Universidad Nacional de Río Negro

BIODIGESTORESCarrera: Lic. En Ciencias del AmbienteCatedra: Microbiología Profesor: Vet. Sergio Damián Abate

Alumnos: Jeremías Arauz Pablo Manuel Ulrich

Fecha de entrega: 18/05/15

Biodigestores

Índice

Introducción……………………………………...03

¿Qué es el biogás?..........................................03

¿Qué es el bioabono?.....................................03

Importancia de los biodigestores…………….04

Consideraciones………………………………...05

Etapas intervinientes de la digestión………..06

Tipos de biodigestores…………………………08

Ventajas…………………………………………..15

Desventajas………………………………………17

Síntesis……………………………………………18

Material de referencia…………………………..19

Introducción

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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- no se incluyen cítricos ya que acidifican-, etc) 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 fenómeno de indigestible ocurre porque existe un grupo de microorganismos bacterianos anaeróbicos presentes en el material fecal que, al actuar sobre los desechos orgánicos de origen vegetal y animal, producen una mezcla de gases con alto contenido de metano (CH4) llamado biogás, que es utilizado como combustible.

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. Han de ser diseñados de acuerdo a su finalidad, a la disposición de ganado y tipo, y a la temperatura a la que van a trabajar. Un biodigestor puede ser diseñado para eliminar todo el estiércol producido en una granja de cerdos, o bien como herramientas de saneamiento básico en un colegio. La producción de biogás por descomposición anaeróbica es un modo considerado útil para tratar residuos biodegradables, ya que produce un combustible de valor además de generar un efluente que puede aplicarse como acondicionador de suelo o abono genérico.

¿Qué es el Biogás?

Son gases resultantes de un conjunto de procesos digestivos logrados por microorganismos anaerobios estrictos y facultativos.

¿Qué es el Bíoabono?

En  la  actualidad existe interés  en la búsqueda  de  alternativas  al  uso  de  agroquímicos, ya que los fertilizantes químicos nunca podrán sustituir a los abonos naturales, por las grandes desventajas que  estos presentan al alterar los ecosistemas naturales  en favor de la aparición de un  conjunto de organismos no deseables en la agricultura y en desmedro de la flora natural; quienes cumplen un rol determinante en el reciclaje natural de la materia orgánica, por lo tanto se utiliza éste bioabono que es la generación de abono natural por descomposición de materia orgánica rica en nutrientes útiles para las plantas.

Importancia de los biodigestores

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-  Al depositar los residuos en un depósito hermético, se soluciona decididamente el problema de los insectos, la rotura de bolsas de residuos por parte de perros, gatos y aves carroñeras.

-  En una mayor escala se evita la contaminación en los sitios urbanos y más importantes aún, se evita la contaminación de las napas de agua.

-  Si nos referimos específicamente al campo, se eliminan en un 80% los olores indeseables provenientes de las heces animales y el guano en los criaderos de pollos, con el importante valor agregado de la drástica reducción de las enfermedades causadas por roedores e insectos que se alimentan de este tipo de residuo.

-  Dado que el deterioro del medio ambiente ha venido creciendo cada vez más, urge buscar alternativas de reciclaje del estiércol de los animales, principalmente el proveniente de los cerdos, el que por sus componentes tiene mayor poder contaminante y es más difícil de degradar.

-  Los biodigestores son una alternativa para integrar las excretas y otros residuos orgánicos de la granja a los sistemas de producción, ya que normalmente éstos se pierden, se mal utilizan o se convierten en contaminantes del medio ambiente y, por consiguiente, en un peligro para la salud de las plantas, animales y del mismo hombre.

-  A través de esta tecnología que procesa el estiércol de los animales, se puede producir combustible (biogás) y abono orgánico (efluente). Este último es un fertilizante de alta calidad y de fácil aplicación, reduciendo así la contaminación generada por el estiércol que de otra manera quedaría expuesto a la intemperie o depositado directamente en el suelo junto a otros residuos generados en los sistemas agropecuarios, sin ser utilizados eficientemente.

