manual de diseño e instalación de biodigestores

7/28/2019 Manual de Diseo e Instalacin de Biodigestores

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ISBN: 978-99954-0-339-3

Depsito Legal: 4-1-775-08

J. Mart Herrero. 2008. Biodigestores amiliares: Gua de diseo y manual de instalacin.

GTZ-Energa. Bolivia.


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A las amilias de las comunidades de

Mizque (Cochabamba, Bolivia), que

ueron las primeras en involucrarse en

este proceso de subir los biodigestores al

altiplano en 2002.

A mis sobrinos Alejandro y Guillermo.


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Biodigestores Familiares

Contenido

Preacio ......................................................................................................................................7

Agradecimientos ...................................................................................................................9

Introduccin ......................................................................................................................... 11

1. Gua de diseo y manual de instalacin de biodigestores amiliares ....................... 13

2. Biodigestores amiliares de bajo costo ......................................................................... 15

3. Diseminacin de biodigestores amiliares en Bolivia .................................................. 193.1 Situacin anterior a enero 2007 ......................................................................... 19

3.2 Objetivo del proyecto ............................................................................................ 19

3.3 Apoyo de la GTZ-Energa ...................................................................................... 20

3.4 Estrategias de divulgacin ...................................................................................... 20

3.5 Estrategias de capacitacin .................................................................................... 20

3.6 Estrategias de ejecucin ......................................................................................... 21

3.7 Sostenibilidad ............................................................................................................ 22

3.8 Lecciones aprendidas en divulgacin y diseminacin ...................................... 22

4. Gua de diseo de biodigestores amiliares .................................................................. 25

4.1 Conceptos en el diseo de un biodigestor amiliar ......................................... 25

4.2 Conceptos en el dimensionado de un biodigestor amiliar .......................... 34

4.3 Esquema de metodologa de diseo ................................................................... 38

4.4 Ejemplo de diseo de un biodigestor ................................................................. 39

Anexo: Estimacin del biogs diario producido ............................................................... 42

5. Biodigestores amiliares modelo para las tres ecorregiones..................................... 45

5.1 Familias objetivo y requerimientos mnimos ................................................... 46

5.2 Biodigestores amiliares de altiplano ................................................................... 46

5.3 Biodigestores amiliares de valle .......................................................................... 47

5.4 Biodigestores amiliares de trpico ..................................................................... 48

5.5 Biodigestores para saneamiento bsico de baos ............................................ 50


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6. Manual de instalacin de biodigestores amiliares ....................................................... 51

6.1 Materiales necesarios y costo estimado ........................................................ 52

6.2 Seleccin del lugar donde estar el biodigestor .......................................... 55

6.3 Dimensiones y acabado de la zanja ................................................................. 556.4 Construccin del biodigestor .......................................................................... 57

6.5 Instalacin del biodigestor ................................................................................ 63

6.6 Conduccin de gas ............................................................................................. 67

6.7. Mantenimiento diario y ltimos detalles ....................................................... 73

7. Nuevas ideas para construccin e instalacin de biodigestores .............................. 75

7.1 Ducha de agua caliente por biogs ................................................................. 75

7.2 Produccin de electricidad amiliar ................................................................ 75

7.3 Polietileno normal de carpa solar, protegido del sol .................................. 75

7.4 Biodigestores para zonas inundables ............................................................. 76

7.5 Mayor ganancia de radiacin solar en biodigestores de altiplano ........... 76

7.6 Conduccin de biogs ms barata .................................................................. 76

7.7 Uso de geomembrana y caucho (goma vegetal, jebe) ................................ 77

7.8 Biodigestores semirrgidos ............................................................................... 77

7.9 Estudio de comercializacin del ertilizante producido ............................. 77

7.10 Estudio por cultivos de manejo del ertilizante ......................................... 78

7.11 Nuevas materias primas ................................................................................. 78

8. Bibliograa recomendada y comentada ......................................................................... 79

8.1 Manuales de instalacin ..................................................................................... 79

8.2 Sobre la tecnologa ............................................................................................. 79

8.3 Experiencia en otros pases.............................................................................. 80

8.4 Pginas web de inters ...................................................................................... 81

8.5 Videos en internet .............................................................................................. 81


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El acceso a uentes de energa moderna en reas rurales se ha convertido en un prerrequisito parala ejecucin de medidas llevadas a cabo en pos de la disminucin de los niveles de pobreza. Muchosprogramas y proyectos, con el soporte de organizaciones de cooperacin internacional, trabajaron ytrabajan en esta relacin de Energa Pobreza con el uso de tecnologas alternativas en bsquedade posibilitar el acceso a uentes conables de energa a hogares rurales.

Pese a estos esuerzos, en los pases menos desarrollados, quedan an millones de personas que

suren de la alta de accesibilidad a uentes de energa moderna, situacin que se debe al mismohecho por la que es generada, es decir, los altos niveles de pobreza bajo los cuales se encuentraninmersos.

Entendiendo esta problemtica, el gobierno de Alemania y Holanda -en el ao 2004-, decidieronintensicar su cooperacin en el rea de servicios modernos de energa para la poblacin pobre,por lo cual se rm un acuerdo de cooperacin denominado Desarrollo Energtico (EnergizingDevelopment).

En Bolivia, la Cooperacin Tcnica Alemana - GTZ lleva a cabo este Programa a travs del Com-ponente Acceso a Servicios Energticos, el cual es parte del Programa de Desarrollo AgropecuarioSostenible (PROAGRO), con una duracin de cinco aos (Octubre de 2005 - 2010). El objetivo delComponente es aumentar el nmero de personas que puedan acceder a energa moderna para satis-acer sus necesidades bsicas de energa y sostenibilidad a largo plazo, permitiendo un mejoramientosignicativo de la calidad de vida y la generacin de nuevas actividades econmicas. Es as que msde 570 mil personas se benecian con el acceso a tecnologas modernas gracias a esta cooperacin.Dentro de este marco de accin, la oerta del Componente contempla cuatro lneas de accin:energa para iluminacin y uso domstico, energa para cocinar, energa para inraestructura social yenerga para usos productivos.

En este sentido, y en el marco de la oerta de la lnea energa para usos productivos, es que sedesarrollan actividades de cooperacin en la tecnologa de biodigestores.

El Proyecto brinda no slo apoyo nanciero, sino tambin asesoramiento tcnico y operativo a susbeneciarios, al mismo tiempo que trabaja en temas relacionados a la gestin del conocimiento y elortalecimiento de redes de actores privados y/o gubernamentales.

Dentro de este ltimo, se trabaja directamente con demandas generadas en la gente, con unaadaptacin continua a sus necesidades y capacidades en el marco de la oerta, con una gran fexibilidad,concentrndose en proyectos visibles y concretos.

La presente gua es parte de este trabajo integral de apoyo con el que se pretende reorzar todas lasactividades del accionar en demandas claras y concretas identicadas en poblaciones rurales pobres.Con esta publicacin se busca llegar a la mayor cantidad de personas naturales y jurdicas que estn

interesadas en trabajar en materia de biodigestores amiliares, y al mismo tiempo crear y despertaren la poblacin el inters por la tecnologa planteada en bsqueda de una mejor calidad de vida.

Prefacio


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Este libreto sale de un proceso muy largo y son muchas las personas cuya participacin debemosagradecer. Lylian Rodrguez, TR Preston, Ral Botero y Paul Harris por responder a todas mis dudasrespecto a la tecnologa desde hace siete aos. Al Cabildo de Tenerie y el ITER por permitirmehacer mi primer biodigestor en las islas Canarias. A John Beckman y Oliver Campero de TED, porapoyarme logsticamente en el primer proyecto de biodigestores en Mizque y con quienes un aodespus hice el primer biodigestor de altiplano y uncion. A la Asociacin de Productores de Leche

de Mizque, y especialmente a la amilia Delgadillo, la amilia Arias y la amilia de Dora Acua por suapoyo y cario durante aquellos meses y estos aos.

Gracias a todas esas amilias bolivianas que creyeron en los biodigestores y con quienes - juntos -hemos ido aprendiendo ms y mejor sobre la tecnologa. Gracias a las ms de 100 instituciones quehan participado en los talleres sobre biodigestores, por su inters y apoyo y especialmente a todoslos asistentes, que ueron los que ms demandaron este tipo de libreto.

Gracias a Alessio Bonatti de GVC, Mirko Bellot de ADIO, Andreas Oberascher de Complejo So-lar, Federico Peduzzi y Santos Flores Soto de ACRA, Judith Ramirez de ITDG-ISF, Cristina Cugat,Davide Poggio, David Villen de ISF y Juan Carlos Meja del CIAT, por apostar por esta tecnologa y

comenzar los primeros proyectos de sus instituciones y compartir las experiencias. Gracias a SamaySchtt del DED por sus aportes en la construccin de una estrategia social de democratizacinde la tecnologa. A Miguel Verweij de SNV por mostrar el camino a introducir los Mecanismos deDesarrollo Limpio a los biodigestores en Bolivia. A Walter Canedo de la Universidad Mayor de SanSimn por compartir sus experiencias anteriores con biodigestores.

Gracias a Pacco Lima, lder tecnolgico de la Comunidad Belen Iquiaca, por omentar el desarrollodel primer proyecto de biodigestores directamente gestionado por la propia comunidad. Gracias a Da-vid Cahuaya, Ricardo Mamani y Luis Mamani del Viceministerio de Turismo, las asociaciones de produc-tores de leche FELDELPAZ, APLEPO, ASOPLE, ADEPLECH etc., as como las empresas PIL Andina, PILChuquisaca y Delizia, por apostar por esta misma lnea de autogestin de proyectos de biodigestores.

Gracias a Ruth Callisaya por iniciar un proyecto autogestionado en su comunidad Chahuira Pampa.Gracias a mi amilia por aguantarme y a mis amigos por soportarme, y a todos ellos por apoyarme.

Gracias a Leyre y Raa y todos los dems cooperantes.

