fuentes de energa no convencionales

Universidad Nacional De Trujillo 2014

fuentes de energa no convencionalesBIOGS A PARTIR DE RELLENOS DE TERRENOS CON BASURAS URBANAS

NDICEI. INTRODUCCIN2

II. DEFINICIN DEL BIOGS 5

III. TIPOS DE BIOGS7

3.1 BIOGS DE VERTEDERO8

3.2 BIOGS DE DIGESTORES8

IV. CARACTERSTICAS DEL BIOGS4.1 COMPOSICIN DEL BIOGS10

V. PRODUCCIN DEL BIOGS EN FUNCIN DEL SUSTRATO UTILIZADO5.1 EQUIVALENCIA ENERGTICA DEL BIOGS11

VI. PROCESO DE FORMACIN DEL BIOGS6.1 INTRODUCCIN6.2 ETAPAS DE LA DIGESTIN ANAERBICA6.3 PARMETROS QUE AFECTAN AL PROCESO DE DIGESTIN6.4 CONDICIONES IDEALES PARA LA DIGESTIN ANAERBICA18

VII. CODIGESTIN27

VIII. BENEFICIOS APORTADOS POR EL BIOGS28

IX. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS32

BIOGS A PARTIR DE RELLENOS DE TERRENOS CON BASURAS URBANAS

I. INTRODUCCINEs un aspecto bien conocido, que el 90 % de las necesidades energticas de nuestro planeta son satisfechas con la utilizacin de combustibles fsiles (petrleo, gas, carbn). Todos ellos extinguibles, fuertemente contaminantes y utilizados en forma ineficiente, por el inters predominante de la produccin de energa sobre el de su efecto ecolgico. Como es conocido en los ltimos aos, las fuentes renovables de energa han ido adquiriendo globalmente una importancia cada vez mayor, bsicamente por razones energticas y ambientales. El dficit de energa que sufre el mundo actual y en particular los pases subdesarrollados, tiene una situacin cada vez menos favorable. Las fuentes tradicionales de energa (combustibles fsiles, electricidad, etc.), no parecen ser solucin a largo plazo.

La contaminacin de las zonas urbanas, es una temtica que genera grandes inconvenientes., debido al desarrollo de las mismas, no slo desde el punto de vista ambiental, sino tambin desde el desarrollo social. La bibliografa menciona los riesgos a la salud de la poblacin derivados del mal manejo de los residuos urbanos en los basurales a cielo abierto, y la necesidad de revertir esta situacin. En la actualidad el 50% de la poblacin del planeta, 3.700 millones de personas, vive en ciudades (ONU programa Hbitat, 2013), lo que provoca una produccin importante de residuos. En Per existen demasiados espacios destinados al depsito de residuos urbanos que se acumulan produciendo contaminacin.

Si trasladamos este dficit a las zonas rurales, el problema se agrava an ms, ya que la carencia de la energa obligar a los campesinos a satisfacer esta necesidad, utilizando a gran escala la lea y desperdicios agrcolas (estircol y residuos de cosecha). Este problema plantea la necesidad de encontrar una tecnologa apropiada, utilizando recursos locales disponibles como son los residuos orgnicos (heces humanas, estircoles y plantas), los cuales pueden ser usados como simple medio para producir energa y biofertilizantes por medio de plantas de biogs. De esta manera se mejorar la vida de los campesinos, se incrementar la produccin agrcola y se preservar el medio ambiente.

II. DEFINICIN DEL BIOGS

2.1 DEFINICIN DE BIOMASA O SUSTRATO

El termino biomasa o sustrato se refiere a toda la materia orgnica que proviene de desechos de animales (estircol), arboles, plantas, desechos orgnicos, que pueden ser convertidos en energa; o las provenientes de la agricultura (residuos de maz, caf, arroz, etc.), del aserradero (podas, ramas, aserrn, cortezas) y de los residuos urbanos (aguas residuales, basura orgnica y otros). Se refiere por tanto a cualquier tipo de materia orgnica que ha tenido su origen inmediato como consecuencia de un proceso biolgico natural. El termino biomasa comprende tanto a los productos de origen vegetal y a los de origen animal que se produce u obtiene en si cualquier proceso agroindustrial, agropecuario o agrcola.