-  Utilizando el estiércol se puede conseguir gas para toda la vida. Administrar adecuadamente los recursos naturales, transformar la materia prima, generar empleo, aprovechando los desechos. Aplicamos el principio de la sostenibilidad.

Consideraciones

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Se deben controlar ciertas condiciones, como son: el pH, la presión y temperatura a fin de que se pueda obtener un óptimo rendimiento.

La temperatura ambiente en que va a trabajar el biodigestor indica el tiempo de retención necesario para que las bacterias puedan digerir la materia. En ambientes de 30 °C se requieren unos 10 días, a 20 °C unos 25 y en altiplano, con invernadero, la temperatura de trabajo es de unos 10 °C de media, y se requieren 55 días de tiempo de retención. Es por esto, que para una misma cantidad de materia prima entrante se requiere un volumen cinco veces mayor para la cámara hermética en el altiplano que en el trópico.

Condiciones para la biodigestión

La temperatura es muy importante para la producción de biogás, ya que los microorganismos que realizan la biodigestión disminuyen su actividad fuera de estas temperaturas. La temperatura en la cámara digestiva debe ser entre los 20º C y 60º C; para optimizar el tiempo de producción es deseable mantener una temperatura entre los 30º C y 35º C.

El nivel de acidez determina como se desenvuelve la fermentación del material orgánico. El pH del material debe tener un valor entre 6.5 y 7.5. Al estar fuera de este rango neutro la materia orgánica corre el riesgo de pudrirse, ya que se aumenta la actividad relativa de los microorganismos equivocados; esto normalmente produce un olor muy desagradable.

El contenedor debe de estar perfectamente sellado para evitar que entre el oxigeno y de esta manera tener un procedimiento anaeróbico adecuado; también evita fugas del biogás.

Debe de contener entre el 80% y 90% de humedad.

Los materiales más comúnmente utilizados para producir biogás son el estiércol de vaca, caballo, puerco y humana, sin embargo también se pueden otros materiales orgánicos.

Para lograr una descomposición eficiente, la materia orgánica debe de ser en tamaños digeribles pues entre más chica más rápida la producción del biogás.

Se deberá tener un equilibrio del carbono y el nitrógeno.

Contenido de sólidos: La movilidad de las bacterias metano génicas dentro del sustrato se ve crecientemente limitada a medida que se aumenta el contenido de sólidos y por lo tanto puede verse afectada la eficiencia y producción de gas.

Estructura general de un biodigestor.

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. 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).

Existen muchas variaciones en el diseño del biodigestor. Algunos elementos que comúnmente se incorporan son:

Cámara de fermentación: El espacio donde se almacena la biomasa durante el proceso de descomposición.

Cámara de almacén de gas: El espacio donde se acumula el biogás antes de ser extraído.

Pila de carga: La entrada donde se coloca la biomasa.

Pila de descarga: La salida, sirve para retirar los residuos que están gastados y ya no son útiles para el biogás, pero que se pueden utilizar como abono (bioabono).

Agitador: Desplaza los residuos que están en el fondo hacia arriba del biodigestor para aprovechar toda la biomasa. Los objetivos buscados con la agitación son: remoción de los metabolitos producidos por las bacterias metanógenas, mezclado del sustrato fresco con la población bacteriana, evitar la formación de costra que se forma dentro del digestor, uniformar la densidad bacteriana y evitar la formación de espacios “muertos” sin actividad biológica.

Tubería de gas: La salida del biogás. Se puede conectar directamente a una estufa o se puede transportar por medio de la misma tubería a su lugar de aprovechamiento.

Gasómetro: donde se almacena el gas que no es utilizado

Etapas intervinientes de la digestión

Veamos ahora las diferentes etapas intervinientes y sus principales características.

