Marco teórico1.-BIODIGESTOR

Un Biodigestor es un sistema sencillo de conseguir solventar la problemática energética-ambiental, así como realizar un adecuado manejo de los residuos tanto humanos como animales.En su forma simple es un contenedor (llamado reactor) el cual está herméticamente cerrado y dentro del cual se deposita material orgánico como excremento y desechos vegetales (exceptuando los cítricos ya que éstos acidifican). Los materiales orgánicos se ponen a fermentar con cierta cantidad de agua, produciendo gas metano y fertilizantes orgánicos ricos en fósforo, potasio y nitrógeno. Este sistema también puede incluir una cámara de carga y nivelación del agua residual antes del reactor, un dispositivo para captar y almacenar el biogás y cámaras de hidropresión y postratamiento (filtro y piedras, de algas, secado, entre otros) a la salida del reactor.El proceso de biodigestión se da porque existe un grupo de microorganismos bacterianos anaeróbicos en los excrementos que al actuar en el material orgánico produce una mezcla de gases (con alto contenido de metano) al cuál se le llama biogás. El biogás es un excelente combustible y el resultado de este proceso genera ciertos residuos con un alto grado de concentración de nutrientes el cuál puede ser utilizado como fertilizante y puede utilizarse fresco, ya que por el tratamiento anaeróbico los malos olores son eliminados.Los Biodigestores familiares de bajo costo han sido desarrollados y están ampliamente implementados en países del sureste asiático, pero en Sudamérica, solo países como Cuba, Colombia, Brasil y Costa Rica tienen desarrollada esta tecnología. Estos modelos de Biodigestores familiares, construidos a partir de mangas de polietileno tubular, se caracterizan por su bajo costo, fácil instalación y mantenimiento, así como por requerir sólo de materiales locales para suconstrucción. Por ello se consideran una "tecnología apropiada".La utilización de biogás puede sustituir a la electricidad, al gas propano y al diesel como fuente energética en la producción de electricidad, calor o refrigeración. En el sector rural el biogás puede ser utilizado como combustible en motores de generación eléctrica para autoconsumo de la finca o para vender a otras. Puede también usarse como combustible para hornos de aire forzado, calentadores y refrigeradores de adsorción. La conversión de aparatos al funcionamiento con gas es sencilla.La falta de leña para cocinar en diferentes regiones de mundo hace a estos sistemas interesantes para su difusión, divulgación y diseminación a gran escala. Las familias dedicadas a la agricultura, suelen ser propietarias de pequeñas cantidades de ganado (dos o tres vacas por ejemplo) y pueden, por tanto, aprovechar el estiércol para producir su propio combustible y un fertilizante natural mejorado. Se debe considerar que el estiércol acumulado cerca de las viviendas supone un foco de infección, olores y moscas que desaparecerán al ser introducido el estiércol diariamente en el biodigestor familiar. También es importante recordar la cantidad de enfermedades respiratorias que sufren, principalmente las mujeres, por la inhalación de humo al cocinar en espacios cerrados con leña o bosta seca. La combustión del biogás no produce humos visibles y su carga en ceniza es infinitamente menor que el humo proveniente de la quema de madera.Cualquier materia prima orgánica sirve, pero unas cosas son mejores que otras. En general, los materiales deben tener un alto contenido de energía y fácil de descomponerse. El estiércol de cualquier animal y hasta aquello de las personas sirve bien porque ya se ha digerido dentro del animal. Entonces, se convierte fácilmente y rápidamente en el biogás. También se puede usar desechos vegetales, pero no se le recomienda una alta concentración tal materiaprima, porque dura mucho más en digerirse. Tampoco es recomendable echarle químicos al biodigestor. Entonces, si se monta la entrada de un biodigestor a un chiquero de cerdos, tape el hueco si tiene que lavar con químicos o si tiene que usar una gran cantidad de agua que diluiría la mezcla dentro del tanque. Por esta razón también se debe evitar el uso de estiércol de animales recién medicados con antibióticos o otros medicamentos que pueden interrumpir losprocesos anaeróbicos dentro del biodigestor. Otro problema que surge con el biodigestor a veces es la acidez, por la cual se le recomienda no echar al biodigestor cosas ácidas, aunque sean orgánicas como cáscaras de naranjas u otras frutas cítricas.Los digestores deben cercarse para evitar averías en el sistema. Debe proporcionarse un tejado para prevenir el daño al plástico por la radiación ultravioleta. Cualquier tipo de cobertura en material tradicionalmente usado en la granja es conveniente. Para aumentar la presión de gas al cocinar, se puede atar un objeto pesado (ladrillo o piedra) al fondo del depósito o apretar un cordón alrededor del medio. La lluvia no debe entrar en el digestor, porque puede causar dilución excesiva. El nivel de agua en la válvula de seguridad debe verificarse

semanalmente. Se debe cubrir el digestor diariamente y asegurarse que el tubo de la salida no esté bloqueado.