La biomasa representa en la actualidad dos tercios de las energas renovables en Europa y se espera que la bioenerga desempee un papel clave en la consecucin de los ambiciosos objetivos aprobados por la directiva de energas renovables, con la que se pretende abastecer, como mnimo, un 20% de la electricidad generada para el ao 2020, cuando actualmente la cuota es del 8,5%.

2.2 LA DIGESTIN ANAERBICA

La digestin anaerbica, tambin denominada biometanizacin, es un Proceso biolgico fermentativo que ocurre en ausencia de oxgeno, en el cual gracias a la accin de una serie de microorganismos bacterianos, la materia orgnica se descompone, dando como resultado dos productos principales:

2.2.1 Biogs

El biogs es una mezcla constituida por metano y dixido de carbono, conteniendo adems pequeas proporciones de otros gases como hidrogeno, nitrgeno y sulfuro de hidrogeno.

Su elevado contenido en metano (entre el 60-65%) le proporciona una elevada capacidad calorfica lo que hace posible, tras ser depurado para eliminar vapor de agua y cido sulfhdrico, su uso en calderas (si la produccin es pequea) y/o en motores de cogeneracin. El uso del biogs en motores de cogeneracin permite obtener electricidad y calor, y este ltimo puede transformarse mediante un proceso de absorcin en fri de refrigeracin, en caso de que convenga.

Cul es el origen del biogs?

Tiene su origen en la BIOMASA MATERIA ORGNICA BIODEGRADABLE presente en los RESIDUOS SLIDOS URBANOS.

Cmo se produce energa a partir del biogs?La energa del biogs se transforma por un proceso fsico, qumico y/ mecnico a travs de diversas tecnologas, en calor y ste en electricidad, movimiento bio-combustibles.

Qu residuos se pueden transformar en biogs?

Casi cualquier residuo orgnico.

Residuos Agrcolas (Estircol, Paja, Residuos de cosechas, Tallos, Hojas, Pastos, Orujos, Podas, etc.)

Basura Urbana (Residuos domsticos, Aceite. Desechos de mercado, lodos plantas tratamiento, etc.)

Desechos lquidos (Purnes de animales de granja, Aguas de proceso, Ind. lctea, Alimenticia, etc.)

Residuos Industriales (Ind. Bebidas, Ind. Proceso de alimentos, Melasa, Bagazo, Grasas, Glicerina, etc.)

Cosechas Energticas (Ensilado de cosechas (planta entera), Bayica, Maz, Soya, Remolacha, etc.)

2.2.1.2 Residuos slidos urbanos que producen los peruanos

Respecto de la produccin de residuos slidos urbanos en el Per, uno puede ver el vaso medio lleno o medio vaco.Por ejemplo, si se le compara con la produccin per cpita de otras economas regionales, los peruanos producen un promedio diario por persona bastante modesto (0,61 kg) comparado con el de Chile (1,05 kg) o Brasil (1,03 kg). Tomando como base este indicador, el vaso est medio lleno.

Residuos slidos municipales

Total: 7.2 millones de toneladas de los cuales corresponden a hogares: 5 millones de toneladas de los cuales se generan en Lima el 42%.Fuente: MINAM, 2011.

Sin embargo, si se considera el ritmo al que viene creciendo la produccin de basura, el vaso deja de verse tan lleno. Segn informacin del MINAM, en el ao 2011, la produccin de residuos municipales (7.2 millones de toneladas) se increment en 19,5% con relacin al 2010 (6 millones de toneladas).Es decir, mientras la economa creca a un ritmo de 6,9%, la produccin de basura creci casi el triple de rpido. O dicho de otro modo, mientras la economa tardaba algo ms de 10 aos en duplicar su tamao, la basura se duplicaba en menos de 4 aos.

Qu se hace con los residuos slidos urbanos en el Per?