Fase de hidrólisis: Las bacterias de esta primera etapa toman la materia orgánica virgen con sus largas cadenas de estructuras carbonadas y las van rompiendo y transformando en cadenas más cortas y simples (ácidos orgánicos) liberando hidrógeno y dióxido de carbono.

Este trabajo es llevado a cabo por un complejo de microorganismos de distinto tipo que son en su gran mayoría anaerobios facultativos.

Fase de acidificación: Esta etapa la llevan a cabo las bacterias acetogénicas y realizan la degradación de los

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ácidos orgánicos llevándolos al grupo acético CH3-COOH y liberando como productos Hidrógeno y Dióxido de carbono.

Esta reacción es endoexergética pues demanda energía para ser realizada y es posible gracias a la estrecha relación simbiótica con las bacterias metanogénicas que substraen los productos finales del medio minimizando la concentración de los mismos en la cercanía de las bacterias acetogénicas. Esta baja concentración de productos finales es la que activa la reacción y actividad de estas bacterias, haciendo posible la degradación manteniendo el equilibrio energético.

Fase metanogénica: Los microorganismos intervinientes en esta etapa pertenecen al grupo de las arqueas y poseen características únicas que las diferencian de las bacterias, se cree que pertenecen a uno de los géneros más primitivos de vida colonizadoras de la superficie terrestre.

La transformación final cumplida en esta etapa tiene como principal substrato el acético junto a otros ácidos orgánicos de cadena corta y los productos finales liberados están constituidos por el metano y el dióxido de carbono.

TIPOS DE BIODIGESTORES

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Biodigestores

JUN23TIPOS SEGÚN SU FORMA DE OPERACIÓN Y FRECUENCIA DE CARGA

En el esquema superior podemos ver una clasificación de Biodigestores, en función a su frecuencia de cargado, ósea la frecuencia con la que se introduce materia a descomponer. Cada uno posee diferentes ventajas y desventajas.

·         Semi-continuo: Se cargan en lapsos cortos de 12 horas, 1 vez al día, o cada dos días, se utiliza cuando la disponibilidad de materia orgánica es constante. Los principales, son el Hindú, Chino, y Taiwanés, cada uno con ventajas y desventajas, según si se quiere aprovechar más el gas, o el biol, si se quiere usarlo para fines sanitarios o de producción, diversas ventajas que veremos más adelante.

·         Continuo: Se cargan continuamente, tienen la finalidad de tratamiento de aguas negras, así como de producción a gran escala. Como requiere el uso de alta tecnología para su control, es utilizado a nivel industrial.     Discontinuo: Se cargan una sola vez y se retira cuando ya se ha dejado de producir gas, solo entonces se renueva de materia orgánica. Se usa cuando la disponibilidad de materia orgánica es limitada o intermitente Esta clase de biodigestor, se carga(o se llena) una vez, y se descarga el contenido digerido, una vez que finaliza el proceso de fermentado, ósea, cuando deja de producir gas. Tiene un solo orificio para la carga y descarga. La duración de la fermentación varía entre 2 a 4 meses, dependiendo del clima ya sea este cálido, templado, frio, etc; ya que la temperatura afecta directamente la velocidad de reacción dentro del reactor.Como este sistema de biodigestor tiene a la materia de principio a fin confinada, no hay sostenibilidad en la producción de biogás. Un ejemplo de biodigestor de este tipo es el de

·         OLADE de Guatemala

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                        Digestores SemicontinuosDe los más comunes en áreas rurales, estos biodigestores se cargan o alimentan diariamente, con una carga relativamente pequeña en comparación al total contenido en el biodigestor a la vez que se saca de la cámara de descarga un volumen igual de líquido, para con ello mantener el volumen constante.La producción de biogás es generalmente permanente, debido al constante suministro de nutrientes para las bacterias metanogénicas, responsables de generar el gas.El único factor limitante sería la disponibilidad de agua, ya que la carga entrante debe ser en promedio de 1:4 material.

