martes, 20 de noviembre de 2012

Biodigestores en el Perú


BIOAGRICULTURA CASA BLANCA

Chacra ecológica de una hectárea, ubicada en el valle del rio Lurín, se ubica en el lote 20 del distrito de Pachacamac, a 35 Km al sur de Lima.

El biodigestor usado en Casa Blanca es un modelo chino de 10m3 de capacidad de carga semi-continua.Los biodigestores de Casa Blanca han sido construidos con ladrillo y cemento, el piso y la cúpula de concreto armado a fin de resistir la presión del biogás que allí se genera.
Cada uno de los Biodigestores en Casa Blanca utiliza los recursos naturales como el excremento de cuy así como desechos de las plantas como rastrojos de maíz (asentados aproximadamente 1 mes a unas temperaturas de 50 a 55°C), además se agrega el rumen fresco de ganado de vacuno que contiene las bacterias anaeróbicas.





http://gasdecuyisea.wordpress.com/2009/07/10/casa-blanca-alternativa-frente-al-calentamiento-global/

USO:

ACTIVIDADES PRODUCTIVAS

Casa Blanca se cultiva aproximadamente cien especies entre hortalizas y frutales, entre ellas se tiene la asociación del Cultivo Yuca-Pallar,  Cultivo de maíz chala (sirve de alimentos a los cuyes), entre otros como la grosella, chicho, muña, uvas, etc. Todos estos cultivos son irrigados con el agua proveniente  de la Cuenca del Rio Lurín y de su napa freática.  

ACTIVIDAD PECUARIA

El cuy es un mamífero roedor muy importante en Casa Blanca debido al aporte nutritivo que tiene como ingesta de carne, y más importante es un animal que tiene un estiércol muy rico en nitrógeno  el cual es utilizado en el Biodigestor, el cual es usado en las cocinas del lugar, donde con el uso de un generador  en cual se modifico el carburador ha sido modificado para que funcione con biogas, produciendo electricidad.


http://gasdecuyisea.wordpress.com/2009/07/10/casa-blanca-alternativa-frente-al-calentamiento-global/

ABONOS ORGANICOS

Se genera compost liquido el cual es el biol (medio anaeróbico en biodigestor) y compost solido (medio aeróbico) en una compostera; el biol utiliza como principal insumo el estiércol de cuy, donde estos también pueden variar, además tiene un bajo costo y ayuda a mejorar el cultivo donde también les sirve de soporte al tener mayor eficiencia contra el ataque de plagas y enfermedades.



PROYECTOS BIOGAS UNALM

PRODUCCION DE BIOGAS Y BIOABONO MEDIANTE DIGESTION ANAEROBICA

Esta producción se dio  gracias a una investigación llevada en el campus de la Universidad Agraria  la Molina (UNALM), en la parte exterior del Laboratorio de Ingeniería Ambiental, la cual tuvo un periodo de duración de 6 meses, la cual comenzó el 15 de Julio del 2011 hasta el 15 de Enero del 2012, donde para la producción del Biogas y Bioabono se siguió un proceso por etapas en la investigación, las cuales fueron:
§  Construcción de Biodigestores.
§  Análisis de Humedad, Carbono y Nitrógeno.
§  Elaboración de pre compost.
§  Cargador de Biodigestores.
§  Fase experimental (levantamiento de datos).
§  Análisis de laboratorio y redacción del trabajo de investigación.

Los digestores utilizados para la producción del biogás y bioabono fueron del TIPO BATCH de 80lts.
Para la salida del Biol se utilizaron niples, empaquetaduras y un adaptador. Para la salida del biogás se utilizaron niples, tuercas de bronce y un adaptador universal. Donde para evitar que se escape el producto, se utilizó teflón y posteriormente un sellado con silicona negra, para evitar las fugas. Para el almacenaje del gas se utilizaron flotadores, mangueras para gas y sus respectivos accesorios como adaptadores y abrazaderas.

BIODIGESTOR DEL COMEDOR UNALM EN UN BIODIGESTOR SEMI-CONTINUO

El trabajo se realizó en: Calle Buenos Amigos s/n Distrito de Santa Anita y en la unidad del Centro Modelo de Tratamiento de Residuos (CEMTRAR) de la Universidad Agraria la Molina (UNALM), donde en el primer lugar se realizó la adecuación del biodigestor y en el segundo lugar la fase experimental.
La construcción de los biodigestores se construyó en 2 tanques de polietileno de forma cilíndrica levemente cónica.