Gracias a Bernhard Zymla por su apoyo, conanza y libertad en comenzar el rea de biodigestores den-tro de la GTZ-Energa. Gracias a todos mis compaeros y compaeras del Componente. A NataliePereyra por la revisin de este texto. A Marc, Mara y Carlos por involucrarse en este proceso.

Gracias a la GTZ, y al nanciamiento holands, por apostar claramente por la divulgacin, transeren-cia tecnolgica y democratizacin de los biodigestores amiliares de bajo costo en Bolivia.

Y gracias en general a aquellos que me han acompaado y comparten sus experiencias.

Agradecimientos


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11Biodigestores Familiares

Introduccin

En su primera visita, en el mes de enero de 2007, Jaime Mart nos oreci introducir biodigestorespara mejorar el suministro de energa al sector productivo de Bolivia; esta tecnologa se ajustaal trabajo ejecutado por las cuatro lneas de accin del Componente Acceso a ServiciosEnergticos.

Con amplio conocimiento de los problemas de sostenibilidad y apropiacin de anterioresproyectos de biodigestores en dierentes pases, Jaime Mart demostr entusiasmo y conviccinal proponer modelos modernos, orientados a las necesidades y peculiaridades geogrcas de lasdistintas poblaciones de Bolivia.

Convencidos con la propuesta, decidimos implementar un proyecto piloto en una de las reasms complicadas, como es la regin de Palca del departamento de La Paz, la cual se encuentra auna altura de ms de 4.200 metros sobre el nivel del mar. Posterior a los tres meses, la respuestapositiva de las amilias y la adaptacin de biodigestores en zonas de caractersticas extremasconsolidaron su propuesta.

Conjuntamente con esta iniciativa, continuamos trabajando en ms regiones con todo el apoyo denuestro equipo. Una de las herramientas exitosas, ue la organizacin de talleres de capacitacinen la construccin de biodigestores amiliares de bajo costo, con el concepto democratizando latecnologa. A principios del 2008 se consigui que ms de 200 tcnicos de municipios, asociacio-nes, ONGs y grupos sociales ueran capacitados. Gracias a la creciente demanda, tenemos previs-

to alcanzar a beneciar a 1.000 amilias para que introduzcan biodigestores hasta el ao 2010.El xito de Jaime Mart Herrero, radica en acilitar el conocimiento tcnico y prctico a las amiliasdel rea rural, para que puedan construir y mantener los biodigestores en sus hogares mejorandola calidad de vida y su productividad.

El presente texto es una herramienta completa para las personas que tienen la intencin deintroducir y conocer esta tecnologa. Las experiencias narradas, resultan de gran utilidad a todaslas regiones de Bolivia y pases que presenten similares caractersticas geogrcas.

Finalmente, deseamos agradecer a Jaime Mart, por demostrar en todo momento compromisocon su trabajo, en benecio de la poblacin boliviana.

Bernhard ZymlaAsesor Principal

Componente Acceso a Servicios EnergticosPROAGRO - GTZ


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Este documento pretende divulgar una tecnologa apropiada, como son los biodigestores, entre laspersonas interesadas, tanto en su diseo como en su instalacin y manejo.

Este documento est basado principalmente en la experiencia de siete aos de trabajo conbiodigestores amiliares, tanto a nivel prctico como a nivel acadmico. La experiencia ms

relevante ha sido lograr hacer uncionar un biodigestor amiliar a 4.100 metros de altura sobreel nivel del mar, el 2003 en Pongo, (Cochabamba, Bolivia). Actualmente ya son cientos losbiodigestores que estn uncionando a estas alturas en Bolivia bajo el diseo propuesto en estedocumento.

Mucha es la bibliograa que existe sobre biodigestores, en muchos casos la inormacin es muytcnica y poco accesible para aquellos que simplemente quieren instalar un biodigestor amiliaro conocer sobre el tema. Es cierto que existen varios manuales de instalacin, muy didcticos,directos y prcticos, pero en ellos normalmente no se explica bien como disear un biodigestorde polietileno tubular. Es por eso, que este documento seguramente no aporte nada nuevo que

no est ya escrito en algn lugar, pero s trata de recopilar la parte ms prctica de toda esainormacin, ltrarla por la experiencia propia, y divulgar desde el diseo hasta la instalacin debiodigestores.

El documento se ha dividido en cinco captulos principales:

Biodigestores amiliares de bajo costo: donde se hace un breve repaso a la tecnologa, susbenecios, sus tcnicas sociales, construccin e instalacin, como introduccin al tema.

Diseminacin de biodigestores amiliares en Bolivia: se explica la estrategia dediseminacin a nivel nacional de Bolivia, as como las lecciones aprendidas.

Gua de diseo de biodigestores amiliares: donde se dan todas las claves para aprender

a disear un biodigestor amiliar para el caso concreto que cada uno desee, aportando al naltres ejemplos de diseo.

Diseminacin de biodigestores amiliares en Bolivia: donde se resume la estrategia dediseminacin, divulgacin y diusin de la tecnologa entre las amilias.

Biodigestores amiliares tipo para las tres ecorregiones: se aporta la solucin de diseode biodigestores amiliares de Altiplano, Valle y Trpico, para que sirvan de modelo.

Manual de instalacin de biodigestores amiliares: se aporta un nuevo manual, pues yaexisten varios y buenos, en el que se describe la tcnica empleada en la instalacin, con algunadierencia respecto a los manuales ms conocidos.

1.Guadediseoymanualde

instalacindebiodigestoresfamiliares

Guadediseoymanualdeinstalacind

ebiodigestoresfamiliares


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Biodigestores Familiares4

Nuevas ideas para la construccin e instalacin de biodigestores: donde se planteanposibles lneas abiertas, algunas ya desarrolladas en otros pases, para poder seguir desarrollandoesta tecnologa.

Bibliograa recomendada y comentada: se hace un repaso a la bibliograa, sobre todoaccesible desde internet, respecto a los biodigestores, en particular, los de polietileno tubular.

Gu ade

di seoymanual dei nst al aci ndebi odi gest oresf ami l i ares


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Un biodigestor es un sistema natural que aprovecha la digestin anaerobia (en ausencia de oxgeno)de las bacterias que ya habitan en el estircol, para transormar ste en biogs y ertilizante. Elbiogs puede ser empleado como combustible en las cocinas, caleaccin o iluminacin, y en grandesinstalaciones se puede utilizar para alimentar un motor que genere electricidad. El ertilizante, llamado

biol, inicialmente se ha considerado un producto secundario, pero actualmente se est tratando conla misma importancia, o mayor, que el biogs, ya que provee a las amilias de un ertilizante naturalque mejora uertemente el rendimiento de las cosechas.

Los biodigestores amiliares de bajo costo han sido desarrollados y estn ampliamente implementadosen pases del sureste asitico, pero en Amrica Latina, solo pases como Cuba, Colombia y Brasiltienen desarrollada esta tecnologa. Estos modelos de biodigestores amiliares, construidos a partirde mangas de polietileno tubular, se caracterizan por su bajo costo, cil instalacin y mantenimiento,as como por requerir slo de materiales locales para su construccin. Por ello se consideran unatecnologa apropiada.

Las amilias dedicadas a la agricultura, suelen ser propietarias de pequeas cantidades de ganado(dos o tres vacas por ejemplo) y pueden, por tanto, aprovechar el estircol para producir supropio combustible y un ertilizante natural mejorado. Se debe considerar que el estircolacumulado cerca de las viviendas supone un oco de ineccin, olores y moscas que desaparecern

2.Biodigestoresfamiliaresdebajo

costo1

Figura 1: Biodigestor

amiliar de bajo costo

instalado en Pakuani

(La Paz, Bolivia) a 4.221

metros sobre el nivel del

mar. Este biodigestorproduce biogs suciente

para cocinar 4-5 horas al

da, alimentndolo con 20

kg de estircol resco y 60

litros de agua diariamente.

Produce adems 80 litros

de ertilizante al da.

Como curiosidad, este es

el biodigestor ms alto del

mundo uncionando.

1 Seccin extrada del artculo : Mart Herrero J 2007: Experiencia de transerencia tecnolgica de biodigestores amiliares en Bolivia. LivestockResearch or Rural Development. Volume 19, Article #192.

Biodigestoresfamiliaresdebajocosto


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al ser introducido el estircol diariamente en el biodigestor amiliar. Tambin es importanterecordar la cantidad de enermedades respiratorias que suren, principalmente las mujeres, porla inhalacin de humo al cocinar en espacios cerrados con lea o bosta seca. La combustin

del biogs no produce humos visibles y su carga en ceniza es innitamente menor que el humoproveniente de la quema de madera.

Son tres los lmites bsicos de los biodigestores: la disponibilidad de agua para hacer la mezcla con elestircol que ser introducida en el biodigestor, la cantidad de ganado que posea la amilia (tres vacasson sucientes) y la apropiacin de la tecnologa por parte de la amilia.

Este modelo de biodigestor consiste en aprovechar el polietileno tubular (de color negro en estecaso) empleado en su color natural transparente en carpas solares, para disponer de una cmara devarios metros cbicos hermticamente aislada. Este hermetismo es esencial para que se produzcanla reacciones biolgicas anaerbias (Botero & Preston, 1987).

El lm de polietileno tubular se amarra por susextremos a tuberas de conduccin, de unas seispulgadas de dimetro, con tiras de liga recicladas delas cmaras de las ruedas de los autos. Con estesistema, calculando convenientemente la inclinacinde dichas tuberas, se obtiene un tanque hermtico.Al ser fexible el polietileno tubular es necesarioconstruir una cuna que lo albergue, ya sea cavandouna zanja o levantando dos paredes paralelas.

Una de las tuberas servir como entrada de ma-teria prima (mezcla de estircol con agua de 1:4o 1:3 segn el tipo de estircol). En el biodi-gestor se alcanza nalmente un equilibrio de nivelhidrulico, por el cual, tanta cantidad de estircolmezclado con agua es agregada, tanta cantidad deertilizante sale por la tubera del otro extremo.