ResumenEl proyecto contempla el diseño y la implementación de un fermentador anaerobio por medio de un biodigestor para la producción de biogás en la Comunidad de La Acequia Pintadera, Municipio Pedraza edo. Barinas. Venezuela.Dentro del proyecto está contemplado realizar una guía para la divulgación de los aspectos técnicos, sociales, ambientales y económicos de la tecnología dentro de la comunidad, el cual servirá de base para la promoción del uso de las energías renovables.Además de un diagnóstico ambiental que incluya estudios de caracterización de aguas, generación de desecho y consumo energético. El Proyecto tendrá una duración de 182 días.Los objetivos específicos del proyecto son los siguientes:

1. Minimizar la contaminación ambiental 2. Diseñar e instalar fermentadores anaerobios para la producción de biogás como fuente de energía alterna. 3. Capacitar a productores, campesinos y técnicos en el uso, operación y mantenimiento de las unidades

biodigestoras y manejo de los abonosCon el desarrollo de este tipo de proyectos se logra que las energías renovables tengan una mayor participación en la satisfacción de las necesidades energéticas del mismo, contribuyendo así a su desarrollo sostenible, la reducción del incremento de los gases de efecto invernadero y la mitigación de los efectos adversos del cambio climático mundial.Es importante remover las barreras legales e institucionales que obstaculizan una mayor participación de las energías renovables a pequeña escala en el país, promoviendo proyectos como este, los cuales conllevan el fortalecimiento del desarrollo de las energías renovables en los mercados emergentes de energía eléctrica y uso racional de los recursos bioenergéticos.3.- Los Biodigestores han de ser diseñados de acuerdo a su finalidad, a la disposición de ganado y tipo, y a la temperatura a la que van a trabajar. Un biodigestor puede ser diseñado para eliminar todo el estiércol producido en una granja de cerdos, o bien como herramientas de saneamiento básico en un colegio. Otro sería el de proveer horas de combustión en una cocina a una familia y con el final de este biodigestor encontraríamos un gran abono para las planta

3.- OBJETIVOS DEL PROYECTOComo objetivos nos proponemos a estudiar las posibilidades que nos brinda la utilización de un biodigestor con el fin de contribuir con el mejoramiento de la calidad de vida de la comunidad de La Acequia Pintadera y formular estrategias que articulen las políticas energéticas con la promoción social, la satisfacción de las necesidades básicas y el desarrollo sustentable.La idea consiste en instalar un biodigestor en la zona, es decir implementar una tecnología nueva, en materia de energías renovables que ya se emplean en muchos lugares del Mundo donde la energía ni siquiera puede llegar a los hogares

Aspectos4.1.- ASPECTOS ECONÓMICOSLa inversión en energía renovable genera iniciativas de desarrollo económico, a través de implementación de mecanismo de producción más eficientes y mejoramientos de prácticas tradicionales que contribuirán al mejoramiento de sus condiciones socioeconómicas.4.2.- ASPECTOS SOCIALESPara lograr efectos positivos en la ejecución y operación del proyecto se ha convocara a los representantes de los Consejos Comunales del sector, para aceptación y apoyo en el mantenimiento del sistema de digestión anaerobia, lo que fortalece el compromiso de integrar a los productores agropecuarios reiterando la sostenibilidad del proyecto ya que sirven de modelo a otras asociaciones o grupos interesados en la implementación de este tipo de tecnologías.4.3.- ASPECTOS AMBIENTALESA través del desarrollo del Diagnostico Ambiental que incluyen estudios de caracterización de aguas, generación de desechos y consumo energético que se efectuarán en la primera fase del proyecto permitirá el