HACIENDA LA CALERA


La granja LA CALERA, ubicada en la provincia de Chincha. Región Ica. Basada en su experiencia agrícola de 38 años y su alta tecnología de producción, se caracteriza debido a su actividad principal la cual es la producción de huevos con aproximadamente 4 millones de gallinas, así como la producción de frutas.
La hacienda cuenta con diferentes unidades de producción (Molino, Fábrica de Cartón, Fab. Aceite de Pescado, Incubadora, Biodigestores)


La Calera cuenta con cuatro biodigestores. Dos de 750m3 y 1500m3, operativos desde hace 10 años, y dos construidos en el 2010 de 3000m3 de capacidad cada uno, como parte del Proyecto Biodigestores La Calera, que implicó mejoras considerables en la gestión del guano y la mejora y modernización de todo el sistema de biogás con la introducción de sistemas de monitoreo, seguridad y control de última tecnología.
Los primeros dos biodigestores con los que cuenta son  BIODIGESTORES LIPP y EISELE


                      ·         El  primer Biodigestor (LIPP) 750m3 (1997).
·         El segundo Biodigestor (EISELE) 1500m3 (1999)

La alimentación de estos biodigestores es con la producción diaria de excremento la cual es aproximadamente de 155 toneladas (gallinaza), donde alrededor de 100 toneladas se destinan a los biodigestores. Aproximadamente 27 toneladas diarias de guano se mezclan con agua y se almacenan en lagunas abiertas para producir biol para plantaciones de árboles de frutas.

USO:


·      En La Calera aproximadamente se producen diariamente 6600m3 de biogás por día, donde este biogás es destinado principalmente para el uso en la crianza de las gallinas, proporcionándoles calor a los bebes de que se crían en forma permanente en la granja, y usado para el funcionamiento de los hornos de secado de la fábrica de cartón.
·   El Biosol es empleado como abono para suelos agrícolas y/o como fuente de calcio y fosforo en las raciones de alimentación de las gallinas de la granja, el biol también sirve como fertilizante orgánico por lo que es inyectado al sistema de riego presurizado de los campos agrícolas.




PROYECTO BIOSINERGIA

Es un proyecto que fue gracias a la cooperación Holandesa (SNV) a través de su proyecto BIOSINERGIA (2010-2012) que se ejecuta con Soluciones Prácticas y el Gobierno Regional de San Martin, para la generación eléctrica n comunidades aisladas de la Amazonia Peruana a partir del biogás generado por sus residuos agrarios.

PROVINCIA DE SANTA ROSILLO, Municipalidad de Huimbayoc.


Los 2 biodigestores con los que se cuenta capacidad de 75m3 cada uno para la generación de biogás, el cual la alimentación de los biodigestores  será de estiércol del corral comunal, además de algunos residuos orgánicos tales como; plátano, cacao, entre otros.

  


*       USO:

ü  El biogás se utilizara para la generación de energía eléctrica mediante un sistema de generadores.
ü  El biol se aplicara para aumentar la productividad de los cultivos y pastos en la comunidad.











lunes, 19 de noviembre de 2012

Problematica


Uno de los problemas existentes en los biodigestores es la poca continuidad del uso de estos.
En 1980 la ITINTEC (INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN TECNOLÓGICA INDUSTRIAL Y DE NORMAS TÉCNICAS.) se unió junto a la  UNC (Universidad Nacional de Cajamarca) para así iniciar el programa de difusión de biodigestores      modelo chino.
En ese mismo año la UNICEF instalo en Huaraz un biodigestor modelo hindú  con capacidad de 9 mᶟ, luego de esto varias instituciones se interesaron y comenzaron a construir digestores(los cuales lamentablemente  la mayoría esta en desuso).
En 1983 el equipo de desarrollo de Cajamarca EDAC-CIED se aunó a esta iniciativa de difusión e investigación, principalmente en el norte del Perú.
De toda esta campaña de difusión, la UNC dirigió la construcción de 47 plantas de biogás, se tenia registro que hasta el 2007 solo funcionaban 3 plantas, el resto se encontraban malogradas y en desuso.
Son pocas las plantas que aun se encuentran en funcionamiento y esas son:

·         Finca bioagricultura casa blanca (con capacidad de 10 mᶟ)
·         En Tingua departamento de Huaraz  (con capacidad de 8 mᶟ)
·         Planta industrial del fundo la calera en Ica, los cuales cuanta con 2 plantas ( de 700 mᶟ y de 1500 mᶟ)

A pesar de todos los esfuerzos realizados por las instituciones para el mayor uso de los biodigestores para la obtención de energía limpia y reducir la contaminación ambiental, estos no tuvieron mucho existo ya que en el Perú no se cuentan con muchos biodigestores.
En este sentido Europa esta mucho mas desarrollado notablemente (ver cuadro 1).
Plantas de biogás en terrenos agrícolas en Europa
País
Plantas
TW.h por año
Porcentaje
Austria
~100
~0,103
8,2
Alemania
~600
~0,618
49,1
Dinamarca
40
0,270
21,4
Resto CE  y suiza
~260
~0,268
21,3
Total
~1000
1,259
100,00