Debido a la ausencia de oxgeno en el interior dela cmara hermtica, las bacterias anaerobias con-tenidas en el propio estircol comienzan a digerir-lo. El producto gaseoso llamado biogs, realmentetiene otros gases en su composicin como son eldixido de carbono (20-40%), nitrgeno molecu-lar (2-3%) y sulhdrico (0,5-2%), siendo el metanoel ms abundante con un 60-80%.

La conduccin de biogs hasta la cocina se hacede manera directa, manteniendo todo el sistemaa la misma presin: entre 8 y 13 cm de columnade agua dependiendo la altura y el tipo de ogn.

Esta presin se alcanza incorporando en laFigura 2: Cocina metlica adaptada para uncionar con

biogs.

Bi odi gest oresf ami l i aresdebaj ocost o


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conduccin una vlvula de seguridad construida a partir de una botella de reresco. Para hacerlase incluye una tee en la conduccin, y mientras sigue la lnea de gas, al tercer extremo de la teese le conecta una tubera que se introduce en el agua contenido en la botella unos 8 a 13 cm.

Tambin se aade un reservorio, o almacn de biogs, en la conduccin, permitiendo almacenarunos 2 a 3 metros cbicos de biogs.

Estos sistemas adaptados para altiplano han de ser ubicados en cunas enterradas para aprovecharla inercia trmica del suelo, o bien dos paredes gruesas de adobe en caso que no se puedacavar. Adems se les encierra a los biodigestores en un invernadero de un sola agua, soportadosobre las paredes laterales de adobe de 40 cm de grosor. Estos tapiales de adobe lateralesacumularn el calor del eecto invernadero, de manera que en las noches de helada mantendrnal biodigestor, an en uncionamiento, por su gran inercia trmica. En el caso de biodigestoresde trpico o valle, el invernadero es innecesario y de hecho, hay que proteger el biodigestor de

los rayos directos del sol.Los costos en materiales de un biodigestor pueden variar de 135 dlares para el trpico a 220dlares para el altiplano, ya que en la altura tienen mayores dimensiones y requieren de carpa solar.

Biodigestoresfamiliaresdebajocosto


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Nunca hubo un proyecto de diusin de bicicletas, ni estas ueron

subsidiadas para su compra y -por ser una tecnologa apropiada- las

amilias de todo el mundo han asumido el costo total y se han apropiado

de la tecnologa. Lo mismo debera suceder en un uturo con losbiodigestores.

3.1 Situacin anterior a enero 2007

En 2002 se realiza el primer proyecto de biodigestores en Bolivia en alturas superiores a los 2000msnm. Este siempre ue el lmite terico de la tecnologa a nivel internacional. En 2003 se realiza latranserencia de la tecnologa a una ONG de Cochabamba. Ese mismo ao se instala un biodigestora 4100 msnm que uncion, demostrando que la tecnologa no est limitada en altura y que solo hay

que considerar nuevas tcnicas en su construccin. Durante 2004-2006, validada la tecnologa paratodas las regiones de Bolivia (altiplano, valle y trpico), se realizaron proyectos de implementacin debiodigestores. Desde 2002 a 2006 se instalaron unos 250 biodigestores entre los departamentos deCochabamba y La Paz, debido a que solo exista una institucin capacitada ejecutando proyectos.

3.2 Objetivo del proyecto

Convertir a los biodigestores amiliares en una herramienta ms dentro de los usos productivos de lasamilias del rea rural de Bolivia, donde el conocimiento sea transerido de campesino a campesino, sindependencia exterior.

A corto plazo: Capacitar a ms instituciones en el diseo, instalacin y gestin de proyectosde biodigestores amiliares en Bolivia, para diseminar la tecnologa entre las amilias rurales.

A medio plazo: Divulgar en todo el territorio nacional la tecnologa de biodigestores, de maneraque las amilias conozcan la tecnologa y a partir de esto, bajo sus propios criterios, decidan siquieren incorporarlo a su sistema productivo. Comenzar con los primeros proyectos gestionadospor las propias comunidades y asociaciones de productores.

A largo plazo: Democratizar la tecnologa de manera que las comunidades, asociaciones deproductores, alcaldas, etc. pueden desarrollar y gestionar sus propios proyectos de biodiges-tores sin asistencia externa ni subvencin de la tecnologa.

3.Diseminacindebiodigestores

familiaresenBolivia

Disemina

cindebiodigestoresfamiliares

enBolivia


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3.3 Apoyo de la GTZ-Energa

Para alcanzar el objetivo propuesto, la GTZ-Energa apoyar en: Asesoramiento tcnico para cualquier biodigestor o proyecto de biodigestores.

Capacitacin tcnica y terica a grupos de proesionales e instituciones a travs de talleres.

Capacitacin tcnica a amilias, tcnicos locales y asociaciones de productores a travs de talleres.

Subsidio del 30% en costo de los materiales de los biodigestores de ejecucin.

Subsidio del 50% en costo de materiales de biodigestores demostrativos. Podr haber dosbiodigestores demostrativos por comunidad donde no haya ya otros biodigestores. Para lainstalacin de dichos biodigestores se debe realizar un taller comunal reuniendo a los vecinos.

Este apoyo solo ser eectivo a corto plazo en la etapa de diseminacin. Apoyo a un comunario con un pequeo sueldo para gestin del proyecto de su comunidad.

Coordinacin y diusin de la inormacin de biodigestores, como medio de contacto entreinstituciones interesadas en biogs en Bolivia.

3.4 Estrategias de divulgacin

La divulgacin de la tecnologa ha de llegar, principalmente, a las amilias rurales, pero las instituciones,ONGs, alcaldas, universidades, organizaciones son quienes llegan a mayor cantidad de amilias, y por

tanto debe de priorizarse tambin la divulgacin a estos actores.Para dar a conocer los biodigestores amiliares entre instituciones, alcaldas y comunidades seelaborarn trpticos inormativos. Adems, a peticin de los interesados, se darn charlas, que duranmedia maana, explicando la tecnologa con videos, la solicitud y gestin de proyectos.

Es importante tener presencia en los medios de comunicacin internacionales especializados endesarrollo y energa. Para ello hay que escribir artculos tcnicos y sociales sobre las estrategias yavances de implementacin, as como sistematizaciones de la metodologa.

Tambin hay que aprovechar los medios de comunicacin nacional y local, aprovechando eventoscomo talleres, o la puesta en marcha de biodigestores en comunidades. Las radios locales como

medio de convocatoria e inormacin a los comunarios son undamentales. La realizacin devideos domsticos, que pueden ser publicados en internet, que muestren la construccin de losbiodigestores, o los usos del biogs y del ertilizante, tambin ayudar en las reuniones con lasinstituciones interesadas en visualizar el proyecto.

3.5 Estrategias de capacitacin

Talleres dirigidos a proesionales del desarrollo rural: A travs de talleres intensivos se pretendecapacitar a proesionales del desarrollo rural en el diseo, instalacin, manejo diario, aplicaciones delertilizante y biogs, gestin de proyectos y sostenibilidad. Los talleres sern de tres das, el primero

Di semi naci ndebi odi gest oresf ami l i ares

enBol i vi a


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dedicado a diseo de biodigestores, aplicaciones del biogs y ertilizante; el segundo da ser prcticocon la instalacin de un biodigestor en alguna comunidad cercana; y el tercer da ser de gestin deproyectos, subsidios existentes, identicacin de usuarios, etc. El primer da se invitar a personas con

dierentes experiencias en biogs en Bolivia a dar pequeas charlas. Es importante invitar a institucionesque hayan asistido a anteriores talleres que estn trabajando en proyectos, de manera que expliquen susexperiencias a los asistentes y los motiven.

Talleres comunales: Con el inters de las asociaciones de productores y comunidades sedesarrollan talleres comunales locales. En ellos asisten los vecinos de la amilia a la que se va ainstalar un biodigestor demostrativo. Durante estos talleres se ensea el uncionamiento bsico,mantenimiento del biodigestor y se instala un modelo para la regin. De esta manera, las amiliasconocen la tecnologa, y normalmente esperaran a que el biodigestor comience a uncionar parapedir ellos un nuevo proyecto de ejecucin. Todo biodigestor demostrativo debe ir acompaado de

un taller comunal.Publicacin de la gua de diseo y manual de instalacin de biodigestores amiliares:Se redactar un documento que contenga toda la metodologa para el diseo de biodigestores, queaporte modelos para las regiones de altiplano, valle y trpico, contenga un manual de instalacin ynuevas ideas a desarrollar en el mbito de biodigestores amiliares. Con este texto se pretendedejar por escrito todo el conocimiento acumulado durante siete aos de trabajo en Bolivia y que seconvierta en un material de reerencia.

3.6 Estrategias de ejecucin

Alianzas estratgicas: Existen agrupaciones de productores que renen a gran nmero de amilias yaorganizadas. Las asociaciones de productores de leche de cada regin son las ms interesadas en losbiodigestores y estn compuestas por amilias pequeo productoras, con 3 a 10 cabezas de ganado yuna produccin por amilia media de 20 a 70 litros de leche por da. La alianza con estas asociaciones,grandes y pequeas, reuerza su estructura, aumenta el empoderamiento sobre la tecnologa y es unpunto muy importante en la sostenibilidad del proyecto. Estas asociaciones sern las que gestionendirectamente su proyecto, y la GTZ-Energa aporta el subsidio y asesoramiento tcnico durante todo elproceso. Dentro de las alianzas estratgicas deben entrar las empresas lecheras, pues tienen contactodirecto con todos los pequeos productores. Adems estn los municipios donde la actividad lechera esimportante. Como medio de nanciamiento alternativo habr que establecer alianzas con institucionesde microcrdito que trabajen directamente con las amilias para asegurar una mayor sostenibilidad.

Proyectos con ONGs: Las ONGs que trabajan en el mbito rural tienen como meta amilias quenormalmente poseen dos o tres cabezas de ganado y no son lecheras.Las ONGs capacitadas a travsde los talleres (o capacitadas anteriormente en la ejecucin completa de proyectos de biodigestores)suelen iniciar sus proyectos con biodigestores demostrativos. A partir de entonces comienzan conproyectos ms grandes de ejecucin. Se apoya a las ONGs con asesoramiento tcnico y subsidio del30% del coste en material para proyectos de ejecucin y 50% para proyectos demostrativos.

