buena parte del mismo, presente en el estiércol en forma de macromoléculas es convertido a formas más simples como amonio (NH4+), las cuales pueden ser aprovechadas directamente por la planta. Debe notarse que en los casos en que el estiércol es secado al medio ambiente, se pierde alrededor de un 50% del nitrógeno.

-

El efluente es mucho menos oloroso que el afluente.

-

Control de patógenos. Aunque el nivel de destrucción de patógenosvaria rá de acuerdo a factores como temperatura y tiempo de retención, se ha demostrado experimentalmente que alrededor del 85% de los patógenos no sobreviven el proceso de biodigestión.

Dificultades técnicas de los biodigestores. -

El digestor debe encontrarse cercano a la zona donde se recoge el sustrato de partida y a la zona de consumo.

-

Debe mantenerse una temperatura constante y cercana a los 35º C. Esto puede encarecer el proceso de obtención en climas fríos.

-

Es posible que, como subproducto, se obtenga SH2, el cual es tóxico y corrosivo, dependiendo del sustrato de partida y de la presencia o no de

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bacterias sulfato reductoras. La presencia de SH2 hace que se genere menosCH4, disminuyendo la capacidad calorífica del biogás y encarece el proceso por la necesidad de depurarlo.

-

Necesita acumular los desechos orgánicos cerca del biodigestor.

-

Riesgo de explosión, en caso de no cumplirse las normas de seguridad para gases combustibles.

Estrategias para la difusión, divulgación y diseminación de la tecnología de Biodigestores  Ejecución de charlas brindadas por especialistas en materia de biodigestores interesados en la propagación de esta tecnología y promovidas por los estudiantes universitarios para diseminar la información acerca de los conceptos básicos acerca de biodigestores.  Establecer talleres de difusión de la tecnología, cuyo objetivo es capacitar a personas interesadas en el diseño, instalación y mantenimiento de sistemas de descontaminación productiva a través de los biodigestores, con el objetivo de que los conocimientos adquiridos sean retransmitidos a otras personas y/o comunidades.  Realización de obras de teatro y/u otras actividades que incentiven a la comunidad en general al aprendizaje de esta tecnología.  Publicación de avisos y gráficos informativos alusivos al tema.  Selección estratégica de fincas o granjas para la implementación de biodigestores, las cuales sean propicias para promover un alto grado de participación de los productores, para lograr así la retroalimentación técnica entre ellos, llegando así la información finalmente a los campesinos.  Elaboración y exposición de maquetas que ejemplifiquen a menor escala el diseño y proceso del biodigestor.

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8- RESULTADOS Y DISCUSIÓN. OBTENCIÓN DEL RELLENO SANITARIO O BIODIGESTOR. Luego de seleccionar la materia orgánica, acondicionarla y separar materiales no biodegradables se mezcló en un recipiente de polietileno de alta densidad con capacidad para cien litros. Una vez depositada esta de manera adecuada, se mezcló con capa vegetal, simulando la remoción característica de los rellenos sanitarios. Completando el proceso con arena seca que permitiese la estabilización del medio. Finalmente se selló el recipiente para simular las condiciones de reacción cuando se entierra la materia orgánica, convirtiendo este sistema en el biodigestor que se esperaba. CONSTRUCCION DEL SISTEMA GENERADOR DE ELECTRICIDAD. En esta fase, se construyó un sistema simple de generación, utilizando un dinamo elaborado con polietileno de baja densidad, magnetizado con un imán estándar, el cuales, activado por calentamiento de aire y flujo de gas, este se adaptó al sistema biodigestor construido, produciendo un voltaje de 4.5 voltios de corriente alterna. PRUEBAS DE VERIFICACION DE PRESION. Las pruebas de presión fueron realizadas fuera del biodigestor, usando una muestra de ochenta gramos (80 g) de material del sistema y sometiéndolos a la prueba de conductividad específica, la cual permitió evidenciar que el proceso de biodegradación aún no estaba completo, además la presión del sistema es de apenas 1,2 atmósferas; es decir que aún no hay suficiente metano para que el aparato sea óptimo.

Debe esperarse al menos quince días para verificar nuevamente. Sin embargo, luego del tiempo pautado, se verifico nuevamente la presión la cual resulto ser de 5 atmósferas. Lo cual garantiza que el sistema ya es completamente operativo.