Fuente: curso manejo sustentable de residuos industriales y agroindustriales.
Problemas en salubridad

El proceso de biodigestion anaerobia reduce considerablemente los NMP (numero mas probable) de coliformes, pero el número de colonias todavía es considerado elevado, esto acarrea  problemas de contaminación si se evalúa la posibilidad de descarga a los cuerpos de agua. El efluente debe ser procesado como un agua residual, por eso  es recomendable instalar una laguna de estabilización en el punto de desfogue del efluente del biodigestor, de esta manera en un periodo de 10 a 13 días el NMP de coliformes llegara a cero.

En el caso de una falla en la estructura del biodigestor, ocasionaría fuga de gases, y un componente de  l biogás es el H₂S que reacciona fácilmente con los glóbulos rojos de la sangre, de entrar en contacto los glóbulos rojos no pueden cargar oxigeno en el pulmón. La persona que inhalo mucho biogás, puede asfixiarse, hay que tener en cuenta que después de haberlo inhalado algunos minutos, ya no se nota el olor característico, un 30% de inhalación causa desmayo  y un 70% de inhalación causa la muerte. Se recomienda la adecuada ventilación de los ambientes en el cual se encuentra los biodigestores.

domingo, 18 de noviembre de 2012

Deficiencias


En el proceso de biodigestión el producto obtenido es el biogás, y este posee un poder calorífico menor al del butano o propano, esto implica un mayor tiempo decocción que cuando se hace con gas natural o de balón domestico.
Equivalente energético
1000 l (1 mᶟ) de biogás equivale:
madera
1.3kg
Bosta seca
1.2 kg
Gasolina
0.75l
Alcohol
1.1 l
Gas natural
076 mᶟ
Energía eléctrica
1.43 KW






Fuente: ITINTEC (1983)


El biogás obtenido es de uso directo y fácil de lograr con una eficiencia de 55 % aprox.
Pero para lograr esto se deben implementar quemadores especiales para su uso, se usa en el alumbrado, el biogás proporciona una intensidad de luz q es aproximado al de un foco de 50-80 watts (Vela y Carrión 1983) ,1 mᶟ de gas alcanza de 6 a 8 horas de luz utilizando inyectores de gas de 1 mm de diámetro).
El biogás usado para la refrigeración se usa en refrigeradoras a kerosene,  en Las que solo se cambia el mechero a kerosene por un quemador a biogás.
En motores de combustión (a gasolina o diesel) pueden operar  a biogás con eficiencia de 20-25% con compresión de 8:1 de metano aire, en motores de gasolina, y  con una eficiencia de 25-30% con una compresión de 15:1, en motores diesel
El uso de biodigestores reduce la contaminación, pero no logra cubrir las expectativas energéticas, ya que el biogás no posee un alto poder calorífico en comparación con otras fuentes de energía .

El biogás en comparación con otros combustibles
Combustible
Unidad (e)
Poder calorífico
El uso
Eficiencia (n)
Poder calorífico usable
Equivalente gas (1 mᶟ/e)
1 mᶟ biogás (e/ mᶟ)

Biogás

   mᶟ

5,96
Cocinar
55%
3,28
1
1
Alumbrar
3%
0,18
1
1
motor
24%
1,43
1
1
Propano
Kg
13,9
Cocinar
60%
8,34
2,54
0,4
Diesel
Kg
lt

12,0
Cocinar
50%
6,0
1,83
0,6
Motor
30%
4,0
2,80
0,36

electricidad

Kwh

1
Cocinar
67%
0,67
0,20
5,0
Alumbrar
9%
0,09
0,50
2,0
motor
80%
0,80
0,56
1,8
Butano



Kg
13,6



cocinar
60%
8,16
2,5
0,4
Leña
5,0
12%
0,60
0,18
5,6
Carbón de piedra
9,0
25%
2,25
0,69
1,5
Carbón de leña
8,0
25%
2,0
0,61
1,64
Estiércol de vacuno
2,5
12%
0,30
0,09
11,11

