Biodigestor En Bolsa De Bajo Costo

Biodigestor En Bolsa De Bajo Costo

==========

Miniproyecto 1: Diseño de biodigestor tipo tubular de bajo costo

IB-0035 Bioenergía

Resumen

Se presentan en este informe los parámetros iniciales para producción de biogás a partir de biodigestores tubulares de bajo costo según la metodología propuesta por Jaime Martí en el manual “Biodigestores familiares”, se describen los criterios de diseño propuestos para la producción de un volumen de biogás de 1,25 m3/día en una zona con temperatura ambiente de 25 °C (tropical) con un tiempo de retención de 31 días (fertilizante mejorado). Se determina que los parámetros de diseño principales son las características propias de composición de las excretas de entrada (sólidos totales, sólidos volátiles) de acuerdo a la mezcla agua-estiércol utilizada. Se obtuvo un biodigestor con un volumen total de 23,5 m3 con un largo de 13,7 m hecho de polietileno con una zona de gaseosa albergada con un diámetro de rollo de 0,64 m. Se determinó que la carga diaria de ingreso de material debe ser de 568 L/día (mezcla agua-estiércol 3:1) para el biogás requerido, el cual puede ser obtenido a partir de 24 terneros tipo Holstein con 6 horas de estabulado. Se concluye que la metodología a seguir es adecuada para el cálculo y diseño de biodigestores sencillo y puede ser utilizada por productores de zonas rurales para el aprovechamiento del gas con fuente de energía.

Palabras Claves: biodigestión, bajo costo, tubular, zona rural, solidos volátiles y totales, fertilizante.

Introducción

El ser humano desde hace muchos años se encuentra ante una carrera tecnológica y científica para hacer frente a diversos obstáculos en términos del entorno y las condiciones que afectan el desarrollo de la vida en el planeta, esto con el objetivo de la preservación de los ecosistemas y de la mitigación de dichos obstáculos de las formas más ambiental, económica y socialmente amigables. Herramientas en el orbe como tratados internacionales y políticas nacionales que están encaminadas a la adaptación al cambio climático y la mitigación del mismo (FAO, 2017). Parte de las problemáticas está en función de la utilización de las fuentes de energía convencionales existentes las cuales en muchos casos no demuestran un equilibrio ambiental correcto para los ecosistemas (FAO, 2012), lo que genera que uno de los métodos para la solución primordial de mitigación sea el desarrollo de tecnologías energéticas a partir del aprovechamiento de los materiales considerados de desecho en las actividades de agricultura y ganadería en el mundo, esto acrecienta en muchos casos la expansión actividades destinadas a la producción de biocombustibles (FAO, 2017).

Un ejemplo de los biocombustibles que son más aprovechados en el momento es el biogás, que desde los años 60 se impulsa su producción en países como la India (MINENERGÍA, 2011). El biogás es un producto obtenido de la conversión de residuos animales y vegetales de las actividades agropecuarias (MINENERGÍA, 2011), a través de procesos de digestión anaerobia (sin presencia de oxígeno) de esta biomasa, dicho gas se compone principalmente de metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2), el metano es el principal componente del biogás aprovechado en términos energéticos como fuente de calor y electricidad.

La obtención del biogás se ha mejorado durante el tiempo mediante el desarrollo biotecnológico anaerobio manteniendo las necesidades básicas del proceso: mejoramiento de las condiciones sanitarias bajo el control de contaminación, generación de energías renovables para actividades domésticas y el suministro de materiales estabilizados como biofertilizantes para cultivos (MINENERGÍA, 2011).

En función del aprovechamiento de esta energía en todas las actividades y respondiendo a los distintos tipos de desechos que existen, el biogás se obtiene mediante biodigestores que brindan las condiciones a los microorganismos para realizar el proceso; existen distintos tipos de biodigestores, desde rudimentarios hasta de la más alta tecnología, con rendimientos variados y efluentes con características distintas que pueden ser utilizados en todas las zonas posibles.

Un tipo de biodigestor sencillo, de bajo costo, fácil instalación y mantenimiento, con rendimientos aceptables que funciona como una solución accesible para zonas rurales es el de tipo bolsa o tubular (figura 1), el cual se compone de una bolsa de materiales como polietileno el cual envuelve una cámara tipo zanja de varios metros cúbicos en la que ingresa el residuo con un alto contenido de humedad, es de tipo continuo por lo que la materia prima de ingreso sale de manera constante después de un tiempo de retención dentro del sistema pero con características diferentes a la salida.

El objetivo de este trabajo es diseñar un biodigestor anaeróbico tipo tubular para la obtención de biogás y abono a partir de estiércol bovino a según de los parámetros de diseño del mismo.

Fuente: (Martí, 2008)

Figura 1. Esquema de un biodigestor anaeróbico tubular.

Metodología

Con el fin de generar el diseño de un biodigestor anaeróbico de tipo tubular se realizó una investigación bibliográfica sobre los parámetros y criterios de diseño requeridos para biodigestores tubulares de bajo costo, de acuerdo a esto se siguieron en este trabajo los métodos descritos por el físico ecuatoriano Jaime Martí Herrero en el manual “Biodigestores familiares. Guía de diseño y manual de instalación”. Documento realizado en Bolivia en conjunto con el grupo Cooperación Técnica Alemana (GTZ) y el Programa de Desarrollo Agropecuario (PROAGRO).

A partir de esta metodología se determinaron los parámetros de diseño del biodigestor tubular según las condiciones propias del sitio requerido (25 °C de temperatura ambiente) y con estos se elaboró el diseño del mismo para la obtención de un caudal de biogás diario de 1,25 m3, también se calcularon las cantidades de biomasa requeridas para la operación del biodigestor y se definieron los parámetros operacionales para un adecuado funcionamiento del biodigestor.

Determinación de los parámetros de diseño del biodigestor

El diseño del biodigestor depende directamente la temperatura ambiente (TAMB) del sitio pues ésta define el tiempo de retención hidráulica (TRH) que el desecho