Proyectos comunales: El trabajo directo con comunidades o pequeas asociaciones de productoresconlleva mayor trabajo, pero asegura conocer de primera mano las impresiones, comentarios, nece-

sidades y ormas de trabajo de las amilias objetivo del proyecto. Por ello, aunque implique un trabajo

Diseminacindebiodigestoresfamiliares

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mayor que la colaboracin con ONGs o grandes organismos, reporta un conocimiento de la realidadrural imprescindible para el manejo del proyecto global. Los proyectos comunales se basan en la gestindel proyecto por parte de la propia comunidad, tanto en la recoleccin de dinero de las amilias, compra

de materiales, echas de reuniones, y rendicin de cuentas.

3.7 Sostenibilidad

La sostenibilidad del proyecto pasa por democratizar la tecnologa. Esto es, hacer que el conocimientode la instalacin y mantenimiento de un biodigestor no dependa de tcnicos proesionales, y seconvierta en conocimiento transmitido de campesino a campesino, de cada amilia.

La capacitacin de personal tcnico especializado y proesional puede ayudar al inicio del proyecto,pero no es sostenible a largo plazo, porque los proesionales capacitados que viven del trabajo con

esta tecnologa, en cuanto no hay demanda durante unos meses, stos abandonaran y se dedicarana otra actividad laboral.

El mayor inters est en capacitar personal local, en las ideas bsicas de manejo e instalacin, quizs no tantcnicos, pero que puedan instalar un biodigestor. De esta manera ellos no abandonan su trabajo anterior,y harn biodigestores a peticin de sus vecinos, cobrando un jornal a la amilia beneciaria. Esto puede

signicar un ingreso monetario extra, pero nunca unabandono de sus actividades laborales anteriores.

Para esto, es necesario divulgar modelos de bio-digestores amiliares, de modo que no se necesi-

ten clculos o diseos particulares, y se dispongade las dimensiones y medidas comunes de bio-digestores que satisagan las necesidades de unaamilia de altiplano, valle y trpico.

A travs de estos biodigestores modelo, de la trans-erencia tecnolgica en cuanto a adquisicin de ma-teriales, instalacin y manejo de un biodigestor sepuede lograr la democratizacin de la tecnologa.

Introduciendo el sistema de microcrdito directo

entre amilias y nanciadoras se asegura la soste-nibilidad a largo plazo.

3.8 Lecciones aprendidas endivulgacin y diseminacin

En todo este proceso de desarrollo, divulgaciny diseminacin de esta tecnologa en Bolivia hayvarias lecciones aprendidas.

La introduccin de los biodigestores en una

amilia signica que ya no se requiere buscar lea

Figura 3:La democratizacin de los biodigestores se produce

cuando la transerencia tecnolgica sucede de campesino a

campesino

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diariamentepara cocinar, tarea normalmente asignada a las mujeres y nios. Por ello es necesarioque sea la mujer la que se apropie de la tecnologa como nuevo combustible para cocinar. Inclusopara hacer las cocinas de biogs se han adaptado las cocinas tradicionales de barro mejorado para

que la combustin de biogs sea ms eciente. Esta liberacin de la carga de trabajo de las mujeresimplica mayor disponibilidad de tiempo para otros usos productivos, capacitacin, participacinsocial, etc. Por otro lado, la produccin de ertilizante despierta mayor inters en el hombre, ya quesuele ocuparse de los cultivos, y por tanto es importante capacitarle convenientemente en su uso, deorma que l tambin se apropie de la tecnologa que le provee de un ertilizante ecolgico y natural.Los nios y nias tambin es importante tenerlos en cuenta, y hacerlos partcipes como parte de laamilia, evitando que en juegos o vandalismo, pudieran daar el biodigestor.

La estrategia para la divulgacin y diseminacin de esta tecnologa que se ha visto ms acertada esa travs de biodigestores demostrativos. Esto es, instalar uno o dos biodigestores por regin, en

una granja municipal si hay inters de las autoridades, en granjas o centros educacionales modeloque existan o en amilias interesadas, de ormaque los vecinos vean su uncionamiento, manejo ybenecios. Esta estrategia no es agresiva y se daa conocer una tecnologa nueva, de modo que lasamilias tendrn inormacin y criterios propiospara decidir la conveniencia de introducir o no, unbiodigestor en sus viviendas y manejo agropecuario.En posteriores visitas a las comunidades se puedehacer ya una diseminacin mayor a las amilias

interesadas.Una leccin aprendida de ltima hora, es introducirlos biodigestores demostrativos en dos amilias ala vez en una comunidad, de orma que se generaun apoyo mutuo entre ambas amilias en cuanto atrabajo, dudas y transmisin de conocimiento.

La participacin de la amilia en toda la instalacinde un biodigestor ayuda a la apropiacin yentendimiento de la tecnologa. Se han dado

casos en los que la amilia ha desmontado y vueltoa montar un biodigestor por considerar otraubicacin ms idnea, o para repararlo. El trabajopropio de la amilia cavando la zanja que servirde cuna, instalando la lnea de biogs desde elbiodigestor hasta la cocina es importante devalorar.

Cuando un biodigestor se instala se realiza suprimer llenado con gran cantidad de estircol yagua, hasta que el lodo interior tape las bocas de

las tuberas de entrada y salida para asegurar una

Figura 4: Biodigestor recin instalado en altiplano y en

proceso de empezar a producir biogs (Pakuani, La Paz,4200 msnm)

Diseminacindebiodigestoresfamiliares

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atmsera anaerbica. Es importante hacer un seguimiento posterior, puesto que el biodigestor tar-dar tantos das como tiempo de retencin se haya considerado para entrar en plena produccin debiogs y ertilizante. En el caso del altiplano esto puede suponer dos meses cargando diariamente

un biodigestor que aun no da los productos esperados, y por tanto es necesario acompaar y apoyara la amilia en este proceso para que no se sienta que el trabajo es en vano.

Es importante aprovechar las estructuras sociales propias de cada lugar, como por ejemplo la aso-ciacin de productores de leche local u otros tipos de asociaciones. De esta manera ya existe unaorma de representacin, de comunicacin, convocatoria y de control interno que no es necesariogenerar con cada nuevo proyecto.

En caso de existir subvenciones monetarias para adquirir los materiales, ya sea por parte de ONGs,municipios o cualquier otro tipo de ayuda, nunca ha de ser total y -por tanto- hay que hacer partcipea la amilia en los costos. Es importante que la amilia no solo ponga parte de la mano de obra para la

construccin de la cuna, sino que adems aporte dinero. La cantidad puede ser variable de acuerdoal contexto social, pero es recomendable que no sea inerior al 50% del presupuesto en materialesdel biodigestor. De esta orma las amilias que decidan instalar un biodigestor, lo harn en un gradomuy importante de apropiacin de la tecnologa, adems que obliga a la institucin o promotor atener una responsabilidad y dar garanta en los materiales empleados, y en el uncionamiento delsistema. De otro modo, tanto la apropiacin de la tecnologa por parte de la amilia as como elcompromiso del buen hacer del instalador, pueden ser menores.

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Este documento pretende dar a conocer un mtodo sencillo para disear un biodigestor amiliar debajo costo. Muchos son los documentos consultados para realizar esta gua y se ha preerido aadiral nal una bibliograa de recomendada lectura para aquellos que quieran proundizar en el tema.Otros datos o metodologas simplicadas son causa de la experiencia acumulada en campo y algunas

veces no se dispone de corroboracin de resultados de laboratorio.Esta gua de diseo presenta inicialmente los conceptos que se deben considerar en el diseo deun biodigestor. Inicialmente presenta parmetros que determinan el diseo, adems se aporta unmtodo simplicado de estimacin de biogs diario disponible. Por el carcter popular de esta guase ha preerido explicar algunos trminos de manera ms divulgativa y menos cientca.

Hasta este punto, se tendr la capacidad de disear el biodigestor en cuanto volmenes, y es entoncescuando es necesario determinar las dimensiones de longitud, dimetro y dimensiones de la osadonde se albergar el biodigestor.

Tras la explicacin de los conceptos se presentan tres ormas de clculo a modo de ejemplo, que se

dierencian en el objetivo del diseo del biodigestor: criterios de disponibilidad de estircol, criteriosde necesidades de combustible y un biodigestor para tratamiento de aguas negras provenientes deuna letrina.

4.1 Conceptos en el diseo de un biodigestor amiliar

El diseo de un biodigestor depende directamente de varios parmetros tales como la temperaturaambiente media del lugar donde se vaya a instalar. La temperatura marcar la actividad de las bacteriasque digieren el estircol, y cuanto menor temperatura, menor actividad tendrn stas, y por tanto sernecesario que el estircol est ms tiempo en el interior del biodigestor. De esta orma la temperatura

marca el tiempo de retencin.

Por otro lado, la carga diaria de estircol determinar la cantidad de biogs producido por da. Lacarga de estircol diaria, junto con el tiempo de retencin (determinado por la temperatura),determinarn el volumen del biodigestor.

Una cualidad de esta tecnologa es que es adaptable a muchas situaciones, y su diseo puedeconsiderar dierentes criterios:

Criterios de necesidad de combustible

Criterios de necesidades medioambientales (cuando se desea tratar todo el estircol

generado)

4.Guadediseodebiodigestores

familiares

Guadediseodebiodigestoresfamiliares


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Criterios de un ertilizante natural

Criterios de lmite de estircol disponible

Segn cul sea el objetivo del biodigestor; proveer de combustible, generar un buen ertilizanteo depurar residuos orgnicos, unos parmetros u otros sern los que denan la metodologa declculo del biodigestor.

Es importante aadir en este punto que un biodigestor tambin puede digerir las aguas negrasproducidas en una letrina, pero que para ello se debern considerar actores extra, como son el usolimitado del ertilizante y el tamao del biodigestor.