En el Per, los residuos slidos urbanos en su gran mayora se desechan, no se recicla. En el siguiente grfico se muestra la disposicin final de los residuos o basura de todo el Per. De los 7.2 millones de toneladas de residuos municipales que se produjeron en el 2011, 4.3 millones fueron a parar a botaderos informales; es decir, ms de la mitad de la basura municipal no est recibiendo el tratamiento ptimo. Solo 2.7 millones de toneladas se disponen en los 8 rellenos sanitarios formales (el de Ancn que era el noveno se cerr en el 2011) y finalmente solo 173.6 miles de toneladas, equivalentes al 2,4% de basura es reciclada.

2.2.2 Digestato.

El digestato, es el subproducto de la digestin anaerobia. Su carcter 100% natural, hace de l un muy buen fertilizante con amplio rango de aplicaciones. La tecnologa de permite la separacin del digestato, en dos fracciones: slida y lquida. Fraccin Slida: es la parte de la separacin con un alto porcentaje de materia seca. Se aplica directamente a los campos como fertilizante, o tras el proceso de compostaje y mezcla con otros residuos como restos de la poda, estircoles y tierra vegetal.

Fraccin Lquida: es la parte de la separacin con un alto contenido lquido, con altos porcentajes de nitrgeno. Idneo para la aplicacin en irrigacin.

III. TIPOS DE BIOGS

Dependiendo del substrato orgnico del que proceda y de las caractersticas de las instalaciones de generacin captacin del biogs, el biogs utilizable como energa renovable se puede agrupar en los siguientes tipos:

Biogs de Vertedero (Biodigestin natural) Biogs de Digestores (Biodigestin provocada en instalaciones industriales)

3.1 BIOGS DE VERTEDERO (BIODIGESTIN NATURAL)

Su aprovechamiento se produce una vez sellados los vertederos de residuos slidos urbanos (RSU) y en funcin de su composicin pueden presentar impurezas de siloxanos, compuestos fluorados y clorados

3.1.1.1 OPCIONES DE TRATAMIENTO DE LOS RESIDUOS URBANOS BIODEGRADABLES: COMPOST O BIOMETANIZACIN.

Las opciones de tratamiento a las que pueden ser destinados los residuos biodegradables (RB) dependen en gran medida de la forma en que se lleve a cabo su recogida.

DIGESTIN AERBICA (COMPOST)

Para obtener compost de calidad mediante procesos de digestin aerobia en una instalacin que trabaje con unos rendimientos aceptables, es necesario que:

La alimentacin a estas plantas proceda de la recogida selectiva de RB con la suficiente limpieza y ausencia de contaminantes.

Adems de los residuos ms biodegradables (como residuos de cocina o de jardinera, por ejemplo) es necesario aadir residuos que den estructura a la masa a compostar (por ejemplo, astillas)

Los ratios que pueden obtenerse en procesos de compostaje son:

Produccin de compost: 40-50% (en peso) de la cantidad de RB entrante en la planta (siempre que el residuo entrante en la planta proceda de recogida selectiva). Degradacin de carbono: 50% (en peso) en compost y 50% al aire.

DIGESTIN ANAEROBIA (BIOGS Y DIGESTATO)

Como anteriormente se coment, la biometanizacin consiste en una digestin anaerobia, donde se obtiene biogs (principalmente dixido de carbono y metano) que puede aprovecharse para generar energa mediante su combustin y una fase semislida denominada digestato, que sometido a tratamiento adicional (habitualmente compostaje), puede ser utilizado a continuacin en agricultura.La biometanizacin est indicada para residuos con un contenido alto de humedad (60-99% de humedad), al contrario que el compostaje que requiere residuos con menos humedad. Por el contrario, los residuos leosos, que contienen un alto contenido en lignocelulosa, son ms adecuados para el compostaje. No obstante se ha constatado que las plantas de biometanizacin tienen problemas de funcionamiento al tratar materia orgnica con muchos impropios procedente de recogida de la fraccin resto, la que se deposita en los contenedores marrones o verdes, por lo que es necesario fomentar la recogida selectiva de materia orgnica en origen.

3.1.1.2 BIOGS DE VERTEDERO CONTROLADO DE RESIDUOS

La produccin de biogs en un vertedero es variable en el tiempo, con un mximo alrededor de los 2-3 aos tras el vertido. El proceso de degradacin de la materia orgnica puede durar ms de 20 aos:

Los residuos de comida se degradan en un 50% en 1-2 anos Los residuos de jardn se degradan en unos 5 anos Los residuos de papel, madera y textiles se degradan en unos 15 aos. Los residuos como plsticos y gomas no se descomponen.