Los biodigestores semicontinuos poseen en general·         Hueco de entrada principal para primer gran llenado del BD (excepto en el Taiwán)·         Hueco de Entrada de material·         Hueco de Salida: para remover periódicamente el material degradado: biol+biosol·         Hueco de salida del gas, o cúpula móvil, dependiendo del modelo (aquí fluye o se

almacena el gas)

Estos sistemas permiten retirar sustrato ya fermentado por el canal de salida y añadir nueva materia orgánica por el canal de entrada (sin destapar la boca central) que al descomponerse generara nuevo gas. Estos digestores se adaptan bien para tratar material blando, como estiércol de origen pecuario e inclusive humano, materia celulósica, etc. Pre fermentado (condición no determinante, pero muy influyente)

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Tipo Chino (de Campana/cúpula/domo fija)El modelo más extendido, debido a su durabilidad, fácil manejo, funcionabilidad y seguridad. Este diseño se originó en China y está ampliamente difundido ahí. Se trata de una cámara cerrada con sus respectivas cámaras de carga y descarga. La estructura puede ser construida de concreto armado,  ladrillos, piedra u hormigón y las paredes internas permeabilizadas con diferentes métodos (como aplicación de cemento mezclado con porcelana) para evitar fugas de líquido. Su larga vida útil, mayor a 15 años con un buen mantenimiento a veces no compensa su relativo alto costo, por eso que no se haya difundido tanto fuera de china(como Latinoamérica), donde su construcción es apoyada por política nacional. Esta clase de digestor (de cúpula o campana fija) almacena solamente un pequeño volumen del gas generado en el interior, por lo que necesita de un contenedor diferente construido para este gas producido (gasómetro).

El techo y el fondos son hemisféricos (o al menos el techo) y las paredes rectas. La superficie interior se sellada con muchas capas delgadas de mortero para conseguir firmeza. La tubería de la entrada es recta y extremos nivelados.  Se guarda el gas producido durante la digestión bajo y dentro del domo, ello crea fuerzas bastante altas y es por ello que la estructura debe hacerse hemisférica en la base y techo, ya que esta distribuye la presión en una mayor área. Se necesita materiales de muy buena calidad y recursos humanos costosos. Solo en China existen más de 5 millones de biodigestores y

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han funcionado perfectamente. Volvemos a destacar la larga vida de estos biodigestores (15-20 años) claro, con una limpieza sistemática.

 Tipo Hindú (de Campana/cúpula/domo Flotante)Este diseño consiste en una estructura vertical que dispone de:

-Reactor propiamente dicho, cuya estructura sea de ladrillo tanto paredes como fondo, aunque a veces se usa refuerzo en hormigón-Una campana o cúpula flotante (flotando en el líquido debido al biogás que retienen en su interior) de metal (como acero) o material resistente a la corrosión como plásticos reforzados, esta campana sube y baja dependiendo del volumen de gas que se va produciendo y se almacena es esta interface, por ello requiere de una varilla guía central o rieles laterales que eviten el rozamiento contra las paredes del reactor

-Dos zonas definidas conectadas al reactor: una para la carga de materia orgánica y otra para la descarga de biol-Una cámara hermética en la cual se genera condiciones de degradación anaeróbicas de la materia orgánica formando biogás y bio-abono (biol). Para permitir el ingreso de la materia orgánica y la salida del bioabono, se dispone de dos tubos PVC conectados al tanque de almacenamiento (reactor) con la zona de carga y descarga funcionales gracias al principio de vasos comunicantes

Un punto a favor es que no necesita de un contenedor externo (gasómetro) para almacenar el gas generado, y el gas se mantiene a una presión relativamente constante gracias al movimiento vertical del domo conforme la presión aumenta o disminuye, ello (estabilidad de presión entre 4 a 8 cm de agua) es muy ventajoso. 

