Ramiro Antonio Alfaro MéndezBIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL El biogás como energía renovable, tanto en términos de producción energética como por lo que al cuidado medioambiental se refiere, despierta actualmente un creciente interés en todo el mundo. Este hecho se acentúa con especial intensidad si nos referimos a la producción de biogás a partir de la descomposición de residuos orgánicos en vertederos, lo cual supone una significativa generación de electricidad y calor, al mismo tiempo que se reduce el llamado efecto invernadero. A comienzos de 1866, un alumno de Pasteur, Bechamp, fue uno de los primeros en demostrar concluyentemente que la formación de metano es un proceso biológico. En 1875 Popoff agregó, por primera vez, materiales celulósicos a los Iodos fluviales (fangos) con fines de fermentación y pudo producir hidrógeno y metano. 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. En 1901, Schengon, describió más detalladamente las características morfológicas de las metanobacterias y surgió un concepto relativamente claro de su capacidad de conversión. En 1916, Omelianskii aisló por primera vez un linaje de metanobacterias. nitrógeno (N2). oxígeno (O2) y sulfuro de hidrógeno ( H2S). conocida como "biogas" y a una suspensión acuosa o "lodo" que contiene los componentes difíciles de degradar y los minerales inicialmente presentes en la biomasa. conteniendo pequeñas proporciones de otros gases como hidrógeno (H2). . Es una fermentación microbiana en ausencia de oxígeno que da lugar a una mezcla de gases (principalmente metano y dióxido de carbono). Se llama biogas a la mezcla constituida por metano (CH4) en una proporción que oscila entre un 50% a un 70% y dióxido de carbono (CO2). TEMPERATURA ACIDEZ CONTENIDO EN SÓLIDOS NUTRIENTES TÓXICOS . se retardará su crecimiento.8 ml. . Sólo pueden usar como sustrato los compuestos orgánicos e inorgánicos más sencillos. en el sustrato de fermentación llega a 0. Son muy sensibles al oxígeno y a los óxidos. cuando el contenido de oxígeno.. Crecen con bastante lentitud. c) Según las etapas de fermentación Fermentación en una sola etapa. Fermentación en dos etapas y más. Fermentación semicontinua. Fermentación Mesofilica. . b) Según la temperatura para la producción de biogás. Fermentación a temperatura ambiente. Fermentación Termofílica.a)Según la forma de alimentación: Fermentación continúa. Fermentación por lotes. ESPECIE Cerdos Vacunos Equinos Ovinos PESO VIVO kg ESTIERCOL/día l/kg.70 65 65 63 FUENTE: Instituto de Ingeniería Rural I. Residuos de origen animal.V. Plantas acuáticas.A.S.6 25 -40 12 . %CH4 50 400 450 45 4.T.550 90 . Residuos de cosechas. Residuos agroindustriales. Residuos de origen humano.5 .310 65 .310 200 .16 2.N.300 90 .5 340 . . Mantillo forestal. . "La bioenergía como catalizador de desarrollo sustentable". (2006).750 2. .875 Biogás Vapor Electricidad 49 266 Estiércol y residuos de maíz Biodigestor semiindustrial 1.925 Fuente: Red Mexicana de Bioenergía.939 Biogás Vapor Electricidad 15 266 53.638 (18MW) 51.271 (36 MW) 72. Materia Prima Tecnología (a) Escala (m3/año) Costos de inversión (US) (b) Costo unitario (US/MW) (c) Productos obtenidos Costo producto (US/MWh) (b) Estiércol y orina Biodigestores de geomembrana de PVC 24 100 ND Biogás ND Estiércol y orina Biodigestores de polietileno de invernadero 24 33 ND Biogás ND Estiércol Biodigestor semiindustrial 24.TIPO DE RECURSO Y TECNOLOGÍA PARA LA OBTENCIÓN DE BIOGÁS.825 146.158 (50 MW) 66.856 Biogás Vapor Electricidad 16 202 Estiércol y residuos de alimentos Biodigestor semiindustrial 2. mientras se ejecutan las operaciones necesarias para introducir la materia orgánica en un medio que posea condiciones anaerobias.Fase ácida. 2. 3.Fase de transición. Se caracteriza esta fase por el paulatino descenso de las condiciones aerobias. Esta primera fase de descomposición microbiana de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos se realiza bajo condiciones aerobias.Ajuste inicial.SE DIVIDE EN CINCO FASES 1. comenzando la etapa anaerobia. presencia de oxígeno. hasta su completa desaparición. En esta fase se acelera la actividad microbiana iniciada en la fase anterior con la producción de cantidades significativas de ácidos orgánicos y pequeñas cantidades de gas de hidrógeno . Fase de fermentación del metano. se caracteriza por la conversión del ácido acético y el gas de hidrógeno. mucho menos activa en cuanto a la generación de gases se refiere. Fase de maduración. Esta fase. en CH4 y C02. Esta fase.4. 