Una tonelada de RSU con un contenido de materia orgnica del 50% genera aproximadamente 200 m3 de biogs.No es posible captar todo el biogs generado: un 30-35% del mismo se perder a travs de la superficie del vertedero. Las caractersticas del biogs dependen principalmente de la composicin de los RSU y de la humedad.

3.2 BIOGS DE DIGESTORES (BIODIGESTIN PROVOCADA EN INSTALACIONES INDUSTRIALES)

Dentro de este tipo se pueden diferenciar tres subgrupos, dependiendo del origen de los sustratos a digerir:

Biogs de Depuradoras de Aguas Residuales Biogs FORSU (Fraccin Orgnica de Residuos Slidos Urbanos) Biogs Agroindustrial

En algunos casos se requerirn mezclas (cogestin) para hacer los procesos viables. De los tipos de biogs anteriores, el ms noble y con menor cantidad de impurezas es el obtenido a partir de residuos agroindustriales. No obstante, en los casos donde se usen como substrato los estircoles y purines pueden aparecer cantidades significativas de sulfuro de hidrogeno en el biogs, que ser preciso depurar antes de su aprovechamiento energtico.

3.2.1 BIOGS DE DEPURADORAS DE AGUAS RESIDUALES.

Este biogs se genera a partir de la digestin anaerbica de los fangos primarios de las plantas de tratamiento de aguas residuales.

Lodos de estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas Lodos de estaciones depuradoras de aguas residuales industriales

3.2.2 BIOGS FORSU (Fraccin Orgnica de Residuos Slidos Urbanos).

Este biogs se genera a partir de la fraccin orgnica procedente de los RSU

3.2.3 BIOGS AGROINDUSTRIAL.

El sector agroindustrial es la principal fuente generadora de subproductos y compuestos orgnicos. Los subproductos y residuos que forman el grupo de las materias primas agroindustriales son los que provienen de:

La agricultura La pesca La ganadera La industria alimentaria La industria bioenergtica: Industrias de biodiesel (subproductos vegetales) Industrias de bioetanol (subproductos vegetales) Biorrefinerias. Glicerina

Entre estos tipos de materias primas agroindustriales merece mencionar por su potencial en la produccin de biogs las siguientes:

De origen animal: Purn de cerdo Estircol de vaca Gallinaza Restos de otras especies

De origen vegetal: Hierba Hoja de remolacha Paja Trigo Cultivos energticos (con una elevada produccin de biogs) Micro algas De la Industria Alimentaria de origen vegetal: bagazo de la industria cervecera o residuos hortofrutcolas (citrcolas, del olivo y las almazaras, etc.) Excedentes No conformes Subproductos de su transformacin

Otros residuos de la Cadena alimentaria: residuos y aceites de gastronoma De la Industria Alimentaria de origen animal: subproductos de origen animal no destinados al consumo humano (SANDACH). Residuos crnicos Residuos lcteos Residuos del pescado

IV. CARACTERSTICAS DEL BIOGS

La riqueza del biogs depende del material digerido y del funcionamiento del proceso. La produccin de biogs para cada tipo de substrato es variable en funcin de su carga orgnica y de la biodegradabilidad de la misma. En general, los residuos orgnicos industriales y la Fraccin orgnica de Residuos Slidos Urbanos (FORSU) presentan potenciales elevados de produccin. Los residuos ganaderos y los lodos de depuradora presentan, sin embargo, potenciales menores, debido al relativamente bajo contenido en materia orgnica y a la baja biodegradabilidad de la misma. Existen opciones que permiten mejorar la produccin de biogs de estos residuos:

Mezcla con residuos de mayor produccin potencial (codigestin) Pretratamiento para mejorar la degradabilidad del substrato Aumento de la temperatura para mejorar la velocidad de crecimiento de los microorganismos y la eficiencia de la fase hidrolgica.