4.1.1 Digestin anaerobia

El estircol resco contiene bacterias que continan digirindolo y producen metano, dixido decarbono y otros gases. Si esta digestin se hace en ausencia de aire (digestin anaerobia) seproduce biogs, que es uno de los intereses de un biodigestor. Realmente hay una produccin encadena de dierentes tipos de bacterias. Unas inicialmente producen una hidrlisis del estircolgenerando cidos orgnicos. Otro tipo de bacterias digieren estos cidos orgnicos a travs de unadeshidrogenacin y acetogensis dando como resultado cido actico e hidrgeno. Y nalmenteotras bacterias, llamadas metanognicas, digieren el hidrgeno y el cido actico para transormarloen metano, que es el gas ms importante del biogs y el que permite la combustin.

4.1.2 Temperatura y tiempo de retencin

En el proceso de digestin anaerobia son las bacterias metanognicas las que producen, en laparte nal del proceso, metano. Existen dierentes poblaciones de bacterias metanognicas ycada una de ellas requiere una temperatura para trabajar de orma ptima. Existen poblacionesmetanognicas que tienen su mayor rendimiento a 70C de temperatura, pero para ello habra

que calentar el lodo interior del biodigestor. Hay otras poblaciones que tienen su rango ptimo

Figura 5: Proceso biolgico que sucede en el interior de un biodigestor.

Hidrgeno

Estircolresco

cidosorgnicos

MetanoCH

4

cidoacticoHidrlisis

Acetognesi Metanognesis

Gu adedi seodebi odi gest oresf ami l i ares


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de trabajo de 30 a 35 C. Estas temperaturas se pueden alcanzar en zonas tropicales de maneranatural. La actividad de las bacterias desciende si estamos por encima o por debajo del rango detemperaturas ptimas de trabajo.

En biodigestores sin sistema de caleaccin se depende de la temperatura ambiente que en muchasregiones es inerior al rango de temperaturas ptimas. A menores temperaturas se sigue produciendobiogs, pero de manera ms lenta. A temperaturas ineriores a 5C se puede decir que las bacteriasquedan dormidas y ya no producen biogs.

Por ello es necesario estimar un tiempo de retencin segn la temperatura a la que se trabaje. Eltiempo de retencin es la duracin del proceso de digestin anaerobia, es el tiempo que requie-ren las bacterias para digerir el lodo y producir biogs. Este tiempo, por tanto, depender de latemperatura de la regin donde se vaya a instalar el biodigestor. As, a menores temperaturasse requiere un mayor tiempo de retencin que ser necesario para que las bacterias que tendrn

menor actividad, tengan tiempo de digerir el lodo y de producir biogs.

Tabla 4.1: Tiempo de retencin segn temperatura

Regin caracterstica Temperatura (C)Tiempo de retencin

(das)

Trpico 30 20

Valle 20 30

Altiplano 10 60

4.1.3 Estircol disponible

La materia prima para la produccin de biogs es el estircol resco. Se pueden considerar otro tipode residuos orgnicos, pero en ningn caso residuos duros (con cscara dura) o de larga duracinde descomposicin (como vsceras). El estircol que mayor cantidad de biogs produce es el dechancho y el humano, pero el ertilizante que producen es muy cido, adems de que en el casohumano hay que tener otras consideraciones como se ver en el correspondiente apartado. Elestircol ms equilibrado es el de vaca, adems que por animal se produce gran cantidad de estircol,

y por tanto es el ms cil de recoger.De manera general, hay que calcular cunto estircol se dispone al da. Para ello hay que considerarel manejo del ganado que se realiza, ya que si es de pastoreo, el ganado duerme en la noche en uncorral cercano a la vivienda, y solo se podr recoger el 25% del estircol producido por animal a lolargo del da. En caso de ganado tabulado todo el da cerca de la vivienda, todo el estircol producidoest disponible para ser introducido en el biodigestor. Se recomienda usar el estircol necesariopara la produccin de biogs requerida, y dejar el sobrante para los usos tradicionales de abonadode los cultivos.

En la siguiente tabla se muestra la produccin de estircol resco diario para dierentes animales, por

cada 100 kilogramos de peso del animal.



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Tabla 4.2: Produccin de estircol resco diario

Ganado

Kg de estircol resco producido

por cada 100 kg de peso delanimal

Cerdo 4

Bovino 8

Caprino 4

Conejos 3

Equino 7

Humano adulto 0,4 kg por adulto

Humano nio 0,2 kg por nio

Por tanto una vaca de 300 kg de peso produce al da 21kg de estircol resco, que en caso deser pastoreada slo se podr recoger el 25% de ese estircol, por tanto, 5.25 kg. As como cincochanchos de 70 kg cada uno producir 14 kg de estircol diario.

4.1.4 Carga de mezcla diaria de entrada

Todos los das hay que cargar el biodigestor con una carga de estircol mezclada 1:4 con agua. Deesta manera, una parte es de estircol y cuatro de agua. A esto se le llama mezcla de carga diaria(estircol ms agua). En artculos y bibliograa anterior se recomendaba en todos los casos mezclasde 1:4 para biodigestores tubulares, pero en el caso de estircol de ganado bovino, una mezcla de 1:3es suciente como se ha visto experimentalmente. En biodigestores tipo chino la mezcla se realiza1:1, pero en biodigestores tubulares conviene diluir mucho ms el estircol de orma que no seormen natas en la supercie. Adems, una buena dilucin de la mezcla asegura que el biodigestorrealmente sea de fujo continuo, evitando que se atasque por exceso de materia slida en su interior.

Figura 6: Esquema bsico de un biodigestor y del inicio de la conduccin de biogs hacia la cocina.

Entrada para lacarga de mezcladiaria

Salida de biogs

Volumen gaseoso: campanade biogs

Vlvula deseguridad

Conduccin debiogs hacia lacocina

Salida delertilizante

Volumen lquido: mezclade estircol y agua

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Biodigestores tubulares que ueron cargados con relaciones de 1:2 de estircol y agua, tuvieron queser desatascados a los pocos meses, por acumularse exceso de materia slida en su interior.

El suero de la leche de la vaca est dando muy buenos resultados en la produccin de biogs, y si es posible,se puede sustituir parte del agua a introducir diariamente por los mismos litros de suero de vaca.

4.1.5 Volumen total de biodigestor

El volumen total del biodigestor ha de albergar una parte lquida y otra gaseosa. Normalmente se daun espacio del 75% del volumen total a la ase lquida, y del 25% restante a la ase gaseosa.

El volumen total es la suma del volumen gaseoso y el volumen lquido.

VT

= VG+V

L

Y por tanto el volumen lquido es tres cuartas partes del total:

VL

=VT

x 0.75

El volumen gaseoso es una cuarta parte del total:

VG=V

Tx 0.25

Y el volumen gaseoso ser igual a una tercera parte del volumen lquido:

VG=VL 3

4.1.6 Volumen lquido

Para que la carga diaria de entrada pueda ser digerida por las bacterias, es necesario que est en elinterior del biodigestor tanto tiempo como el tiempo de retencin estimado (segn la temperaturadel lugar). Ya que el biodigestor tubular es de fujo continuo, el volumen lquido ser el resultado demultiplicar el tiempo de retencin por la carga diaria. De esta manera, si imaginamos el biodigestorvaco inicialmente y comenzamos a cargarlo de orma diaria, tardar tantos das como tiempode retencin se hayan considerado en llenarse. Y as, tiempo de retencin +1 da, al cargar el

biodigestor, se desbordar expulsando la carga del primer da ya digerida.El volumen lquido de un biodigestor ser el resultado de multiplicar la mezcla diaria de carga por el tiempode retencin.

4.1.7 Volumen gaseoso

Dentro del biodigestor, por estar en una situacin anaerobia (en ausencia de oxgeno) se va aproducir biogs, y ste se acumular en la parte superior. Al ser el biodigestor de polietileno tubularse ormar una campana de biogs que sirve para almacenar gas y darle orma al biodigestor.

El volumen gaseoso equivale a un tercio del volumen lquido.



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4.1.8 Produccin de biogs

La mezcla de estircol con agua en el interior del biodigestor, en ausencia de aire, producir biogs. Esta

produccin no es constante, y es un proceso que dura, ms o menos, el tiempo de retencin estimadosegn la temperatura de trabajo. De esta orma, un kilo de estircol ir produciendo biogs de poco apoco a lo largo del tiempo de retencin al que est sometido.

Existen dierentes mtodos para estimar la produccin de biogs de un biodigestor segn su cargadiaria de estircol, pero aqu se presenta lo que se denomina un nmero mgico para realizar esteclculo de orma sencilla.

La estimacin de este nmero mgico se realiza a travs de los conceptos de slidos totales y slidosvoltiles que se desarrollan en el anexo. En la estimacin se han considerado valores medios y por tantoel empleo de este nmero mgico sirve para tener una idea aproximada del volumen de biogs generadopor da siempre que se cumplan los tiempos de retencin adecuados a cada temperatura de trabajo.

Tabla 4.3: Produccin de biogs

GanadoNmero mgico

(litros de biogs producidos por da por kilo deestircol resco cargado diariamente)

Cerdo 51

Bovino 35.3

La produccin de biogs diario ser el resultado de multiplicar la carga de estircol diaria por el nmeromgico.

4.1.9 Consumo de biogs

El biogs producido se emplea normalmente como sustituto de la lea, bosta seca o gas de garraa,para cocinar. El poder calorco del biogs es menor al del butano o propano e implica que se tardaen cocer ms tiempo los alimentos que cuando se hace con gas natural o de garraa. El consumo deuna cocina domstica normal se puede estimar en 130-170 litros por hora.

Figura 7: Corte transversal de un biodigestor, donde se ve que la zanja donde se ubicar tiene orma de chafn (paredes

inclinadas) y stas soportan la parte del volumen lquido, quedando la campana de biogs arriba. Dependiendo del ancho de rollo

(del dimetro de la manga) la zanja tendr unas dimensiones dierentes.