5. dominada por microorganismos que comienzan a desarrollarse hacia el final de la fase ácida. . estrictamente anaerobios y denominados metanogénicos. producidos por los formadores de ácidos en la fase ácida. viene caracterizada por una disminución de la humedad y la conversión del material biodegradable que anteriormente no estaban disponibles. RECOLECCIÓN Y ACARREO DEL ESTIERCOL . .. se la asegura con una abrazadera que luego se cubrirá con otra faja. Conexión de la boca de drenaje total del biodigestor a un tubo de PVC de 4”. fijado en el fondo de la caja de descarga Después de asegurar la manga con una faja de cámara de llanta. . calculamos la cantidad de mezcla estiércol-agua que se debe alimentar diariamente al biodigestor a partir del día 46: 9 m3 / 45 días = 0. se deberá alimentar diariamente el biodigestor. el cual se estima en clima cálido en 30 días y en clima frío en 50 días.2 m3/día = 200 L/día = 1 cilindro/día La mezcla estiércol-agua (1:5) se preparará como ya se ha indicado para cargar el biodigestor.A partir del día en que se alcance la máxima producción de biogás con la mezcla estiércol-agua cargada en el biodigestor al inicio. Asumiendo un tiempo de retención hidráulico de 45 días. . cuya finalidad es eliminar el H2S. CARGA DEL BIODIGESTOR Cartucho hecho con tubo de PVC de 2” y reducciones de 2“ a 1/2”. relleno con esponja de fierro. . de manera que la corriente de biogás no tenga olor a desagüe. . La rama de la “T” está sumergida 10 cm en el agua de la botella. “T” para regular la presión de biogás en todo el sistema de producción. 9. De aquí se conducirá el biogás mediante tubería de PVC de ½” hasta la sala de elaboración de productos.El balón de almacenamiento del biogás se colocará en un altillo sobre la poza del biodigestor. . . 13 m3 12 m de largo X 1.27 m de diámetro 1ml de grosor Gasómetro 1.57 m3 (5cm presión = 4:20 . . . . ESTIERCOL + AGUA + BIOGAS RESIDUOS DE COCINA + EFLUENTES DEL BAÑO EFLUENTE BIOSOL + BIOL . del agua. Producción de energía (calor. reducción en los costos de importación y protección ambiental. huevos de gusanos y moscas. Transformación de desechos orgánicos en fertilizante de alta calidad. Reducción en la cantidad de trabajo relacionado con la recolección de leña para cocinar (principalmente llevado a cabo por mujeres). Mejoramiento de las condiciones higiénicas a través de la reducción de patógenos. Ventajas ambientales a través de la protección del suelo. . del aumento en los ingresos y del aumento en la producción agrícola-ganadera. del aire y la vegetación leñosa. luz. Beneficios macro-económicos a través de la generación descentralizada de energía. electricidad) . reducción de la deforestación Beneficios micro-económicos a través de la sustitución de energía y fertilizantes. DESVENTAJAS PODER DE INVERSION DEL GANADERO COSTUMBRE DE ASISTENCIALISMO FALTA DE UN PROYECTO EXCLUSIVO EN BIODIGESTORES. VENTAJAS CLIMA POLÍTICA DE GOBIERNO REGIONAL NECESIDAD DE FERTILIZACIÓN DE PASTOS DE CORTE CULTIVO DE CAFÉ Y CACAO CON TENDENCIA A PRODUCCIÓN ORGÁNICA CULTIVO DE ARROZ . en ausencia de oxígeno. P. etc. agrícolas. residuos agrícolas o excedentes de cosechas. CO2. y en digestato.) y compuestos de difícil degradación. que es una mezcla de productos minerales (N. a residuos ganaderos. K. La digestión anaerobia puede aplicarse. estiércol. .). H2S. así como a los residuos de las industrias de transformación de dichos productos. y mediante la acción de un grupo de bacterias específicas. entre otros. etc. Entre los residuos se pueden citar purines. etc.La digestión anaeróbica es un proceso biológico en el que la materia orgánica. Ca. se descompone en productos gaseosos o “biogás” (CH4. H2. Esta tecnología contribuye sustancialmente a la conservación y el desarrollo.