El biogs es un combustible formado sustancialmente por los siguientes gases:

V. PRODUCCIN DEL BIOGS EN FUNCIN DEL SUSTRATO UTILIZADO

5.1 EQUIVALENCIAS ENERGTICAS DEL BIOGS

Fuente: El sector del biogs agroindustrial en Espaa. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de MedioAmbiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.

El biogs es un gas combustible cuya composicin depende fundamentalmente del tipo de sustrato utilizado y digerido en el proceso, y su alta concentracin en metano (CH4), de elevada capacidad calorfica (5.750 kcal / m3), le confiere caractersticas combustibles ideales para su aprovechamiento energtico en motores de cogeneracin, calderas, turbinas, pudiendo por tanto generar electricidad, calor o ser utilizados como biocarburantes. La equivalencia energtica del biogs depende de la concentracin de metano que haya en l, ya que el poder calorfico del CO2 es nulo. As cuanto mayor sea la cantidad de metano en el biogs, mayor ser el poder calorfico del mismo.

VI. PROCESOS DE FORMACIN DEL BIOGS

6.1 Introduccin

La digestin anaerbica es un proceso microbiolgico que, en condiciones anaerobias (ausencia de oxigeno) permite transformar la materia orgnica en metano. Se compone de mltiples etapas en la que intervienen una poblacin heterognea de microorganismos. El proceso completo se puede resumir en dos fases principales, una primera hidrolgica fermentativa y una segunda metano gnica.

Fase Hidrolgica:Los polmeros orgnicos son metabolizados mediante hidrolisis y fermentacin microbiana en una mezcla de cidos grasos voltiles (actico, proponico, butrico, valrico, lctico), carbnico e hidrogeno.

Fase Metanognica:En la segunda fase, encadenada con la primera, se transforman los productos finales de la misma en metano y dixido de carbono, mediante las bacterias metanognicas que son anaerbicas estrictas.

6.2 ETAPAS DE LA DIGESTIN ANAERBICA

6.2.1 Etapa de hidrlisis

La hidrolisis es el primer paso necesario para la degradacin de la materia orgnica compleja. En esta etapa, las bacterias hidrolticas actan sobre las macromolculas orgnicas despolimerizndolas enzimticamente en los correspondientes monmeros o fragmentos ms sencillos. As, los lpidos son degradados por enzimas hidrolticas (lipasas) a cidos grasos de cadena larga y glicerina. Las protenas son hidrolizadas por proteasas en proteasas, pptidos y aminocidos, y los polisacridos son convertidos en monosacridos.

6.2.2 Etapa acidognica

Los compuestos solubles obtenidos en la etapa anterior son transformados por las bacterias acidognicas en cidos grasos de cadena corta (cidos grasos voltiles), alcoholes, amoniaco, hidrogeno y dixido de carbono. Los cidos grasos voltiles son principalmente cido actico, proponico, butrico y valrico. En esta etapa se debe controlar la cantidad de hidrogeno, porque el metabolismo de las bacterias acidognicas depende de l.

6.2.3 Etapa acetognica

Mientras que algunos productos de la fermentacin (hidrogeno y cido actico) pueden ser metabolizados directamente por los organismos metanognicos, los productos intermedios (cido proponico, butrico, etc.) necesitan ser transformados en productos ms sencillos, a travs de las bacterias acetognicas. Como principales productos se obtienen cido actico, hidrogeno y dixido de carbono que, posteriormente, pueden ser aprovechados por las bacterias metanognicos. Las bacterias acetognicas tambin necesitan un control exhaustivo de la concentracin de hidrogeno, ya que con una elevada presin de hidrogeno se reduce la formacin de acetato, produciendo preferentemente cido proponico, butrico o etanol en vez de metano.

6.2.4 Etapa metanognica

En la etapa final del proceso, las bacterias metanognicos transforman el cido actico, hidrogeno y dixido de carbono en metano y dixido de carbono. Las bacterias responsables de este proceso son anaerbicas estrictas. Se distinguen dos tipos de microorganismos, los que degradan el cido actico a metano y dixido de carbono (bacterias metanognicos acetoclsicas) y los que reducen el dixido de carbono con hidrogeno a metano y agua (bacterias metanognicas hidrogenfilas).

La principal va de produccin de metano es la primera, con alrededor del 70% del metano producido. Este es un proceso lento y constituye la etapa limitante del proceso de degradacin anaerbica.