desarrollo de una guía que ha ser utilizada por los productores en granjas y comunidad para el aprovechamiento de los residuos del tratamiento anaerobio y el producto final de este lodo digerido que puede ser utilizado como abono orgánico, dejando las prácticas de no llevar un tratamiento adecuado de las aguas residuales de las granjas y comunidades.Lo que producía escasez de agua para beber o si era ingerida produciendo enfermedades del tipo bacteriana, puede decirse que el conllevar mecanismos de producción más limpia a través del uso de Biodigestores crean un impacto favorable al ambiente, siendo está práctica una solución amigable con la naturaleza.4.4.- ASPECTO DE GÉNEROEl proyecto está dirigido a beneficiar a los miembros de la comunidad en general, donde estará garantizada con equidad en todos los aspectos, la participación de mujeres, hombres, niñas y niños que conforman la comunidad donde se desarrollara el proyecto. Siendo así los pioneros y motor principal para que otras comunidades se unan a esta labor tan bonita, comunidades como La Acequia, Pintaderas, El tesoro, Palma Sola, entre otras.4.5.- ASPECTOS DE SOSTENIBILIDADEl mantenimiento y funcionamiento de los equipos requiere de atención, no necesariamente especializada y pueden ser absorbidos por la propia comunidad en forma organizada.Este aspecto será profundamente tocado en un convenio que firmarán los beneficiados de granjas, conucos y hatos en la comunidad de la Secreta, en San Rafael de Catalina para garantizar la sostenibilidad del proyecto y, a seguir los lineamientos de dicho convenio para la instalación, funcionamiento, mantenimiento del sistema anaerobio y estar anuentes, a servir de agentes multiplicadores de este tipo de proyecto, a través de una política de puertas abiertas, para desarrollar giras técnicas demostrativas y servir de asesores para una eventual réplica del mismo.Fundamental serán las actividades de capacitación y educación continua prevista para la población y a seguir los resultados de la guía para la divulgación de los aspectos técnicos, sociales, ambientales y económicos de la tecnología.4.6.- ASPECTOS TECNICOSLa energía es también un factor fundamental para el desarrollo económico, pero los modelos energéticos se basan normalmente en recursos "no renovables". Además de fuentes de energía de seres humanos y de animales de trabajo, hay muchas clases de energía renovable por ejemplo: energía hidráulica, energía del viento, radiación solar o biomasa (con pirolisis y la gasificación). Durante el curso de este siglo el consumo de energía del mundo por habitante ha aumentado.Hoy, los países industrializados, con el 32% de la población del mundo, consumen el 82% de la energía del planeta. En promedio, una persona de un país industrializado consume 20 veces más energía que una persona en África. Está claro que el "modelo del desarrollo económico" es el que conduce al consumo de energía.La acumulación de las excretas del ganado y de aves de corral fue considerada como oportunidad de reciclar este material como alimentación para el ganado rumiante y existía incluso tentativas de realizarlo con las excretas de los cerdos de alimentación intensiva. Sin embargo, en todos estos casos el valor alimenticio del abono era principalmente una reflexión del desperdicio de los alimentos, que es casi inevitable cuando los sistemas intensivos de auto alimentador se practican. El alto riesgo de obtención de enfermedades a raíz del reciclaje de basuras a través del ganado, destacado por los brotes recientes de BSE, ahora se considera como impedimento importante a estas prácticas.De las diferentes tecnologías no tradicionales de generación de energía hemos seleccionado la digestión anaerobia a través del uso de un Biodigestor, la cual con el trabajo de Diagnóstico ambiental creará las herramientas necesarias para el fortalecimiento de este tipo de tecnologías

CAPITULO III

Marco metodológico1.- CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

Resultados y actividades por calendario de meses

Equipamientos y Recursos

ConsultorEmpresa

instaladoraUnidad Responsable

Resultado 1: Firma de un Convenio entre los beneficiarios y la comunidad a través del cual se comprometen a la sostenibilidad del proyecto.

Contratación del Coordinador de Proyecto primer mes

Términos de Referencia

Firma a contratar

Actividad 1.1: · Contactar a las PERSONAS de la institución quepodrían beneficiarse con el proyecto y lograr la vinculación deuna de ellas al proyecto, a través de la firma de un convenioEste tipo de proyecto, a través de una política de puertas abiertas, para desarrollar giras técnicas demostrativas y servir de asesores para eventual réplica.

Visitas de campo(viáticos y transporte);Firma de Convenio

Maria Fernanda MedinaMiguel Ángel CadenasYenny GuerreroYessica Salazar

Coordinador de proyectoLa institución"Luis Beltrán Prieto Figueroa"

Resultado 2: Un prototipo de sistema biodigestor para la producción de biogás y para el tratamiento de los residuos generados

Actividad 2.1: · Limpieza del terreno.