El biodigestor requiere de un espacio libre ubicado entre la zona de recolección de excretas y la vivienda, el uso de biodigestores se vuelve una desventaja cuando no se posee una adecuada fuente continua de agua, ya que las excretas se deben fermentar con cierta cantidad de agua (proporción 1:3).
Además se debe poseer una fuente diaria de excretas para poder alimentar el biodigestor, lo cual implicaría que el dueño de un biodigestor se dedique a la crianza de animales y a la siembra para poder aprovechar el biol, y para poder hacer todo eso significaría poseer un gran espacio disponible de terreno, además de poseer personal asignado(no se necesita personal con altos conocimientos, pero si capacitados para las labores) puesto que el biodigestor tiene que alimentarse diariamente, el cual implica la vertida de agua y la limpieza de los corrales para poder usar las excretas, para poder usar la mayor cantidad de excretas se debe enjaular a los animales o ponerlos en establos para que la recolección de sus excretas sea máxima y de una forma rápida.
Otra desventaja es el tiempo que tendría q esperarse para poder obtener los productos del biodigestor, además se pone énfasis en lo q quiere recolectarse, ya que a tiempos cortos de retención, se obtiene mayor cantidad de biogás y un residuo de baja calidad, en tiempos largos de retención, se obtiene menor cantidad de biogás, y un residuo de alta calidad para la agricultura.
Se deben controlar factores como la temperatura, se debe obtener una temperatura cercana a los 35°c, de no ser así la producción de biogás se vera afectada, para ese caso se debe buscar una forma de calentar el contenido del biodigestor, las bacterias mesofilas completan su ciclo biológico en un rango de 15 a 40°c con una temperatura óptima de 35°c, las termófilas completan su ciclo biológico de 35 a 60°c con una temperatura óptima de 55°c.
No se pueden usar excretas o desperdicios que hayan tenido contacto con desinfectantes (ya que matarían a las bacterias encargadas de la biodigestión), tampoco se podría usar animales que hayan sido recientemente desparasitados, pues en sus excretas hay altas dosis de antibacteriales.
De no contar con medidas adecuadas de seguridad, se puede correr riesgo de explosión, especialmente con los que son fabricados de plástico, pues pueden ser fácilmente cortados y quedar inutilizados, fabricar un biodigestor de otros elementos es mas durable y confiable, pero esto implica un costo mas elevado para su fabricación(dependiendo del modelo puede variar de 200 a $300) 

Productos Obtenidos de los Biodigestores

BIOGAS

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 metanogénicas, etc.), y otros factores, en ausencia de aire (esto es, en un ambiente anaeróbico). Cuando la materia orgánica se descompone
en ausencia de oxígeno, actúa este tipo de bacterias, generando biogás.
Se llama biogás a la mezcla constituida por metano (CH4) en una proporción que oscila entre un 50% a un 70% y dióxido de carbono (CO2), conteniendo pequeñas proporciones de otros gases como hidrógeno (H2), nitrógeno (N2), oxígeno (O2) y sulfuro de hidrógeno ( H2S).

Fuente: www.coplastgroup.com

BIOL

El Biol es el afluente líquido que se descarga de un digestor como resultado de la descomposición anaeróbica de la materia orgánica (Estiércol de animales de granja y leguminosas), el cual aparece como residuo líquido sobrenadante resultantes de la fermentación metanogénica de los desechos orgánicos. El término biol es ampliamente aceptado por la Red Latinoamericana de Energías Alternativas. Es un fitoestimulante, debido a su composición orgánica, rica en fitohormonas promotoras activas que estimulan el desarrollo, el aumento y fortalecimiento de la base radicular, el follaje, mejora la tasa fotosintética, la floración, activa el vigor y poder germinativo de las semillas. Su acción sinérgica se traduce en aumentos significativos de las cosechas a bajos costos.
Fuente: Solucionespracticas.org.pe


Nota: Los valores de esta tabla puden variar en funcion de los elementos organicos que se incorpora al biodigestor, además de las diferentes proporciones



BIOSOL

El biosol es un fertilizante orgánico de liberación lenta donde los nutrientes se fija a la sustancia orgánica y puestos a disposición de las plantas por los organismos del suelo. Basado en la aplicación profesional, no hay estrés nitrato de esperar en el agua subterránea. Esto es confirmado por el Instituto de Microbiología de la Universidad de Innsbruck. De acuerdo con la regulación de la UE, Biosol se le permite ser utilizado en la agricultura ecológica. Además, anualmente se Biosol comprobado y certificado por Austria Bio Garantía.

COMPONENTE
UNIDAD
BIOSOL
Contenido de humedad
%
83.46
Materia orgánica
%
60.33
C.E
dS/m
5.61
PH

7.6
Nitrógeno
%
2.71
Fosforo
%
1.62
Potasio
%
2.80
Calcio
%
3.49
Magnesio
%
2.26
Sodio
%
0.30
Azufre
%
0.30
Boro
Ppm
64.0

Composición química de una muestra de biosol              

Composición del biogás

Características del biogás
CH₄
Metano
CO₂
Anhídrido carbónico
H₂S
Sulfuro de hidrogeno
Otros
Proporciones % volúmenes
50-70
27-44
1,5-2
3
                                                                                




Fuente: www.coplastgroup.com