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Tabla 4.4: Equivalencias energticas del biogs

1000 litros(1 m3) de biogs equivale a:

Madera 1.3 kgBosta seca 1.2 kg

Alcohol 1.1 litros

Gasolina 0.75 litros

Gas-oil 0.65 litros

Gas natural 0.76 m3

Carbn 0.7 kg

Electricidad 2.2 Kw/h

El biogs tambin se puede emplear para iluminacinen lmparas de gas comerciales. El consumo de estaslmparas varias segn el abricante pero se puedeconsiderar un consumo de 90 a 130 litros por hora.

Cuando se produce gran cantidad de biogs stese puede emplear en caleaccin (de chiqueros ycra de pollos) e incluso conectarlo a un motor

para su uncionamiento.

4.1.10 Produccin de ertilizante

La carga de mezcla diaria de estircol con agua quese introduce al biodigestor ser digerida por lasbacterias y se producir biogs. Pero por otro ladoquedar un lquido ya digerido, que ha producidotodo el biogs que poda, y que se convierte enun excelente ertilizante. A este ertilizante se le

suele llamar de orma general biol. Es cierto queen algunos documentos dierencian entre su partems lquida y su parte slida, llamando a la primerabiol y a la segunda biosol.

El ertilizante producido tiene un contenido ennitrgeno de 2 a 3%, de soro de 1 a 2%, depotasio entorno al 1% y entorno a un 85% demateria orgnica con un PH de 7.5.

Para producir un mejor ertilizante es interesante

aumentar los tiempos de retencin, de manera queel lodo se descomponga ms, y sea de mayor calidad

Figura 8: Cocina artesanal de biogs hecha con tubera de

hierro de y la estructura en barro. Consume, una media,140 litros por hora.



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y ms cil de asimilar por las plantas. El ertilizante que sale de un biodigestor con los tiempos de reten-cin expresados en la Tabla 3.1 es muy bueno, pero si aumentamos estos tiempos de retencin en un25% es excelente.

Tabla 4.5: Tiempo de retencin segntemperatura para mejor ertilizante

Regincaracterstica

Temperatura (C)Tiempo de

retencin (das)

Trpico 30 25

Valle 20 37

Altiplano 10 75

Aumentar el tiempo de retencin implica un mayor volumen del biodigestor y por tanto un mayorcoste en materiales.

4.1.11 Aplicaciones del ertilizante

Existen dierentes experiencias en el uso del biolproducido en un biodigestor y aqu se presentarntres de ellas bsicas explicadas de acuerdo a lostiempos de los cultivos.

Inicialmente, cuando el terreno se ara, se puedeusar el ertilizante recin salido del biodigestorpara regar cada surco.

El da antes de sembrar, se pueden introducirlas semillas o grano en una mezcla de 1 a 1 deertilizante con agua por un tiempo de 4 o 5horas.

Una vez en crecimiento la planta, se puede

ltrar el ertilizante y umigar (uso comoertilizante oliar) las plantas con una mezcla deuna parte de ertilizante y 4 de agua. Funcionamuy bien umigar tras una helada, as comocuando ya comienza el ruto a aparecer, peronunca durante la foracin, ya que podra llegara quemar la planta.

Es muy importante considerar que si el biodigestorest conectado a una letrina, el uso del ertilizanteoliar se restringe a rutales, cultivos cuyo ruto sea

subterrneo (papas, cebolla, zanahoria, etc.) y enFigura 9:Salida del biodigestor por donde se derrama el biol.

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cultivos cuyo ruto est a ms de 50 cm del suelo, umigando en la parte inerior de la planta y nunca sobreel ruto. Esto es debido a que en la digestin anaerobia que se sucede en el biodigestor de las heces humanasmueren de un 80 a 95% de los coliormes humanos. Pero an resta una mnima cantidad de coliormes que

pudiera aectar a la salud humana si es que alcanzan al ruto que ms tarde servir de alimento.

4.1.12 Consideraciones en caso de unir una letrina al biodigestor

Se pueden tratar las heces humanas a travs de un biodigestor, pero se requiere un trabajo dierente.Las heces humanas contienen coliormes, que de ser ingeridos de nuevo por la poblacin, puedenaectar a la salud humana.

Es importante que al biodigestor slo llegue el desage de la letrina y no el agua del lavamanoso de la ducha, porque contiene jabones y detergentes que matarn a las bacterias metanognicas

del interior del biodigestor. La higiene de los baos debe ser con agua, y solo una o dos veces a lasemana con detergentes.

Hay que considerar que la mezcla de agua en el caso de las letrinas suele ser una descarga de 5litros para arrastrar 400 gramos de heces de un humano adulto. Si no se considera la conexinde la letrina al biodigestor en el diseo, estaremos aumentando uertemente la mezcla de cargadiaria, y esto conducir a un menor tiempo de retencin. Esto es debido a que si se ha diseado elbiodigestor para una carga de mezcla diaria segn el estircol disponible del ganado y aadimos aesa carga diaria todo lo que venga de la letrina, estar entrando mayor cantidad de lo previsto y portanto el tiempo de retencin ser menor, implicando:

Una menor produccin de biogs por no darle tiempo a las bacterias a realizar su trabajo. Una menor descomposicin de las heces humanas aumentando por tanto su contenido en

coliormes dainos para la salud humana.

Se recomienda reducir la descarga de agua en la letrina, introduciendo una botella de reresco de 2litros en el depsito, para que de esta orma slo descargue 3 litros. Si consideramos el aumento en lacarga de mezcla diaria en un biodigestor diseado bajo la metodologa anterior (sumando el estircolhumano ms el de los animales), hay que considerar el uso restringido de todo el ertilizante, tal ycomo se comenta en el apartado 4.1.11, pues aun contendr una mnima cantidad de coliormes.

Si se desea tratar convenientemente las aguas negras que salen de la letrina, se deber aumentar el

tiempo de retencin del biodigestor al doble y an as ser necesario surir las limitaciones en el usodel ertilizante. Esto tiene dos consecuencias:

Un biodigestor mixto (tratamiento de estircol y aguas negras) deber tener un tamao muchomayor debido al incremento en el tiempo de retencin.

Todo el ertilizante producido estar sujeto a restricciones de uso (tal y como se dice en elapartado 4.1.11) an siendo slo el 10% del ertilizante producido proveniente del tratamientode las aguas negras.

Por tanto, la mejor solucin es hacer dos biodigestores, uno adecuado para estircol animal, queproducir la mayor cantidad de biogs y su ertilizante no est sujeto a restricciones, y otro para

tratar slo las aguas negras, con una baja produccin de biogs (por la poca materia entrante) y con



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uso restringido del ertilizante. Este ertilizante si no se quiere usar, se puede echar a los ros puesya ha sido convenientemente tratado.

Se aade un ejemplo al nal de este captulo para el diseo de un biodigestor para tratar las aguas negrasproducidas por una amilia en valle alto, as como las soluciones para amilias tipo en el captulo 5.

4.2 Conceptos en el dimensionado de un biodigestor amiliar

Conociendo el volumen total de un biodigestor se deber determinar las dimensiones del mismo.Las dimensiones primeras a determinar son la longitud y radio del biodigestor tubular.

Hay que recordar que hasta ahora se ha hablado en litros para los volmenes y que a partir de aquestos volmenes se trabajan en metros cbicos, es decir 1.000 litros equivalen a un metro cbico (1000litros = 1 m3).

4.2.1 Ancho de rollo y radio de la manga

El polietileno tubular se vende en rollos de 50 metros, con un ancho de rollo que vara normalmenteentre 1, 1.25, 1.50, 1.75 y 2 metros. Este ancho de rollo equivale a la mitad de la circunerencia totaldel plstico.

Figura 10: Desenrollando el rollo de polietileno tubular. Un rollo de polietileno tubular suele ser de 50 metros, y el ancho del rollo

(que es la mitad de la circunerencia de la manga) es variable segn lo que se compre.

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Normalmente este plstico se usa para carpas solares, y de igual manera se vende en su ormatubular. Para su uso se corta en uno de sus pliegues y se abre la manga de plstico para convertirlaen una sbana del doble de ancho que el ancho de rollo.

Para la construccin de biodigestores tubulares, es la orma del plstico, la que permite hacer unacmara hermtica si es que amarramos ambos extremos de la manga.

El ancho de rollo determina el dimetro y radio de nuestro biodigestor. Segn el ancho de los rollosms comunes en el mercado encontramos:

Tabla 4.6: Parmetros segn el ancho de rollo

Ancho de rollo (m)Permetro de la

circunerencia (m)Radio (m) Dimetro (m)

1 2 0.32 0.64

1.25 2.5 0.40 0.80

1.50 3 0.48 0.96

1.75 3.5 0.56 1.12

2 4 0.64 1.28

4.2.2 Volumen de una manga, seccin efcaz y longitud

El biodigestor es una manga de plstico amarrada por ambos extremos a una entrada y unasalida. El volumen total de este manga equivale al volumen de un cilindro (en metros cbicos)que se calcula multiplicando pi x r2 x L, siendo pi=3.1416, r el radio del tubo (en metros) y L lalongitud del biodigestor (en metros).

Lo normal es primero obtener los resultados de pi x r2 (seccin ecaz) para cada uno de los anchosde rollos disponibles, para luego con estos valores, estimar la longitud necesaria para alcanzar elvolumen total deseado.

Vcilindro

= pi x r2 x L

Seccin efcazcilindro

= pi x r2

pi = 3.1416

r = radio del tubo

L = longitud del biodigestor



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Tabla 4.7: Seccin efcaz segn el ancho de rollo

Ancho de rollo (m) Seccin ecaz (pi x r2) (m2)

1 0.32

1.25 0.50

1.50 0.72

1.75 0.97

2 1.27

Conociendo el volumen total del biodigestor y las secciones ecaces de los plsticos disponibles (segnsu ancho de rollo), es cil determinar la longitud necesaria. Si el volumen del biodigestor es pi x r2 x L,y conocemos todos los parmetros excepto la longitud, despejando de la anterior rmula se obtiene:

L=Vt/(pi x r2). De esta manera se genera un cuadro en el que se ponen los resultados de la longitud paracada ancho de rollo.