Elaboración deDiagnósticoAmbiental

Coordinador deProyecto

Actividad 2.3: · Realizar un diagnostico en la institución objeto de este estudio.

Visita de Campo

DiagnósticoAmbiental

Coordinador deProyecto

Resultado 3: Diseño e implementación de las instalaciones que se requieran para el aprovechamiento del biodigestor.

Actividad 3.1: · Diseñar e implementar las instalaciones quese requieran para el aprovechamiento del biodigestor(abono orgánico)

Implementación deInstalaciones

DiseñoCoordinador deProyecto

Resultado 4: Diseño e implementación de las instalaciones que se requieran para el manejo del lodo digerido.

Actividad 4.1: · Diseñar e implementar las instalaciones quese requieran para el manejo del lodo

Implementación deInstalaciones

Diseño Coordinador deProyecto

digerido 3 meses

Resultado 5: Biodigestor operando en la institución localizada en el terreno del liceo en la Acequia Pintaderas.

Actividad 5.1: · Proyecto ejecutado en condiciones y términos acordados 182 días

Seguimiento Alumnos responsablesCoordinador deProyecto

Actividad 5.2: · Realizar el diseño del prototipo del sistemaBiodigestor ajustado a las condiciones propias de las actividades productivas en . Primer mes

Diseño de Biodigestor

Alumnos responsablesCoordinador deProyecto

Actividad 5.4: · Seguimiento y control del Plan de Trabajo. Primer mes

Informe Alumnos responsablesCoordinador deProyecto

Actividad 5.6: · Presentación de resultados a laAdministración General. Ultimo mes

Presentación Alumnos responsables Administrador

Resultado 6: Seguimiento y Monitoreo de la eficiencia del sistema biodigestor implementado en la institución tratamiento de residuos.

Actividad 6.1: · Elaboración de informes donde se plasme el seguimiento y monitoreo del sistema biodigestor implementadoen la granja porcina y ganadera objeto del estudio, con énfasis en laproducción y utilización de energía y en el tratamiento y disposición de los residuos generados por la actividad productiva último mes

InformeAlumnos responsables

Coordinador deProyecto

Resultado 7: Elaborar de una guía para la divulgación de los aspectos técnicos, sociales, ambientales y económicos de la tecnología dentro del sector.

Actividad 7.1: · Con base en el seguimiento elaborar volantes para la divulgación de los aspectos técnicos, sociales, ambientales y económicos de la tecnología para que sean tenidas en cuenta en latoma de decisiones. Ultimo mes

VolantesAlumnos responsables

Coordinador deProyecto/

Resultado 8: seis (06) personas en el uso, seguimiento y mantenimiento de la unidad biodigestoras y manejo de los abonos, a.

Actividad 8.1: · Elaboración y edición del Material de Capacitación.

Material deCapacitación

Alumnos responsables

Actividad 8.4: · Distribución y entrega del material deCapacitación y certificado de participación. Ultimo mes

Material deCapacitación y

Coordinador deProyecto

Resultado 9: Generar un lodo digerido estabilizado para ser utilizado como fertilizante orgánico.

Actividad 9.1: · Realizar seguimiento del proceso de digestión anaerobia para generar un lodo digerido estabilizado para ser utilizado como fertilizante orgánico. Ultimo mes

SeguimientoAlumnos responsables

Coordinador deProyecto

Resultado 10: Darle la debida divulgación al proyecto de Sistemas de generación de biogás.

Actividad 10.1: Darle la debida divulgación al proyecto a través de la oficina de Relaciones Públicas quebuscará los medios y formulas necesarias para el mismo,Incluyendo una publicación en la página web de la institución. 182 días

Pagina Web, y volantesetc.

Para los estudiantes

2.-TABLA DE INSUMOS

Nº DESCRIPCION Unidad Cantidad

1 Llave de paso C/U 2

2 Envase de 200 mililitros C/U 1

3Manguera plástica (PVC) del diámetro interno de 12.5m m (la longitud depende de la distancia).

Mts. (X)

4 Tubo de PVC C/U 1

5Arandelas de goma (del tubo interno del coche) de diámetro de los 7cm y de grueso de 1mm con un agujero de la central de 12,5 milímetros de diámetro.