6.3 PARMETROS QUE AFECTAN AL PROCESO DE DIGESTIN

Los factores fsicos y qumicos que condicionan este proceso son varios. A continuacin se describen los ms importantes

6.3.1 Nutrientes

Para el desarrollo del proceso se necesita, adems de una fuente de carbono y energa, la presencia de una serie de nutrientes minerales (nitrgeno, azufre, fosforo, potasio, calcio, magnesio, etc.). En el medio a digerir debe haber una relacin adecuada entre nutrientes para el desarrollo de la flora bacteriana.

Relacin entre nutrientes

Fuente: Informe de Vigilancia Tecnolgica Madrid. Situacin actual de la produccin de biogs y de su aprovechamiento

La relacin C/N debe estar comprendida entre 15/1 y 45/1, ya que valores inferiores disminuyen la velocidad de reaccin. Para el fosforo la relacin optima es 150/1.

Fuente: El sector del biogs agroindustrial en Espaa. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.

Una de las ventajas inherentes al proceso de digestin anaerobia es su baja necesidad de nutrientes como consecuencia de su pequea velocidad de crecimiento. No obstante, resulta fundamental para la estabilizacin del proceso que la relacin C/N se mantenga entre 20/1 y 30/1 y la relacin N/P ms adecuada es de entre 1/5 y 1/7 Normalmente, la FORSU, los residuos ganaderos y los fangos de depuracin de aguas residuales presentan nutrientes en las proporciones adecuadas. Sin embargo, en la digestin de ciertos residuos industriales puede ser necesario la adicin de dichos elementos o bien un post-tratamiento aerbico.

6.3.2 Temperatura

La digestin anaerbica se puede llevar a cabo en un amplio intervalo de temperaturas, pero dependiendo del tipo de bacterias que se utilicen se pueden diferenciar tres intervalos diferentes. En general, el intervalo mesoflico es el ms utilizado, pese a que en el termoflico es donde se tiene la mayor produccin de biogs. Esto es debido a la mayor sensibilidad que presentan las bacterias termoflicas a las pequeas variaciones trmicas, lo que conlleva a un mayor control del sistema y, por tanto, a una actividad ms costosa. Por otro lado, en este intervalo de temperatura el mantenimiento del sistema consume ms energa que la que puede proporcionar el gas resultante.

En funcin de la temperatura optima de crecimiento, los microorganismos se clasifican en:

Psicrfilos (temperatura optima de crecimiento inferior a 30C) Mesfilos (ptimo de crecimiento entre 30 y 45C) Termfilos (su temperatura optima es superior a los 45C y generalmente entre 50 y 60C).TEMPERATURA

6.3.3 pH

Es uno de los parmetros de control ms habituales debido a que en cada fase del proceso los microorganismos presentan mxima actividad en un intervalo de pH diferente. As, el intervalo de pH ptimo de los microorganismos hidrolticos es entre 7,2 y 7,5, para los acetognicas entre 7 y 7.2 y para los metanognicos entre 6.5 y 7.5.

6.3.4 Contenido en slidos

Es tambin un factor determinante, ya que la movilidad de las bacterias metanognicas dentro del substrato se ve limitada a medida que se aumenta el contenido de slidos y, por lo tanto, pueden verse afectadas la eficiencia y produccin de biogs. Sin embargo, se puede encontrar en la literatura datos de producciones de gas importantes logradas en rellenos sanitarios con un alto contenido de solidos (Pavslostathis y Giraldo-Gmez, 1991).

6.3.5 Tiempo de retencin. T.R.Se define como el tiempo que el substrato est sometido a la accin de los microorganismos en el reactor. Cabe indicar que este parmetro solo puede ser claramente definido en los sistemas discontinuos (batch), donde el tiempo de retencin coincide con el tiempo de permanencia del substrato dentro del digestor. En los digestores continuos y semicontinuos , el tiempo de retencin se define como el valor en das del cociente entre el volumen del digestor y el volumen de carga diaria.De acuerdo al diseo del reactor, el mezclado y la forma de extraccin de los efluentes pueden existir variables diferencias entre los tiempos de retencin de lquidos y slidos debido a lo cual suelen determinarse ambos valores.