Otro punto a favor sería una modificación del modelo en la cual se sustituye la campana flotante por una película de polietileno flexible y resistente, haciendo con esto que el costo baje y por ende sean más accesibles a la sociedad. El remplazo puede darse también por fibra de vidrio reforzado en plástico (FRP) que es resistente a la corrosión.

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El reactor se alimenta semi-continuamente como el biodigestor chino, a través de la tubería de entrada periódicamente cada 12 o 24 horas por ejemplo. 

Tipo salchicha (de Estructura flexible)La alta inversión que pedía construir un biodigestor de estructura resultaba una grave limitante para los pequeños granjeros por sus bajos ingresos. Esto motivó a unos ingenieros Taiwaneses en los años sesenta a diseñar biodigestores con materiales flexibles más baratos, locales y accesibles. Primero se utilizó  nylon y neopreno, sin embargo; estos demostraron ser algo costosos. Un paso mayor en los setenta era combinar PVC con el residuo de las refinerías de aluminio produciéndose así "el barro rojo PVC", y de ahí fue reemplazado por polietileno más barato y es el que se usa mayormente en América Latina, África y Asia. Desde 1986, el Centro para la Investigación en Sistemas Sustentables de Producción Agrícola (CIPAV), ha estado recomendando biodigestores de plástico económico como la tecnología apropiada por optimizar el uso de excrementos pecuarios, reduciendo con ello presión en otros recursos naturales. 

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En este digestor, el gas se va acumulando en la parte superior de la bolsa-reactor, parcialmente llena con materia orgánica en fermentación, la bolsa se va inflando lentamente con una presión baja.

Este biodigestor presenta los siguientes componentes: 

Tubo de entrada: es un tubo de plástico de 20 a 30cm de diámetro, que se utiliza  para la inserción de materia orgánica y se dirige hacia adentro del reactor  15 cm de profundidad.

Reactor/Fermentador/bolsa de almacenamiento: Es el principal componente del biodigestor, el reactor, una bolsa en la que se almacena la materia orgánica y se dan los procesos de fermentación. Su tamaño varía dependiendo de la cantidad de material a fermentar, sin embargo este no puede ser muy grande, si hay necesidad de procesar mucho material, se procederá a conectar cámaras múltiples ya que no se pierde el área superficial eficiente necesaria, aunque puede resultar más costoso quitándole a este modelo su atractivo económico. El biodigestor debe estar aislado y contener un sistema de calentamiento y agitación. Para calentarse se recubre por encima de 60 cm con una estructura simple de plástico a modo de invernadero, ello prevendrá de cambio s drásticos de temperatura y la mantendrá en el nivel deseable, así como también la construcción de una pared de tierra a los costados para evitar el enfriamiento del biodigestor, o semi-enterrarlo para el mismo fin, dependiendo de las condiciones del suelo. El gas producido por el digestor puede almacenarse en un espacio añadido al digestor o conducirse independientemente a otra instalación de almacenamiento, cerca de la cocina, calefactor a usarse.

Tubo del afluente: el diámetro de este tubo plástico debe ser entre 10 a 15 cm, localizado por debajo del tubo de entrada en el lado opuesto del digestor, generando así una pendiente que proporcione el gradiente necesario para que fluya naturalmente y con facilidad a la hora de descargar el producto digerido, y también sumergido por debajo de 15 cm del fermentador, para así prevenir el escape de gas a la hora de descarga ,

Tubo de metano: este tubo, se ubica en la parte superior de la bolsa de almacenamiento de metano, de 5 cm de diámetro, se utiliza para transportar el biogás a su lugar de uso, el tubo debe estar conectado a una salida sumergida en agua para que absorba la humedad condensada producto de la metanogénesis y también es importantísimo que se conecte a un filtro absorbente de sulfuro de hidrógeno (producto también de la metanogénesis) que puede ser de virutas de hierro y u otros materiales. 