C/U 2

6Arandelas plásticas rígidas (del plexiglás) del diámetro de 10 centímetros y de un agujero central de 12.5mm.

C/U 2

7 Botella plástica transparente. C/U 1

8 Codo del PVC de diámetro interno de 12.5m m. C/U 2

9 Pedazos del PVC "T" del diámetro interno de 12.5mm. C/U 3

10 Cemento. C/U 1

3.- COSTO Y FINANCIAMIENTO

Nº Descripción CantCosto Unitario BsF.

Costo Total BsF.

1 Adquisición de Bienes

1.4 materiales del Biodigestor 1 500,00 500,00

1.6 Elaboración de los volantes 1 50,00 50,00

4 Otros Bienes y Servicios 200,00 200,00

5 Imprevistos 100,00 100,00

TOTAL 850,00

Ubicación, duración y alcance del plan de acciónEl proveedor de los equipos deberá cumplir con el período de suministro e instalación de sistemas fermentación anaerobia, el cual será de 185 días a partir de la orden de proceder.Las obras civiles serán desarrolladas por el contratista de acuerdo a las especificaciones mencionadas. Todo el sistema de fermentación anaerobia (biodigestor) de este proyecto deberá utilizar materiales y equipo nuevos, con garantía y de acuerdo a lo especificado en el listado de materiales y equipos del sistema.El contratista deberá inspeccionar el sitio de la obra antes de hacer su propuesta para verificar el estado físico actual del sitio, donde se realizarán las instalaciones del biodigestor y el Diagnóstico AmbientalLos alumnos encargados suministrarán en el sitio, la mano de obra, herramientas, materiales y equipo y cuanto se requiera para realizar los trabajos de instalación del biodigestor contenidos en este proyecto.Los alumnos encargados se comprometen a dirigir e inspeccionar los trabajos diariamente, y será responsable de aclarar cualquier cambio, en cuyos casos deberá hacerse las consultas pertinentes al Coordinador de Proyecto, a fin de entregar los trabajos completamente terminados y a satisfacción de los beneficiarios.Los alumnos encargados se obligan a realizar la entrega física de los equipos, herramientas, mano de obra y materiales en forma, lugar y acuerdo con las condiciones establecidas en las especificaciones técnicas. Además se obliga a suministrar la entrega de equipos antes mencionado dentro de los 20 días a partir de la orden de proceder.Los alumnos encargados antes de suministrar e instalar los equipos deberán someter consulta al coordinador del proyecto la lista de los equipos a instalar para verificar a través de catálogos y cumple con lo especificado en este proyecto por escrito.El contratista asegurara contra todos los riesgos, equipos y accesorios objeto de este contrato durante su transporte por cualquier vía hasta sus descargos en el lugar de entrega, donde se efectuara en el terreno del liceo "Luis Beltrán Prieto Figueroa La Acequia Pintadera, Municipio Pedraza, EDO Barinas, Venezuela.

Guía completa de instalación del biodigestor5.1.- Decidiendo la colocación del biodigestor y excavación de sólido para efectuar la zanja:El primer paso en la instalación del biodigestor es identificar la localización más apropiada.Es ventajoso si los lavados de la pluma pasan por gravedad directamente a la entrada del biodigestor. Es relativamente fácil transportar el gas por la tubería pero difícil y aburrido de hacer esto con las desechos líquidos.Una vez que se seleccione el sitio el siguiente paso es determinar el tamaño del biodigestor.

FORMA MÁS SENCILLA DE REALIZAR UN BIODIGESTORInicialmente, dependiendo del tanque disponible así será la cantidad de biogás producido por el digestor. Los usos para este biogás podrían ser cocinar algunos alimentos, abono orgánico, calefaccionar una estancia, iluminar o simplemente para proyectos o experimentos caseros. Para esto último sería muy útil una válvula ya que permite regular el flujo de gas y la mezcla de aire-biogás de forma sencilla.El biodigestor debería construirse de acuerdo a la disponibilidad de recursos y no tratar de hacerlo exactamente con los materiales que se mencionan a continuación. Acuérdese de "las tres R"; reducir, reusar y reciclar.Los Materiales y su descripción:El reactor y la entrada de materiales

Un tanque o bidón de entre 120 y 220 litros de capacidad. Generalmente son azules con tapa de cierre hermético.