El T.R. est ntimamente ligado con dos factores: el tipo de sustrato y la temperatura del mismo.

La seleccin de una mayor temperatura implicara una disminucin en los tiempos de retencin requeridos y consecuentemente sern menores los volmenes de reactor necesarios para digerir un determinado volumen de material. La relacin costo beneficio es el factor que finalmente determinara la optimizacin entre la temperatura y el T.R., ya varan los volmenes, los sistemas paralelos de control, la calefaccin y la eficiencia. Con relacin al tipo de sustrato, generalmente los materiales con mayor proporcin de carbono retenido en molculas resistentes como la celulosa demandaran mayores tiempos de retencin para ser totalmente digeridos.

A modo de ejemplo se dan valores indicativos de tiempos de retencin usualmente ms utilizados en la digestin de estircoles a temperatura mesoflica El limite mnimo de los T.R. est dado por la tasa de reproduccin de las bacterias metanognicas debido a que la continua salida de efluente del digestor extrae una determinada cantidad de bacterias que se encuentran en el lquido. Esta extraccin debe ser compensada por la multiplicacin de las bacterias que pertenecen dentro del reactor.

6.3.6 Tiempo de residencia o Tiempo de Retencin hidrulica

En los digestores continuos y semicontinuos, como funcionan en condiciones estacionarias, la variable tiempo definida en el reactor discontinuo se reemplazada por el tiempo de residencia, que se define como el valor en das del cociente entre el volumen del digestor y el volumen de carga diaria. El tiempo de residencia indica, por tanto, el tiempo que el substrato permanece por trmino medio en el digestor. Este parmetro est ntimamente ligado con el tipo de substrato y la temperatura del mismo. La seleccin de una mayor temperatura implicara una disminucin en los tiempos de retencin requeridos y, consecuentemente, sern menores los volmenes de reactor necesarios para digerir un determinado volumen de material.

6.3.7 Inhibidores

Existen una gran cantidad de sustancias que pueden inhibir la digestin anaerbica. Entre ellos, cabe destacar el oxgeno, amoniaco, metales pesados, antibiticos y detergentes, cidos voltiles.

Aunque su efecto inhibidor no es permanente, ya que en la flora bacteriana existen microorganismos que irn consumiendo el oxgeno que pueda tener el medio.

AmoniacoSi la biomasa es rica en nitrgeno, se puede producir un exceso de amoniaco que inhibe el proceso. Metales PesadosOtros inhibidores son los metales pesados, que actan sobre los microorganismos metanognicos.

Antibiticos y DetergentesAlgunas sustancias orgnicas, como antibiticos y detergentes en determinadas concentraciones, pueden inhibir el proceso.

cidos VoltilesPor ltimo, una concentracin elevada de cidos voltiles puede producir un efecto inhibidor. Un sntoma tpico de mal funcionamiento de los digestores es el aumento de la concentracin de los cidos voltiles en el efluente. La inestabilidad del proceso puede estar relacionada con una sobrecarga orgnica del digestor, una entrada de elementos txicos, inhibidores en el efluente o una variacin de temperatura. Un gran aumento de cidos har reducirse el pH que inhibir progresivamente a las bacterias metanognicas hasta bloquear completamente el proceso anaerobio.

En la Tabla que se muestra a continuacin, se representan los valores de concentracin inhibidora de los inhibidores ms habituales. Estos valores son orientativos, ya que las bacterias se pueden adaptar con el tiempo a las condiciones ms desfavorables.

6.3.8 Agitacin

Hay diferentes motivos para mantener un grado de agitacin adecuado en el medio de digestin: mezclado y homogenizacin del substrato, distribucin uniforme de calor para mantener la temperatura homognea, favorecer la transferencia de gases y evitar la formacin de espumas o la sedimentacin. La agitacin puede ser mecnica o neumtica a travs del burbujeo de biogs recirculado a la presin adecuada. En ningn caso debe ser violenta, ya que podra destruir los agregados de bacterias

6.4 CONDICIONES IDEALES PARA LA DIGESTIN ANAERBICA EN FUNCIN DE LA FASE

VII. CODIGESTIN

La "codigestin anaerobia" consiste en el tratamiento anaerobio conjunto de residuos orgnicos de diferente origen y composicin, con el fin de aprovechar la complementariedad de las composiciones para permitir perfiles de proceso ms eficaces, compartir instalaciones de tratamiento, unificar metodologas de gestin, amortiguar las variaciones temporales en composicin y produccin de cada residuo por separado, as como reducir costes de inversin y explotacin.