Dispositivo de seguridad: se utiliza para prevenir la ruptura del fermentador ocasionada por  las presiones altas del gas generado de la fermentación anaeróbica. Consiste en una botella plástica de al menos 10 cm de profundidad insertada la tubo de salida, cuando la presión del digestor es mayor a la del agua (ósea, la presión mayor a 10cm de agua), se liberará el gas. 

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Tubo de limpieza: el lodo sedimentado en el fondo del biodigestor debe ser removido cada dos años,  está la tubería sirve para evacuar estos lodos por bombeo,

Digestores ContinuosDe estos solo mencionaremos el de desplazamiento Horizontal, ya que biodigestores de régimen continuo como este, el de tanque múltiple y tanque vertical son de corte mayor, como industrial, comunal, y de grandes granjas. Requieren el manejo de mayor tecnología para el calentamiento del sustrato, control de la calidad del gas resultante, plantas enteras de desulfuración, grandes compresoras, cadenas de distribución, plantas de almacenamiento, antorcha de desfogue, etc. Así como un suministro muy constante de materia orgánica.

De desplazamiento HorizontalSon los que tienen una cámara de digestión alargada, con un perfil cuadrado, rectangular o en V, dependiendo de las características del terreno o conveniencia. En este diseño, los residuos se van degradando a medida que transitan a lo largo del biodigestor. Esta característica lo hace útil en el procesamiento y aprovechamiento de residuos y materiales que requieran un tratamiento prolongado, tales como excretas humanas ciertos desperdicios de sacrificio de animales, cierto material vegetal muy fibroso o difícil de degradar.

(*)Cabe resaltar que el biodigestor Taiwán, tubular puede clasificarse como de desplazamiento horizontal por su forma y desplazamiento del material, pero estamos tipificando según régimen de carga, por ende, semi-continuo.

Se utilizan generalmente para explotaciones agropecuarias que generan grandes cantidades diarias de residuos, como tambos, criaderos de porcinos, granjas de gallinas ponedoras en jaulas, establos de vacunos, etc; también sirven muy bien para pequeñas comunas que desean de estabilizar y neutralizar los residuos orgánicos municipales antes de verterlos al ambiente.

Para un biodigestor de desplazamiento horizontal de pequeña escala, se recomienda, por cuestiones de diseño, con volúmenes mayores a los quince 15 m3aproximadamente; pues  la excavación de un pozo en forma vertical puede resultar problemática, si es que el nivel de la napa freática está muy cercana a la superficie y puede aparecer demasiada humedad. El agua circula en “flujo pistón”, como si fuese la circulación producida en el intestino del ser humano o de algún otro mamífero.

Este tipo de flujo permite que cada porción del residuo que ingresa por un extremo cumpla el tiempo de residencia necesario dentro del biodigestor antes de salir por el otro extremo.

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Ventajas

Efecto del efluente sobre el suelo: Debido a su rápida descomposición el efluente brinda rápidamente nutrientes disponibles. Los ácidos húmicos presentes en este material contribuyen a mejorar la estructura del suelo y su porosidad aumentando al mismo tiempo la capacidad de intercambio. La cantidad de humus estable duplica generalmente al que se consigue mediante la utilización de estiércoles incrementando al mismo tiempo en forma significativa la actividad biológica del suelo. El elevado contenido de nitrógeno en forma de amonio (NH4) presente en los efluentes ayuda a evitar la pérdida por lavado y lixiviación del nitrógeno del suelo al igual que las pérdidas por volatilización producidas por los procesos de desnitrificación biológica.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.

Cultivos: Existen amplias evidencias del incremento en la producción de distintas especies provocada por la aplicación de efluentes al suelo. La interacción y variación ocurrida en el proceso de biodigestión provoca grandes diferencias en los resultados y hace difícil cuantificar los beneficios obtenibles de la aplicación así como también definir dosis y modos de aplicación.

Es una energía renovable y sustentable.

Aprovecha la producción natural del biogás.

Es posible utilizar los productos secundarios como abono o fertilizante.