Tapón de limpieza sanitario (4"): Es una especie de adaptador con tapón enroscable Segmento corto de tubo (4"): Pasa a través de la abertura y conecta el "adaptado-tapón" en el exterior con la

Reducción en la parte interna del tanque. Debe ser suficientemente corto para permitir que tanto la Reducción como el adaptador-tapón aprisionen la pared de la tapa del tanque y así permitir una mejor sujeción y sellamiento. También se pueden usar bridas sanitarias pegadas con silicona al tanque.

Reducción PVC de 4" a 3" Tuvo PVC sanitario (3"): Desde la reducción hasta 5cm antes del fondo del tanque.

Para la salida del efluente: Adaptador de tanque (2")

Tubo PVC (2") para la tubería de salida del efluente 3 Codos PVC (2") Adaptador de tanque (1") para conectar la válvula Válvula de esfera PVC (1") Para la salida inferior del efluente más pesado.

Para la salida del biogás (en orden): Conector de tanque (1/2") Válvula de esfera con roscas (1/2") Adaptador para manquera Manguera

Para unir las partes y sellar: Soldadura (pegamento) para PVC Silicona selladora transparente, ¡resistente a hongos!: Para sellar alrededor de las uniones al tanque e impedir

filtración.( " ) = pulgadasAl tanque se le realizan dos agujeros laterales y dos en la tapa. Uno en la parte lateral-inferior para la válvula de 1 pulgada; otro en la parte media para la salida de efluente. En la tapa uno será para la entrada del material y el otro para la salida del biogás, siempre del diámetro de la pieza que lo atraviesa.Para almacenar el biogás se utiliza un depósito de campana flotante, muy fácil de construir con dos bidones; uno grande donde va el agua y otro ligeramente más angosto que se sitúa boca abajo dentro del anterior. La manguera que viene del digestor se introduce al tanque mayor y burbujea de tal forma que el gas sube y queda atrapado en el tanque menor el cual tiene una válvula para la salida del gas con una manguera y una trampa de agua.PRECAUCION: EL BIOGÁS ES UN COMBUSTIBLE. Tome adecuadas medidas de seguridad y consulte a un profesional.

ConclusiónComo conclusión se puede decir que una de las alternativas es la transformación de un biodigestor como sistemas de bases agroecológica. Es importante resaltar que una transformación de esta naturaleza, traería consigo consecuencias positivas.El mejoramiento de la calidad de vida de los pobladores de la comunidad de La Acequia implicaría un buen futuro a generaciones siguientes.La utilización de Biodigestores ofrece grandes ventajas para el tratamiento de los desechos orgánicos de las explotaciones agropecuarias, además de disminuir la carga contaminante de los mismos, extrae gran parte de la energía contenida en el material mejorando su valor fertilizante y controlando, de manera considerable, los malos olores.El uso del biogás para la generación de electricidad y de energía térmica da un valor adicional al empleo de Biodigestores en las empresas agropecuarias.Los resultados económicos no se pueden generalizar pues cambiarán de acuerdo a las circunstancias de cada lugar.Los Biodigestores pueden jugar un papel importante en sistemas de cultivo integrados contribuyendo a la reducción de polución y agregando valor a los excrementos del ganado.El impacto del biodigestor económico es inconstante. La adopción de la técnica y los resultados exitosos depende de aspectos como localización (disponibilidad de combustible tradicional) y la manera en la que la tecnología se introduce, adapta y mejora según las condiciones locales y técnicas. La tecnología del biodigestor de película tubular es una manera barata y simple de producir gas, la tecnología se ha desarrollado para aplicar especialmente en países donde las condiciones socio-económicas facilitan su adopción rápida.

ANEXOS

Leer más: http://www.monografias.com/trabajos82/proyecto-biodigestor/proyecto-biodigestor2.shtml#ixzz34MXQEmzY

Introducción

En la actualidad los hidrocarburos son una de las grandes bases energéticas de nuestra sociedad, pero son energías no renovables, es decir una vez que se agoten ,no podrán ser repuestas . Por lo tanto, científicos de todo el mundo se han dedicado a investigar la utilización de otros recursos energéticos para seguir moviendo al mundo, por ejemplo la energía solar y la nuclear que son dos grandes áreas de investigación. Pero también hay otras energías, menos conocidas y, por lo tanto, menos utilizadas. Estas son conocidas como inagotables, por que existirán siempre que exista nuestro planeta con sus actuales características. algunas de ellas, además de la energía solar y nuclear son, la energía geotérmica, la eólica y la oceánica y en forma más reciente la utilización de residuos orgánicos a través de un proceso llamado biogas

Cuando los desechos orgánicos inician el proceso químico de fermentación (pudrimiento), liberan una gran cantidad de gases llamados biogas. Con tecnologías apropiadas se puede transformar en otros tipos de energía, como calor, electricidad o energía mecánica. El biogas también se puede producir en plantas especiales: los residuos orgánicos se mezclan con agua y se depositan en grandes recipientes cerrados llamados digestores, en los que se produce la fermentación por medio de bacterias anaerobias.