VIII. BENEFICIOS APORTADOS POR BIOGS DESDE EL PUNTO DE VISTA ENERGTICO, MEDIOAMBIENTAL, ECONMICO Y SOCIOECONMICO

8.1 BENEFICIOS DESDE EL PUNTO DE VISTA ENERGTICO

Proceso neto de produccin de energa. Generacin de un combustible renovable de alta calidad.

8.2 BENEFICIOS DESDE EL PUNTO DE VISTA MEDIOAMBIENTA

Realizada en la condiciones adecuadas, la combustin de biogs produce agua y CO2 pero dicha cantidad emitida de este gas, principal responsable del efecto invernadero, fue captada por las plantas durante su crecimiento, es decir el CO2 de la biomasa viva forma parte de un flujo de circulacin natural entre la atmosfera y la vegetacin, por lo que no supone un incremento del gas invernadero en la atmosfera siempre y cuando la vegetacin se renueve a la misma velocidad en la que se degrada. As mismo, no produce emisiones sulfuradas o nitrogenadas, ni partculas slidas.

A nivel mundial, la disponibilidad de energa se ha convertido en uno de los principales problemas.

Los pases tanto en vas de desarrollo como desarrollados se enfrentan a una demanda creciente de energa para satisfacer sus expectativas econmicas y sociales.

El uso de combustibles fsiles para obtener energa, sobre todo elctrica, trae como consecuencia el vertido de sustancias toxicas al aire, al agua y a los suelos, daando la naturaleza a corto, medio y largo plazo. Frente a esta situacin y en un futuro no muy lejano, parece clara la necesidad de una transicin en las fuentes de energa desde su actual dependencia de los hidrocarburos a nuevas energas renovables y cada vez ms ecologistas.

8.3 BENEFICIOS DESDE EL PUNTO DE VISTA ECONMICO

Produccin de energa (electricidad y calor).

Produccin de bioabono de alta calidad.

Los beneficios micro-econmicos a travs de la sustitucin de energa y fertilizantes, del aumento de ingresos y del aumento de la produccin agrcola-ganadera cuando se emplea a nivel agropecuario.

Beneficios macro-econmicos a travs de la generacin descentralizada de energa, reduciendo costos de importacin y de proteccin ambiental.

Mayor eficiencia en materia de costos que otras opciones de tratamiento desde la perspectiva del ciclo de vida y del rendimiento de utilidades. El aprovechamiento energtico de la biomasa contribuye a la diversificacin energtica, uno de los objetivos marcados por los planes energticos, tanto a escala nacional como mundial, desplazamiento

8.4 BENEFICIOS DESDE EL PUNTO DE VISTA SOCIOECONMICO

Disminuye la dependencia externa del abastecimiento de combustibles.

Favorece el desarrollo del mundo rural y supone una oportunidad para el sector agrcola, ya que permite sembrar cultivos energticos en sustitucin de otros excedentarios

IX. BIBLIOGRAFA

Taller Demostrativo sobre el aprovechamiento energtico de purines en Extremadura.

Rodrigo Seer, A. Obtencin de biogs mediante la fermentacin anaerobia de residuos alimenticios. Departamento de Calidad y Medio Ambiente, AINIA, Madrid, Espaa, 9 de marzo de 2005.

III Jornada, biocombustibles, aplicaciones prcticas en la industria agroalimentaria. Finca la Orden, 18 de noviembre 2009

El Sector del biogs agroindustrial en Espaa. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 de Septiembre de 2010.

Jornadas tcnicas biogs: visin global 27 de octubre 2010 Genera energa y ecologa s.l. la produccin de electricidad a partir de biogs. Marco legal y estratgico.

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Fuentes De Energa No ConvencionalesPgina 8