Redirige y aprovecha los gases de efecto invernadero producidos por los vertederos y granjas industriales, lo cual reduce la huella de carbono de estos establecimientos y disminuye su contribución al cambio climático.En el proceso de fermentación se remueven sólo los gases generados (CH4, CO2, H2S) y se conservan en el efluente todos los minerales y elementos químicos fertilizantes (N, P, K). La materia orgánica se convierte por el 20-50% en biogás, la restante es devuelta al compos convertido en un valioso abono orgánico, aumentando la retención de la humedad y manteniendo la vida microbiana en el suelo.

A. Relacionadas con el medio ambiente:

- Evita el uso de leña local, así reduciendo la presión sobre los recursos forestales.

- Fomenta el desarrollo sustentable.

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- Impide la contaminación de mantos acuíferos.

- Favorece el reciclaje y  disminución de residuos. Canaliza, por tanto, los excedentes agrícolas alimentarios, permitiendo el aprovechamiento de las tierras de retirada.

-  Reducción de la producción de gases de efecto invernadero. El excremento en estado natural expulsa grandes cantidades al espacio de este gas, que es uno de los más perjudiciales para la capa de ozono. Estos gases provienen de la fermentación descontrolada de la materia orgánica en forma de metano o óxidos nitrosos (gases de alto efecto invernadero, 24,5 y 320 veces mayores que el dióxido de carbono respectivamente) o de la quema de recursos fósiles (aumentando la concentración de CO2 en la atmósfera).

-  El biogás, ahorra en combustible fósiles y preserva los sumideros de captación de carbono.

C.     Asociado con el bienestar Social

- Crea empleos especializados.

- Crea la posibilidad de incursionar un proyecto de vanguardia.

-  Esta es una opción factible de obtención de energía para comunidades aisladas o alejadas de los circuitos de distribución del gas comercial. La utilización de biogás puede sustituir a la electricidad, al gas propano y al diesel como fuente energética en la producción de electricidad, calor o refrigeración. En el sector rural el biogás puede ser utilizado como combustible en motores de generación eléctrica para autoconsumo de la finca o para vender a otras. Puede también usarse como combustible para hornos de aire forzado, calentadores y refrigeradores de adsorción. La conversión de aparatos al funcionamiento con gas es sencilla. La producción de biogás es permanente, aunque no siempre constante debido a fenómenos climáticos

-  Proporcionan combustible (biogás) para suplir las necesidades energéticas rurales, incrementando la producción de energía renovable (calor, luz, electricidad) y de bajo costo.

-  Se reduce el riesgo de transmisión de enfermedades , ya que al reciclar en conjunto las excretas animales y humanas en biodigestores que operan en rangos de temperatura interna entre 30 ºC y 35 ºC es posible destruir hasta el 95% de los huevos de parásitos y casi todas las bacterias y protozoarios causantes de enfermedades gastrointestinales.

-  La lombricultura, es otra actividad en la cual puede ser utilizado el efluente. Normalmente se emplea en seco, como sustrato principal, o en forma liquidación residuos

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sólidos como paja de arroz, paja de maíz o sorgo, residuos de plantas de forraje, entre otros.

-  Las calidades del biol (estabilidad, presencia mínima de patógenos, altas cantidades de nutrientes) producido en el biodigestor permiten su uso también en otros campos.

DESVENTAJAS

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 35ºC. Esto puede encarecer el proceso de obtención en climas fríos.

Es posible que, como subproducto, se obtenga SH2 (sulfato de hidrógeno), el cual es tóxico y corrosivo, dependiendo del sustrato de partida y de la presencia o no de bacterias sulfato reductoras. La presencia de SH2 hace que se genere menos CH4, disminuyendo la capacidad calorífica del biogás y encarece el proceso por la necesidad de depurarlo.

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

Requiere de un trabajo diario y constante, sobre todo para la carga de la materia orgánica.