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9- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

 El biodigestor contribuye de manera importante en la erradicación y control de la contaminación de las aguas adyacentes a las granjas, ya que los desechos que eran arrojados a las mismas serán utilizados para la generación de energía.  Gracias a la eliminación de los desechos orgánicos a través del biodigestor, se controla y disminuye la aparición de epidemias que afectan

directamente

a

las

comunidades rurales, debido a la no utilización de estos desechos contaminantes.

 Los biodigestores pueden jugar un papel importante en las zonas rurales

contribuyendo a la reducción de polución y agregando

valor a los excrementos del ganado.  El uso del biogás para la generación de gas doméstico, electricidad y energía térmica…, da un valor adicional al empleo de biodigestores en las zonas rurales, para que éstas logren su autonomía energética.

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 El uso del bioabono, es otra de las ventajas ofrecidas por los biodigestores, ya que las aguas residuales provenientes de éste contienen Nitrógeno, Potasio, Fósforo, resultan beneficiosos en los cultivos arbóreos.  La divulgación de la presente investigación es base fundamental, para que las comunidades en general conozcan los aspectos más relevantes acerca de los biodigestores, y su principal uso el cual es la descontaminación del ambiente en general.

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Recomendaciones: Tomando en cuenta la problemática ambiental presente en la actualidad, es necesario que las comunidades (especialmente las directamente afectadas) estén al tanto de las nuevas tecnologías; éstas deben informarse acerca de los métodos actualmente utilizados para la erradicación y aprovechamiento de los desechos contaminantes. Toda aquella persona o grupo que posea conocimientos sobre dichastecnologí as o que haya (n) implementado las mismas, deben encargarse de difundir la información acerca de éstas, para así lograr una buena campaña de divulgación.

Crear conciencia a través

de talleres

y/o

charlas,

en aquellas personas propietarias de granjas o fincas productoras de gran cantidad

de

desechos

orgánicos,

a

través de sus

actividades agrícolas, sobre el gran impacto ambiental que éstas producen por medio del no aprovechamiento de dichos desechos, ocasionando daños que pueden ser hasta irreversibles en la biodiversidad, y que además violan las leyes reguladoras del ambiente.

Por otra parte, es sumamente necesario resaltar que, los dueños o poseedoresde ganado u otras fuentes de biomasa, deben considerar la aplicaci ón de un biodigestor en sus fincas o granjas, para así disminuir la contaminación ambiental

y

coadyuvar al desarrollo sustentable y a la erradicación de las enfermedades pr oducidas a raíz de los desechos orgánicos. Por último es de vital importancia destacar,

la

supervisión

y

control

efectivo, por

parte

de

los

entes

gubernamentales, en el cumplimiento cabal de las leyes, decretos; por parte de los productores, para lograr así los objetivos planteados con esta nueva tecnología.… Y como recomendación final… …Reflexionemos y comencemos a sembrar, valores, ética y moral a todo el que nos rodea para lograr así “SALVAR NUESTRA MADRE TIERRA Estudiantes universitarios de ingeniería ambiental y seguridad industrial.

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10- GLOSARIO

Afluente: Arroyo o río secundario que desemboca o desagua en un río principal.

Anaeróbico: Es un término técnico que significa sin aire (donde "aire" usualmente es oxígeno), es opuesto a aeróbico. En el tratamiento de aguas usadas, la ausencia de oxígeno es indicada como anóxico; mientras que anaeróbico se usa para indicar la ausencia de Aceptadores finales de electrones (nitrato, sulfato u oxígeno).

Autonomía:

Potestad que dentro de un Estado tienen municipios, provincias,

regiones u otras entidades, para regirse mediante normas y órganos de gobierno propios.

Bio: Significa 'vida'. Biografía, biológico, bioquímica. Microbio, anaerobio. Con elementos fertilizantes en una forma química que permite sean utilizados por las plantas.

Bioabono: Sustancia o mezcla química natural o sintética utilizada para enriquecer el suelo y favorecer el crecimiento vegetal

Biocarburante: Combustible

líquido, generalmente gasolina

o gasóleo, utilizado en los motores de combustión interna o de explosión.

