MODELAMIENTO Y
SIMULACION DE PROCESO
DE PRODUCCION DE BIOGAS
A PARTIR DE RESIDUOS
SOLIDOS ORGANICOS (RSU):
INSTRUMENTACION
ELECTRONICA
ANDRES CENDALES; MAYRA
ALEJANDRA CORTES, X SEMESTRE
INGENIERIA ELECTRONICA
ANDRES CENDALES; MAYRA
ALEJANDRA CORTES, X SEMESTRE
INGENIERIA ELECTRONICA
La Universidad de Ibagué en conjunto con laUniversidad de Cundinamarca han venidodesarrollando el proyecto titulado “Modelización,simulación, control y optimización de laproducción de metano e hidrogeno por víadigestión anaerobia de residuos orgánicos,urbanos y agrícolas”, el cual fue aprobado por laVicerrectoria y Dirección de Investigación de laUniversidad de Ibagué con el código 11-241-COL0022914 acta CI 14-2011, en el marco de laconvocatoria interna para la inscripción yfinanciación de proyectos de investigación.
ANDRES CENDALES; MAYRA
ALEJANDRA CORTES, X SEMESTRE
INGENIERIA ELECTRONICA
HIDROLISIS
ACIDOGENESIS
METANOGENESIS
ANDRES CENDALES; MAYRA
ALEJANDRA CORTES, X SEMESTRE
INGENIERIA ELECTRONICA
Fuente: Flotats X, Campos, E. Bonmatí. Universidad de
Lleida
ANDRES CENDALES; MAYRA
ALEJANDRA CORTES, X SEMESTRE
INGENIERIA ELECTRONICA
PH
Acidogénesis (5-6.5)
Metanogénesis (7-
7.5)
VARIABLES
INTERNAS DEL
PROCESO
TEMPERATURA
Para los dos
procesos se
manejas un valor de
30 a 50°C
ANDRES CENDALES; MAYRA
ALEJANDRA CORTES, X SEMESTRE
INGENIERIA ELECTRONICA
VARIABLES
EXTERNAS
DEL
PROCESO
FLUJO DE BIOGAS
(MASICO-
VOLUMETRICO)
CONCENTRACIONES
VOLUMETRICAS DE
CH4
(55-70%)
CONCENTRACIONES
VOLUMETRICAS DE
CO2
(35-40%)
ANDRES CENDALES; MAYRA
ALEJANDRA CORTES, X SEMESTRE
INGENIERIA ELECTRONICA
- Sensor de flujo
masico de biogas:
Typical Aluminum
GFM Mass Flow
Meter GFM17S-
VADL2-A0
ANDRES CENDALES; MAYRA
ALEJANDRA CORTES, X SEMESTRE
INGENIERIA ELECTRONICA
- Sensor de concentraciones volumétricas de
CH4 y CO2:
Infrared Gas Sensors: Gascard Range
ANDRES CENDALES; MAYRA
ALEJANDRA CORTES, X SEMESTRE
INGENIERIA ELECTRONICA
Considerando los altos precios de
adquisición de los instrumentos de
medida, se plantea desarrollar un sistema
de medición contenga características
similares de operación, haciendo uso de
elementos de fácil adquisición en el
mercado regional y nacional. Garantizando
la disminución en el costo de desarrollo
del instrumento, y de esta manera obtener
la medida de las variables de interés.
ANDRES CENDALES; MAYRA
ALEJANDRA CORTES, X SEMESTRE
INGENIERIA ELECTRONICA
- Articulo titulado: “Instrumentación electrónica
en el proceso de producción de biogás a partir
de la fermentación de residuos sólidos
orgánicos”, presentado como Poster en el
evento:
ANDRES CENDALES; MAYRA
ALEJANDRA CORTES, X SEMESTRE
INGENIERIA ELECTRONICA
• El método de placa de orificio utilizado para
establecer el flujo volumétrico de biogás, hace
parte de los medidores tipo cabeza.
• El tubo para establecer la presión diferencial
del gas se desarrollo en acero inoxidable, con
el fin de evitar la corrosión del material.
ANDRES CENDALES; MAYRA
ALEJANDRA CORTES, X SEMESTRE
INGENIERIA ELECTRONICA
A continuación se muestran las Dimensiones
adaptadas a la tubería para el sensor de flujo:
Figura 1: dimensiones del medidor de presión diferencial por placa de
oricio
ANDRES CENDALES; MAYRA
ALEJANDRA CORTES, X SEMESTRE
INGENIERIA ELECTRONICA
Sensor Presión
MPXV5004DP
Microcontolador
18F2550
LCD
Flujo de biogás
(l/hora)
Voltaje sensor
De 0-5v
(0-1414 l/hora)
Flujo de
biogás
entrante
Flujo de salida
del biogás
Figura 2: diagrama esquemático del sensor de flujo
ANDRES CENDALES; MAYRA
ALEJANDRA CORTES, X SEMESTRE
INGENIERIA ELECTRONICA
• Método de desplazamiento de liquido.
• Para el diseño del sensor se tuvieron en
cuenta los radios de los recipientes.
• El volumen del gas ingresado equivale al
volumen desplazado en el recipiente
externo.ANDRES CENDALES; MAYRA
ALEJANDRA CORTES, X SEMESTRE
INGENIERIA ELECTRONICA
Salida del gas
metano
sobrante
Entrada
de biogás
Valor de
referencia
r2
r1h
Figura 3: Montaje implementado para la medición de
concentraciones volumétricas de metano por desplazamiento de
líquido.ANDRES CENDALES; MAYRA
ALEJANDRA CORTES, X SEMESTRE
INGENIERIA ELECTRONICA
h
Sensor de alturaSFR05
Microcontrolador18F2550
LCDVolumen CH4 %
Voltaje SensorDe 0 a 5V
(0-100%Vol)
Entrada de Biogás
Solución de NaOH
FIGURA 4: diagrama esquemático del sensor de concentraciones
volumétricas de CH4ANDRES CENDALES; MAYRA
ALEJANDRA CORTES, X SEMESTRE
INGENIERIA ELECTRONICA
ANDRES CENDALES; MAYRA
ALEJANDRA CORTES, X SEMESTRE
INGENIERIA ELECTRONICA