Con sistemas como este se aprovecha una fuente de energía existente, como es la basura orgánica, y se valorizan sus potencialidades ya sea desde el punto de vista económico como social.

BIOGAS

El término “biogas” se refiere a los equipos construidos para producir gas metano mediante la digestión anaerobia de los desperdicios de granja u otros tipos de biomasa, tales como estiércol, abono humano, residuos de cosechas, etc.

El biogas o gas metano se obtiene mediante un procedimiento de digestión, que es un proceso anaerobio, es decir, que debe producirse sin oxígeno.

Este tratamiento tiene por objeto descomponer materias orgánicas y/o inorgánicas en un digestor hermético, sin oxígeno molecular, prosiguiendo el proceso hasta que se produzca metano y dióxido de carbono. el proceso es una suma de reacciones bioquímicas provocadas por el cultivo de una mezcla de bacterias .

La descomposición se produce en dos fases:

1-. Fase de licuación.

2-. Fase de gasificación.

La primera fase la producen principalmente saprófitos, la mayoría de los cuales son bacterias que se producen rápidamente y no son tan sensibles a los cambios de temperatura.

En la segunda fase las bacterias transforman casi toda la materia carbonacea en ácidos volátiles y agua. las bacterias que forman metano con la ayuda de enzimas intracelulares transforman casi todos estos ácidos en metano y en dióxido de carbono.

Las bacterias que forman metano son estrictamente anaerobias, tienen un bajo porcentaje de reproducción, y son sumamente sensibles a los cambios de temperatura y de ph. En ausencia de bacterias metanógenas, solamente se produce el fenómeno de licuación de los excrementos, que los hace a veces más repulsivos que en su estado original, en cambio si en ciertas condiciones la licuación se produce más rápidamente que la gasificación, la resultante acumulación de ácidos inhibe todavía más las bacterias metanógenas y el proceso de digestión funciona mal.

Por consiguiente ambos tipos de bacterias tienen que estar debidamente equilibradas.

Sin embargo, las condiciones óptimas para las bacterias gasificantes son también satisfactorias para las bacterias licuantes.

Los excrementos licuados en el digestor se llaman sobrenadantes, mientras que los sólidos estabilizados se llaman lodos digeridos. Ambos materiales tienen que extraerse a intervalos regulares del digestor, al objeto de evitar la inhibición del proceso anaerobio.

El proceso de digestión anaerobia se efectúa en un tanque hermético dentro del cual se regulan los factores ambientales y se dispone del espacio necesario para los sólidos y líquidos y para los gases que se generan.

Todo digestor bien proyectado debe tener tuberías de muestreo de por lo menos 7,5 cm de diámetro, tanto para el sobrenadante como para los lodos. deben estar provistos de un mecanismo para la extracción de los lodos y sobrenadantes, a acumulación y expulsión de gases y la eliminación de los sólidos y de dispositivos de seguridad contra la explosión y para la purga del digestor.

COMPOSICIÓN DEL BIOGAS

metano (ch4).............................. .......55 a 70 %

dióxido de carbono................... (co2)30 a 40 %

hidrógeno.............................. .. ..........1 a 3 %

gases diversos........................... .........1 a 5 %

IMPORTANCIA DE UN SISTEMA EFICIENTE DE CONTROL DE BIOGAS

La operación de un relleno sanitario (digestor) genera, como principales contaminantes, líquidos percolados y biogas, los que de no ser controlados por métodos apropiados pueden dar origen a graves problemas de contaminación, que a su vez impactan negativamente en la calidad de vida de los seres vivos.