Dependiendo del modelo, requieren de mucho cuidado sobre todo cuando son construidos con plásticos, ya que éstos pueden ser fácilmente cortados y quedar inutilizados.

Otros modelos pueden ser también de costos elevados aunque de mayor duración.

Puesta en Marcha, debido a la baja velocidad de crecimiento de los microrganismos, en el proceso anaeróbico la puesta en marcha de este tratamiento es lenta. 

Los costos asociados a la construcción de los digestores anaerobios son altos, comparado con sistemas no convencionales de tratamiento, principalmente porque necesita de un sistema integrado, para proporcionar un tratamiento completo y adecuado a los purines. Además necesita la instalación de dispositivos que permitan, calentar los purines hasta una temperatura adecuada y la instalación de un sistema de recolección y acumulación del gas, para su posterior uso o quema. 

Los costos de operación y mantención no son altos, solo requiere personal capacitado, para que realicen las labores de mantención, que por lo general no son muy frecuentes.

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Los biofertilizantes es la no eliminación de la acidez del suelo causada por el uso excesivo de fertilizantes inorgánicos dificultando, a menudo la absorción por la raíz de agua y nutrientes del suelo, tales como el potasio y el nitrógeno que influyen en la germinación y crecimiento de las plantas.

Debido a la ausencia de oxígeno en el interior de la cámara hermética, las bacterias anaerobias contenidas en el propio estiércol comienzan a digerirlo. Primeramente se produce una fase de hidrólisis y fermentación, posteriormente una acetogénesis y finalmente la metanogénesis, por la cual se produce metano. El producto gaseoso llamado biogás, realmente tiene otros gases en su composición como son dióxido de carbono (20-40%), nitrógeno molecular (2-3%) y sulfhídrico (0,5-2%), siendo el metano el más abundante con un 60-80%. El biogás tiene como promedio un poder calorífico entre 18,8 y 23,4 megajulios por metro cúbico (MJ/m³).

El proceso microbiológico no solo requiere de fuentes de carbono y nitrógeno sino que también deben estar presentes en un cierto equilibrio sales minerales (azufre, fósforo, potasio, calcio, magnesio, hierro, manganeso, molibdeno, zinc, cobalto, selenio, tungsteno, níquel y otros menores). Normalmente las sustancias orgánicas como los estiércoles y lodos cloacales presentan 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

Síntesis

El uso de biodigestores trae beneficios a la salud e higiene en los sectores donde se utilizan materiales a leña para la calefacción y cocina, le da un uso a lo que antes se consideraba desperdicio, además aporta nutrientes a los cultivos en forma de materia orgánica sin necesidad de usar agroquímicos. Es recomendable su uso en áreas rurales o de bajos recursos (que no están conectadas a la red de gas natural) por su necesidad de espacios amplios y su eficiencia económica a largo plazo. En escala industrial genera puestos de trabajo y fomenta la investigación científica.

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Biodigestores

MATERIAL DE REFERENCIA

- Manual para la producción de biogás – INTI (instituto nacional de investigación científica)

- http://bio-digestores.blogspot.com.ar/2012/06/tipos-de-biodigestores.html

- http://www.bio-nica.info/biblioteca/Biodisgestores.pdf

- http://www.ebah.com.br/content/ABAAABadAAG/biodigestores-forma-mitigar-os-efeitos-ambientais-relacionados-a-pecuaria-avicultura-suinocultura-corte-principalmente-que-tange-destino-dos-dejetos-a-reducao-emissao-dos-gases-efeito-estufa-gee?part=2 Transformações nos seres vivos e ambiente-Bc0306-UFABC 2. Santo André- SP Novembro/2010. Universidad Federal do ABC

- http://es.wikipedia.org/wiki/Biodigestor

- http://es.wikipedia.org/wiki/Biog%C3%A1s

- https://www.youtube.com/watch?v=HM8rRk-cnUI – Video explicativo introductorio de la empresa ROTOPLAS

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