Biocombustible: Cualquier combustible sólido, líquido o gaseoso producido a partir de materia orgánica. Se produce directamente a partir de plantas o

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indirectamente a partir de desechos industriales, comerciales, domésticos o agrícolas.

Biodiesel: El biodiesel es un biocombustible sintético líquido que se obtiene a partir de lípidos naturales como aceites vegetales o grasas animales.

Biodiversidad: Contracción de la expresión ‘diversidad biológica’, expresa la variedad o diversidad del mundo biológico. En su sentido más amplio, biodiversidades casi sinónimo de ‘vida sobre la tierra.

Bioenergía: Capacidad de un sistema físico para realizar trabajo. La materia posee energía como resultado de su movimiento o de su posición en relación con las fuerzas que actúan sobre ella. La radiación electromagnética posee energía que depende de su frecuencia y, por tanto, de su longitud de onda.

Biofertilizantes: Son productos que aportan al medio de cultivo como son el suelo, el sustrato, etc. Una población de microorganismos capaz de enriquecer dicho medio.

Biogás: Término que se aplica a la mezcla de gases que se obtienen a partir de la descomposición en un ambiente anaerobio (sin oxígeno) de los residuos orgánicos, como el estiércol animal o los productos de desecho de los vegetales.

Biomasa: Materia total de los seres que viven en un lugar determinado, expresada en peso por unidad de área o de volumen.

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Capa de ozono: Zona de la atmósfera que abarca entre los 20 y 40 Km. por encima de la superficie de la Tierra, en la que se concentra casi todo el ozono atmosférico.

Carbono:

Elemento químico de número atómico 6. Es extraordinariamente

abundante en la naturaleza, tanto en los seres vivos como en el mundo mineral y en la atmósfera. Se presenta en varias formas alotrópicas, como el diamante, el grafito y el carbón

Cocción: Acción y efecto de cocer o cocerse.

Combustibles fósiles: Sustancias ricas en energía que se han formado a partir de plantas y microorganismos enterrados durante mucho tiempo.

Condensador: Recipiente que tienen algunas máquinas de vapor para que este se licue en él por la acción del agua fría.

Contenedor: especialmente concebido para facilitar el transporte de las mercancías, sin operaciones intermedias de carga y descarga, mediante uno o varios modos de transporte

Cúpula: Es un elemento arquitectónico que se utiliza para cubrir un espacio de plantacircular ,cuadrada, poligonaloelíptica, mediantearcosde perfil semicircular , parabólicou ovoidal, rotados respecto de un punto central de simetría.

Densidad: masa de un cuerpo por unidad de volumen.

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Denso: Que contiene mucha masa con respecto a su volumen.

Desarrollo económico: Evolución progresiva de una economía hacia mejores niveles de vida.

Desechos orgánicos: Son el conjunto de residuos orgánicos producidos por lossereshumanos, ganado, etc. Incluyen heces y otros materiales que pueden s er descompuestos por bacterias aeróbicas, es decir en procesos con consumo de oxígeno.

Digestor: es, un contenedor cerrado, hermético e impermeable, dentro del cual sedeposita de cúpula. El material orgánico a fermentar (excrementos animales y humanos, desechos vegetales-no se incluyen cítricos ya que acidifican.), produciendo gas metano y fertilizantes.

Dióxido de carbono: Gas incoloro, inodoro y con un ligero sabor ácido, cuya molécula consiste en un átomo de carbono unido a dos átomos de oxígeno (CO2).

Domo: sinónimo de cúpula.

Efecto invernadero: término que se aplica al papel que desempeña la atmósfera en el calentamiento de la superficie terrestre. La atmósfera es prácticamente transparente a la radiación solar de onda corta, absorbida por la superficie de la Tierra

Efluente: Que emana o se desprende de algo. Aguas contaminadas descargadas.

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Energía: Capacidad de un sistema físico para realizar trabajo. La materia posee energía como resultado de su movimiento o de su posición en relación con las fuerzas que actúan sobre ella.

Etano: Hidrocarburo formado por dos átomos de carbono y seis de hidrógeno.