Vr

L= (pi x r2)

Tabla 4.8: Longitud del biodigestor segn el ancho de rollo

Ancho de rollo (m) Seccin ecaz (pi x r2) (m2)Longitud del

biodigestor (m)

1 0.32 Vt/0.32

1.25 0.50 Vt/0.5

1.50 0.72 Vt/0.72

1.75 0.97 Vt/0.97

2 1.27 Vt/1.27

4.2.3 Relacin ptima entre longitud y dimetro del biodigestor

Segn lo anterior, se tendrn dierentes posibilidades de longitudes y anchos de rollo para alcanzarel volumen total deseado. Los anchos de rollo ms grandes exigirn menor longitud para alcanzarel volumen deseado. No conviene biodigestores demasiado cortos ni largos y para ello existe unarelacin ptima entre el dimetro y la longitud que es 7.

Esto signica que dividiendo la longitud estimada entre el dimetro de la manga, habr que seleccionarlas dimensiones del biodigestor que ms se acerquen a una relacin de 7. Esta relacin es fexible enun rango de 5-10, siendo la mejor 7.

L

= entre 5 a 10 (ptimo de 7)d

G

d

di

d

bidi

t

f

ili


39/85


Tabla 4.9: Relacin ptima entre longitud y dimetro del biodigestor

Ancho de rollo (m)

Longitud del

biodigestor (m)

Dimetro del

biodigestor (m)

L/d (ptimo de 7 en

un rango de 5-10)1 Vt/0.32 0.64 L/d

1.25 Vt/0.5 0.80 L/d

1.50 Vt/0.72 0.96 L/d

1.75 Vt/0.97 1.12 L/d

2 Vt/1.27 1.28 L/d

De esta manera, calculando la seccin ecaz para cada ancho de rollo disponible en el mercado yestimando a partir de esta y del volumen deseado las dierentes longitudes requeridas, se elige el

mejor, dimensionado segn el criterio de una relacin entre la longitud y el radio de 7.

4.2.4 Dimensiones de la zanja del biodigestor

El diseo nal del biodigestor requiere conocer las dimensiones de la zanja donde se acomodarel plstico tubular. La longitud de la zanja queda determinada por la longitud del biodigestor y laproundidad y ancho de la misma dependern del ancho de rollo empleado en la construccin delbiodigestor.

De orma general, se puede emplear las siguientes dimensiones para la zanja:

Dimensiones de la zanja segn el Ancho de Rollo (AR)

AR (m) 2 1.75 1.5 1.25 1

a(m) 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3

b(m) 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5

p(m) 1 0.9 0.8 0.7 0.6

Hay que considerar que al alojar el biodigestor en la zanja, las paredes de sta sustentarn toda la presindel volumen lquido del biodigestor. La cpula de biogs estar en la parte superior y ocupar un 25% delvolumen total.

Si se construye una zanja sin considerar el ancho empleado puede suceder que la cpula de biogs seademasiado pequea o incluso grande. En caso de que la cpula ocupe ms de un 25% del volumen,se estar restando volumen a la ase lquida y por tanto reduciendo el tiempo de retencin.

4.2.5 Equilibrio hidrulico

El biodigestor tubular es de fujo continuo, y por tanto no es necesario vaciarlo normalmente a lo largode su vida til. Se produce un equilibrio hidrulico por el que cada da al realizar la mezcla de carga por la

b

a

p



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entrada, desplazar el lodo interior, y rebosar por el otro extremo, la salida, la misma cantidad pero delmaterial ya digerido.

Por tanto, el rebalse o rebose del lodo interior, es denido por la altura de la boca del tubode salida. Este nivel corresponder, por tanto con la proundidad de la zanja, para que de estamanera, el lodo en el interior del biodigestor, alcance dicha altura, y el volumen del lquidoestimado corresponda con la realidad. Si la boca de salida est por debajo de la proundidadestimada, estaremos reduciendo la altura del lodo en el interior (y por tanto reduciendo elvolumen lquido y el tiempo de retencin). Y si por el contrario la boca de salida se encuentrapor encima de la proundidad estimada, estaremos aumentando el volumen lquido, e impidiendola ormacin de la cpula superior que acumula gas.

4.3 Esquema de metodologa de diseo

Mezcla de cargadiaria

Produccin de biogsdiaria

Volumen total delbiodigestor

Ancho de rollo

Dimensiones de lazanja

Seccin ecaz

Longitud delbiodigestor

Radio

Relacin ptima L/D7 (5-10)

Dimetro

Tiempo deretencin

Volumen lquido delbiodigestor (75% Vt)

Temperatura Agua Estircol

Volumen gaseosodel biodigestor(25% Vt, 33% Vl)

G

d

di

d

bidi

t

f

ili


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4.4 Ejemplo de diseo de un biodigestor

4.4.1 Diseo de un biodigestor segn disponibilidad de estircol

Un ejemplo tpico en el diseo de biodigestores es estimar el estircol disponible para ser recogidopor la amilia. Es importante indicar que la recogida de estircol nunca debe suponer mayor cantidadde trabajo, del que se realizaba anteriormente, para disponer de combustible (recogiendo lea, porejemplo). Por ello, el estircol resco tiene que estar cerca a la casa.

Supongamos un caso en que se dispone de 5 vacas que se pastorean diariamente, y son tabuladas ala noche. Segn la tabla 4.2, y suponiendo un peso por cada vaca de 325 kg, tenemos que las 5 vacasproducen diariamente 130 kg de estircol. Al ser encerradas en corral slo en la noche, la cantidadde estircol que se puede recoger es un 25% del total producido a lo largo del da, de manera que

se dispone de 32.5 kg de estircol para ingresar al biodigestor.Por ser ganado vacuno, podemos realizar una mezcla del estircol de 1:3 con agua para la carga diaria,de orma que la mezcla de carga diaria sera 130 litros.

Si suponemos que estamos en una regin de valle alto, con una temperatura media de unos 15grados, segn la tabla 3.1 podemos asignar un tiempo de retencin de 45 das.

Conociendo la carga diaria y el tiempo de retencin, el volumen lquido del biodigestor ser:

VL

= Carga diaria . tiempo retencin

De esta orma resulta que el volumen lquido sera 5.850 litros.

Asignando una campana de gas que suponga el 25% del Volumen Total, lo que signica un tercio delVolumen Lquido, se tiene:

VG

= VL/3

Resulta un volumen gaseoso de 1.950 litros.Finalmente el volumen total ser por tanto, la suma de V

Ly V

g,7.800 litros o 7.8 m3.

VT

= VG

+ VL

= 7800 litros = 7.8 m3

La produccin de biogs diario para 32.5 kilos de carga de estircol ser segn la Tabla 4.3:

Produccin de Biogs da (litros) = carga de estircol (kg) x 35.3



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As se estima que se producirn 1.147 litros de biogs al da. Esto signica que si el biogs se empleaen una cocina domstica, se podr cocinar por ms de siete horas cada da.

Para el dimensionado del biodigestor se construye una tabla con todas las posibilidades de anchosde rollos.

Dimensionado de un biodigestor de volumen total m3( litros)Zona de valle de 15 C de temperatura media

Carga de estircol diaria: 32.5 kilosMezcla de carga dira: 130 litros

Produccin de biogs diario: 1.147 litros

Ancho derollo (m)

Radio (m) Dimetro(m)

Seccin

ecaz(pi x r2)

(m2)

Longitud del

biodigestorVt/secc. Ecaz)

(m)

Relacin

Longitud /dimetro

1 0.32 0.64 0.32 24.5 38.5

1.25 0.40 0.80 0.50 15.7 19.7

1.50 0.48 0.96 0.72 10.9 11.4

1.75 0.56 1.12 0.97 8 7.18

2 0.64 1.28 1.27 6.1 4.8

En la tabla realizada, slo una de las dimensiones cumple una relacin entre longitud y dimetrodel biodigestor, que comprende entre 5 y 10, que es para el caso de un ancho de rollo de 1.75 m.Adems en este caso la relacin es ptima, ya que es muy cercana a 7.

Conociendo, por tanto, el ancho de rollo que se va a emplear, y la longitud requerida de biodigestor,ya se pueden conocer las dimensiones de zanja donde se pondr el biodigestor. stas sern:

Ancho de rollo de 1.75 m

A B P L

0.60 m 0.80 m 0.90 m 8 m

4.4.2 Diseo de un biodigestor segn necesidades de combustible

Otro caso corriente es disear un biodigestor para que cubra necesidades de combustible.Supongamos el caso de una amilia pequea que vive en el altiplano, que tiene una yunta de bueyes yque cocina normalmente por dos horas y media cada da con lea. Si se sustituye la lea por biogs,el tiempo de uso de la cocina ser mayor, porque el biogs tiene menor poder calorco.

Por tanto se estima que habr que disear un biodigestor capaz de producir biogs para cocinar por

tres horas cada da.

G

d

di

d

bidi

t

f

ili

7.8 7.800


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Considerando un consumo de 140 litros por hora, tres horas de biogs implican la necesidad de unbiodigestor que produzca diariamente 420 litros de biogs. Haciendo uso del nmero mgico dela Tabla 4.3, se obtiene la cantidad de estircol que se mezclar con agua para cada da producir esos

420 litros de biogs.

Carga de estircol = 420 litros / 35.3

Se obtiene que son necesarios 11.83 kg de estircol resco al da. Redondeando supondremos unacarga de 12 kg.

Por ser ganado vacuno se realiza una mezcla 1:3 de estircol con el agua, por lo que todos los das semezclarn 12 kg de estircol resco con 36 litros de agua, dando un total de carga de mezcla diariade 48 litros. Al estar la amilia en el altiplano el tiempo de retencin ser de 60 das y conociendo lacarga de mezcla diaria se obtiene el volumen lquido:

VL

= tiempo de retencin x 48 litros = 2880 litros

El volumen lquido sern 2.880 litros (2.880 m3) que supone tres cuartas partes del volumen total, ya queuna parte ser para la campana de gas. De esta orma, a la campana de gas se le asigna un volumen de untercio del volumen lquido resultando en 960 litros de volumen. El volumen total ser por tanto de 3.840litros (3.840 m3).