Estiércol: Desechos vegetales o animales utilizados como fertilizante. Rico en humus(materia orgánica en descomposición), el estiércol libera muchos nutrientes importantes en el suelo. No obstante, es deficiente en tres de ellos: nitrógeno, fósforo y potasio. Un fertilizante comercial contiene unas veinte veces más nitrógeno, fósforo y potasio que el estiércol. Por ello, éste se utiliza a menudo junto con otros fertilizantes. El estiércol contribuye también a aflojar el suelo y retener el agua.

Emanación: La aplicación sistemática del concepto de emanación para explicar los orígenes universales fue el producto de la especulación en el gnosticismo y en el neoplatonismo.

Energías verdes: son energías renovables que no contaminan, es decir, cuyo modo de obtención o uso no emite subproductos que puedan incidir negativamente en el medio ambiente.

Estercoleros: Semejante al estiércol o que participa de sus cualidades.

Excretas: Enfermedad infecciosa aguda producida por el bacilo Salmonella typhi. Se contagia por la leche, el agua o los alimentos contaminados por heces de enfermos o portadores.

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Factible: Que se puede hacer.

Fertilizante: Sustancia o mezcla química natural o sintética utilizada para enriquecer el suelo y favorecer el crecimiento vegetal.

Fermentar: Dicho de los hidratos de carbono: Degradarse por acción enzimático, dando lugar a productos sencillos, como el alcohol etílico.

Fumarolas: Emisión de vapor de agua y otros gases que se produce en los volcanes una vez que ha terminado la fase de mayor actividad de la erupción.

Ganado: Que aún no ha sido sacrificado para el consumo.

Gas: Fluido que tiende a expandirse indefinidamente y que se caracteriza por su pequeña densidad, como el aire.

Gas doméstico: Gas enviado a consumidores desde una planta de gas. Puede comprender gas manufacturado, así como gas natural para enriquecimiento.

Gas natural: Mezcla de gases entre los que se encuentra en mayor proporción el metano. Se utiliza como combustible para usos domésticos e industriales y como materia prima en la fabricación de plásticos, fármacos y tintes.

Gasoducto: Tubería de grueso calibre y gran longitud para conducir a distancia gas combustible, procedente por lo general de emanaciones naturales.

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Gas doméstico: Gas enviado a consumidores desde una planta de gas. Puede comprender gas manufacturado, así como gas natural para enriquecimiento.

Hidrocarburos:

En química orgánica, familia de compuestos orgánicos que

contienen carbono e hidrógeno. Son los compuestos orgánicos más simples y pueden ser considerados como las sustancias principales de las que se derivan todos los demás compuestos orgánicos.

Hidrógeno: Elemento químico de núm. atómico. 1. Es el más abundante de la corteza terrestre y del universo. En la atmósfera se encuentra en su forma molecular H2, gas inflamable, incoloro e inodoro.

Hormigón: Concreto, mezcla de arena cemento, triturado y en algunos casos un aditivo. Mezcla de cemento, arena, triturado y agua. Mezcla de cemento, arena, triturado, agua y algunas veces un aditivo para cambiar su propiedad.

Húmedo: Ligeramente impregnado de agua o de otro líquido. Se dice de la región, del clima o del país en que llueve mucho y que tiene el aire cargado de humedad.

Kilocalorías: Unidad de energía térmica igual a mil calorías.

Licuado: Bebida que se prepara a base de frutas licuadas con leche o con agua.

Licuefacción: Acción y efecto de licuar.

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Lignita: Es un grupo de compuestos químicos usados en las paredes celulares de las plantas para crear madera.

Lluvia acida: Dícese de la precipitación, normalmente en forma de lluvia, pero también en forma de nieve, niebla o rocío, que presenta un pH del agua inferior a5,65. Ésta implica la deposición de sustancias desde la atmósfera durante la p recipitación.

Mecheros: Encendedor de bolsillo.

Metano: Llamado gas de los pantanos, compuesto de carbono e hidrógeno, de fórmula CH4, es un hidrocarburo, el primer miembro de la serie de los alcanos.

Microorganismo: también llamado microbio.

Organismo microscópico, es un ser vivo que sólo puede visualizarse con el microscopio. La ciencia que estudia a los microorganismos es la microbiología.

Nitrógeno: Elemento químico de número atómico 7. Gas abundante en la cortezaterrestre, constituye las cuatro quintas partes del aire atmosférico en su forma molecular N2, y está presente en todos los seres vivos.