Para las dimensiones del biodigestor de 3.840 m3, se realiza una tabla en la que aparecen los anchosde rollo de polietileno tubular disponible en el mercado.

Dimensionado de un biodigestor de volumen total 3.840 m3(3.840 litros)Zona de Altiplano de 10 C de temperatura media

Carga de estircol diaria: 12 kilosMezcla de carga diara: 48 litros

Produccin de biogs diario: 423 litros

Anchode rollo(m)

Radio(m)

Dimetro(m)

Seccin

ecaz(pi x r2)

(m2)

Longitud del

biodigestor(Vt/secc.

Ecaz) (m)

RelacinLongitud /dimetro

1 0.32 0.64 0.32 12 18.9

1.25 0.40 0.80 0.50 7.7 9.7

1.50 0.48 0.96 0.72 5.4 5.6

1.75 0.56 1.12 0.97 3.9 3.5

2 0.64 1.28 1.27 3 2.4



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En la tabla se observa cmo existen dos anchos de rollos con los que puede trabajar, ya que tantoel ancho de rollo de 1.25m como el de 1.5 dan una relacin entre la longitud del biodigestor y eldimetro entre 5 y 10. En este caso, ambos valores son muy extremos, 5.6 y 9.7 y la decisin de cual

escoger depender, principalmente, de dos actores: costo de cada tipo de plstico y disponibilidadde espacio en el terreno amiliar.

Las dimensiones de la zanja para el caso de escoger el ancho de rollo de 1.5 m para un biodigestorde 5.4 metros de largo sern:


A B P L

0.50 m 0.70 m 0.80 m 5.4 m

En el caso de escoger un ancho de rollo de 1.25 m el biodigestor tendra una longitud de 7.7 metrosy las dimensiones de la zanja seran:


A B P L

0.40 m 0.60 m 0.70 m 7.7 m

4.4.3 Diseo de un biodigestor conectado nicamente a una letrina

En el caso de valle alto, una amilia de dos adultos y cuatro nios, producen 1.6 kg de hecespromedio al da. Si se ha reducido la cantidad de agua en la descarga de la letrina a tres litros,signica que los seis miembros de la amilia descargan 18 litros de agua, que hacen un total de19.6 litros que se introducen al biodigestor cada da. En un tiempo de retencin de 100 das, porejemplo, se obtiene un volumen lquido de 1.960 litros. Si el volumen lquido es tres partes decuatro del volumen total, ste ser 2.607 litros, o 2.607 metros cbicos. Para un ancho de rollode 1.25 m, se necesita un biodigestor de 6.5 m de longitud para envolver este volumen total.Este biodigestor producira, si consideramos el nmero de mgico de produccin de biogs para

los chanchos, que es el ms parecido al humano, unos 80 litros de biogs al da.

Anexo: Estimacin del biogs diario producido

ST: Slidos totales (Kg/m3)

De orma general, el estircol resco tiene entorno a un 17% de slidos totales. El rango puedevariar de 13 a 20 %. Los slidos totales representan el peso del estircol una vez seco y por tanto esla carga real de materia slida que se estar introduciendo en el biodigestor. Para calcular los slidostotales que introducimos diariamente en un biodigestor, basta con multiplicar la carga de estircolpor 0.17 y se mide en kilogramos.

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Si se desea estimar la proporcin de slidos totales contenidos en la carga diaria (estircol ms agua)del biodigestor se deber considerar la mezcla realizada con agua. De esta manera:

Material Slidos Totales (%)

Estircol resco 17

Mezcla 1:4 3.4

Mezcla 1:3 4.25

SV: Slidos voltiles (Kg/m3 da)

Los slidos voltiles representan la parte de los slidos totales del estircol que estn sujetos a pasara ase gaseosa. Su valor corresponde aproximadamente -y de orma general- al 77% del slido totalintroducido por da.

PB: Produccin de biogs (m3/KgSV m3 da)

La produccin de biogs diaria depende de la cantidad de slidos voltiles que haya en la carga de estircol.Por ello, para conocer la produccin de biogs es necesario conocer previamente la cantidad de estircolque se va a introducir diariamente al biodigestor, se debe determinar la cantidad de slidos totales quehay en el estircol (multiplicando Kg de estircol por 0.17), y a partir de ese resultado, se estima losslidos voltiles (multiplicando los slidos totales por 0.77). Conocidos los slidos voltiles, dependiendodel tipo de estircol que se est empleando, la produccin de biogs ser mayor o menor.

Ganado Factor de produccin Factor general

Cerdo 0.25-0.50 0.39

Bovino 0.25-0.30 0.27

Ejemplo de estimacin de produccin de biogs

En el primer ejemplo de diseo de un biodigestor, se tena una carga diaria de estircol de 32.5 kg, yel volumen lquido del biodigestor era 5.850 m3.

Para estimar el biogs producido es necesario partir de la carga de estircol, que en este caso es de32.5 kg. Los slidos totales, por tanto, sern:

ST= carga diaria 0.17 /VL

=0.943 Kg/m3

Los slidos voltiles sern:

SV= ST0.77 =0.726 kg/m3/da

La produccin de biogs ser:

PB=0.27SV= 0.196 m3biogas

/m3VL

/da

Que para un biodigestor con un VLde 5.850 m3 signica que cada da se va a producir 1.148 m3 o

1.148 litros de biogs (PBVL=1.148 m3).



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Aqu se presentan tres modelos de biodigestores amiliares para tres regiones con temperaturasdierenciadas, que se pueden identicar de orma general para pases andinos por:

Tabla 5.1: Identifcacin de ecorregionessegn temperatura ambiente y altura

ReginTemperatura

ambienteTemperatura de

trabajoAltura sobre elnivel del mar

Altiplano -12 a 20C

6-10C

(con invernadero)

2900-4500

Valle 5 a 30 15-20C1800-2900

Trpico 13 a 38C 25-30C 0-1800

En cada lugar del mundo se pude plantear una tabla dierente a la anterior, ya que puede darseregiones con noches de helada en invierno por debajo de los 2000 metros de altura sobre el niveldel mar. En cada caso es importante la temperatura ambiente y la temperatura con la que se va atrabajar.

Estos modelos de biodigestores propuestos son conservadores en cuanto a su uncionamiento enun amplio rango de temperaturas, y han de responder en todos los casos. Para que esto sea as sehan dado tiempos de retencin bastante superiores a los comentados en la gua de diseo.

Como criterio bsico para un biodigestor amiliar se ha considerado: Produccin de biogs para 4-5 horas diarias de consumo en cocina

Produccin mejorada de ertilizante

Para producir biogs para 4-5 horas de cocina es necesaria una carga de 20 kg de estircol rescoal da mezclados con 60 litros de agua. La produccin mejorada de ertilizante se establece porquese han considerado tiempos de retencin amplios para que los biodigestores uncionen bien en elabanico de temperaturas en el que han sido diseados.

Adems, se aade al nal los diseos de biodigestores para saneamiento bsico de baos para unaamilia tipo, en cada ecorregin.

5.Biodigestoresfamiliaresmodelo

paralastresecorregiones

Biodigestoresfamiliaresmodeloparalas

tresecorregiones


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5.1 Familias objetivo y requerimientos mnimos

Los biodigestores amiliares propuestos estn dirigidos para amilias rurales, con la capacidad de

recoger 20 kg de estircol resco al da y con acceso diario al agua. Estos son los dos criteriosprincipales.

Para poder recoger 20 kg de estircol al da basta con que la amilia tenga una yunta de bueyes, treso cuatro vacas que se pastoreen, o una o dos que estn tabuladas. De igual modo, pueden usarseotros tipos de estircol, incluso mezclados, que cada da sumen 20 kg. Estos requisitos son muycomunes en amilias rurales de Bolivia, y seguramente en la mayora de pases andinos.

El acceso al agua, no importa de qu calidad sea, suele dar ms problemas, ya que no todas las amiliastienen disposicin de agua a lo largo de todo el ao. En regiones donde alta agua durante uno o dosmeses, no hay problema, ya que en estas pocas de escasez, se puede usar el ertilizante lquido de

salida como agua de mezcla con el estircol resco. Se debe recordar en este punto que se puedesustituir parte del agua por el suero de la leche, disminuyendo por tanto las necesidades de agua.

La amilia prototipo ideal en estos casos, es la pequea productora de leche. Familias con treso cuatro ganados lecheros, que aun pastoreando el ganado durante el da duermen cerca de lacasa. Esto es importante para que la recogida de estircol sea cil. Estas amilias muchas veces,adems, cultivan alala (ala) para alimentar a sus ganados, y el ertilizante producido da muybuenos resultados con este cultivo en particular. Estas amilias adems suelen tener acceso al agua alo largo de casi todo el ao. En la produccin de leche adems, est el incentivo del suero que puedesustituir parte del agua.

5.2 Biodigestores amiliares de altiplano

En el caso del altiplano, en regiones con noches de helada, es necesario que el biodigestor estprotegido por un invernadero (carpa solar), y est aguantado sobre dos tpieles de 40 cm deancho hechos de adobe.

El tamao del biodigestor propuesto es de 8.10 metros de longitud, con polietileno tubular de 1.75metros de ancho de rollo. Ya que habr que dejar 50 cm por cada lado del plstico para amarrar lostubos de entrada y salida, es necesario aadir un metro a la longitud del plstico (aunque nalmenteel biodigestor sea de 8 metros de longitud). Por ello, cada capa de plstico, ya que es doble, tendr

una longitud de 9.10 metros, empleando por tanto 18.20 metros para hacer el tanque con doblecapa. El reservorio siempre se hace del mismo tamao, empleando tres metros ms de plstico.

Al estar el biodigestor protegido por la carpa solar y los tapiales laterales, no sure por la radiacinsolar. La carpa solar es la que recibe la radiacin solar y es la que antes se daar por accin delmismo. Pero existen numerosos casos en Bolivia de carpas solares, que bien cuidadas, sobre todocontra la accin del viento (mantenindolas tensas), llegan a durar hasta 10 y 11 aos.

Bidi

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manual de diseño e instalación de biodigestores

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