Oxigeno: Elemento químico de número atómico 8. Muy abundante en la corteza terrestre, constituye casi una quinta parte del aire atmosférico en su forma molecular O2

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19/07/2018

Trabajo de investigación sobre un biodigestor

Óxido nitroso: o muy popular gas de la risa ( N2O) es un gas incoloro con un olor dulce y ligeramente tóxico.

Patógeno: Productor o causante de enfermedad.

Poder calorífico: Es la cantidad de energía que la unidad de masa de materia puede desprender al producirse una reacción química de oxidación(quedan excluidas las reacciones nucleares, no químicas, de fisión o fusión nuclear, ya que para ello se usa la fórmula E=mc²).

Polietileno: Material polimérico termoplástico, producto de la polimerización del etileno (C2H4). Producido en las variedades de alta (HDPE) y de baja densidad (LDPE), es un material muy utilizado en la fabricación de envases ligeros, en especial botellas (de HDPE) y film (de LDPE).

Polución: Contaminación intensa y dañina del agua o del aire, producida por los residuos de procesos industriales o biológicos

Pozo: Perforación que se hace en la tierra para buscar una vena de agua

Presión: Acción y efecto de apretar o comprimir. Magnitud física que expresa la fuerza ejercida por un cuerpo sobre la unidad de superficie.

Propano:

Hidrocarburo gaseoso derivado del

petróleo,

con tres

átomos

de carbono, que tiene usos domésticos e industriales.

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Quemadores

Infrarrojos:

Emisión

de

energía

en

forma

de

ondas

electromagnéticas en la zona del espectro situada inmediatamente después de la zona roja de la radiación visible

Seco: Que carece de agua u otro líquido

Sedimentos: detrito rocoso resultante de la erosión, que es depositado cuando disminuye la energía del fluido que lo transporta.

Turbina: Rueda hidráulica, con paletas curvas colocadas en su periferia, que recibe el agua por el centro y la despide en dirección tangente a la circunferencia, con lo cual aprovecha la mayor parte posible de la fuerza motriz.

Turbina de Vapor: Es una turbomáquina que transforma la energía de un flujo de vapor en energía mecánica. Este vapor se genera en una caldera, de la que sale en unas condiciones de elevada temperatura y presión. En la turbina se transforma la energía interna del vapor en energía mecánica que, típicamente, es aprovechada por un generador para producir electricidad.

Vacuno: Perteneciente o relativo al ganado bovino.

Yacimiento: Sitio donde se halla naturalmente una roca, un mineral o un fósil

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12- BIBLIOGRAFIA.

Chará J., Pedraza X., Preston T., Rodríguez L., Guerrero C., Pérez A., Botero R.,Cerrato M., Khang D., Tuan L., Xuan An B., Cardozo A., Palencia A. (2002)“Biodigestores Plásticos de Flujo Continuo: Investigación y transferencia en paísestropicales”. Editorial ISBN, I Edición. Cali, Colombia.Peña, C; Miranda, J;

Verde,

J.

(1995)

“Evaluación

Económica

y

ambiental

del

uso

deun biodigestor anaeróbico de una unidad de producción de leche” UNELLEZ. Vicerrectorado de Producción Agrícola, Guanare, Estado Portuguesa.

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13- CITAS BIBLIOGRAFICAS

Castillo, G. 1986. Biogás: importantes alternativas Energéticas para Costa Rica.Tecnología Apropiada. Costa Rica. ipDemalt, A. 1990. Biomanure from small biogas plants. Revista Gate. Alemania. ipHobson, P.N. Bousfield, S. Summer, R. y Mills, P, J. 1980. Anaerobic Digestión of piggery and poultry wastes. In Standford D.A, Wheatley, B.I y Hugest, D.E. dsAnaerobic Digestión London, Applied Science Publischers L.T.D. ip.Lopez, J. 1986. El uso de efluentes como fertilizantes, tecnología apropiada. CostaRica. IpMendoza, A. 1988. Utilizacion de biogás en motores de combustión interna. RevistaMachete. Maracay. ipTaylhardat, L. 1985. El biogas: fundamento e infraestrutura rural. UCV. Facultad deAgronomia. Maracay. ip

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