Siempre han ocurrido incidentes debido al gas de relleno sanitario, pero en los últimos años ha existido una tendencia al aumento. La razón para el aumento se atribuye a cambios en la composición de los residuos sólidos domiciliarios y al aumento en la generación de los residuos sólidos que ha provocado la necesidad de contar con rellenos sanitarios de mayor volumen.

los principales impactos causados por el gas de relleno pueden ser agrupados en las siguientes categorías:

Daños en las construcciones, determinado por explosiones y fuegos.

Daños en la vegetación, reflejado en una degradación del follaje y de la zona radicular.

Contaminación del aire, principalmente por emisiones de gas metano y su efecto invernadero.

Impacto social, reflejado en malos olores, asfixia y explosión o fuegos.

En este contexto, los operadores de los rellenos sanitarios emplean distintos sistemas de control para la potencial migración superficial y sub-superficial del gas. Los sistemas de control se pueden clasificar como pasivos y activos, y para ambos casos se puede dar la destrucción térmica y/o recuperación del gas generado.

EFECTO INVERNADERO

El ch4 emitido a la atmósfera es considerado responsable del 20% del calentamiento global de la tierra durante la última década y su contribución es un tercio del co2. Estudios realizados en estados unidos señalan que entre un 5% y 10% de las emisiones totales de ch4 a la atmósfera tienen su origen en el gas de relleno sanitario. el co2 es considerado una simple emisión de dióxido de carbono, la cual se ha manifestado debido a la disposición de residuos tales como alimentos y papel.

Considerando que la disposición de residuos sólidos domiciliarios en relleno sanitario está presente en muchos países, especialmente en los en vías de desarrollo, y que se vislumbra una tendencia a su aumento, puede llegar a ser una de las más importantes fuentes de emisiones de metano, dióxido de carbono, así como de otros elementos, contribuyendo de manera significativa al efecto invernadero.

Por lo tanto, si queremos reducir significativamente éste efecto, es necesario aumentar la recuperación del metano del relleno sanitario o lograr una excelente combustión para generar dióxido de carbono, el cual exhibe un efecto mucho menor en el efecto invernadero que su precursor (metano).

EXPLOSIONES O FUEGOS

El principal problema asociado al gas de relleno dice relación con su explosividad, es decir, su capacidad de formar mezcla explosiva con el aire y la facilidad con la cual puede emigrar desde el relleno hasta áreas periféricas, en las cuales puede producir explosiones.

Esta emisión de productos gaseosos requiere que los operadores del relleno sanitario adopten todas las medidas tendientes a lograr su total control, a efecto de protegerse de peligros asociados con emisiones explosivas y gases tóxicos, como también a sus vecinos.

Los gases de relleno sanitario, tales como metano, hidrógeno y nitrógeno así como dióxido de carbono son significativamente peligrosos para la salud, por cuanto actúan como asfixiantes. Estos componentes del gas de relleno toman el lugar del oxigeno del aire en espacios cerrados y la falta de oxigeno en ambientes de trabajo o vivienda conlleva a la asfixia.

OLORES

Los problemas de olores se manifiestan en las etapas iniciales del proceso de descomposición de los residuos, y dependen de diversos factores tales como, contenido de humedad de los residuos, su densidad y profundidad del sitio, además de factores meteorológicos como humedad, temperatura, velocidad y dirección del viento.

En algunos casos los olores pueden ser detectados a considerables distancias, pudiendo llegar hasta varios kilómetros, siendo el motivo de queja más recurrente de los vecinos a los rellenos sanitarios, que de acuerdo a ellos son causantes directos de su estrés mental y psicológico.

El no deseado y característico olor de un relleno sanitario se debe principalmente a sus componentes (sobre 100), los cuales constituyen aproximadamente el 1% del total del biogas. Los olores de los componentes son además, en muchos casos tóxicos. Sin embargo, en la práctica parece que los potenciales olores del gas de relleno sanitario representan un problema ambiental mayor que un peligro tóxico. En efecto, las emisiones tóxicas peligrosas rara vez ocurren.

El peligro de explosividad parece ser el mayor riesgo asociado con el gas de relleno sanitario.

El sulfuro de hidrógeno es frecuentemente culpado de los malos olores, aún cuando de los componentes, no es el mayor contribuyente al conjunto de olores.

Otra responsabilidad debe ser atribuida a los mercaptanos (r-sh) y a un amplio rango de compuestos orgánicos volátiles.

MANEJO DE BIOGAS

Para prevenir situaciones de riesgo asociados al manejo de biogas se realiza una permanente manutención de las instalaciones y sistemas de captación de biogas, así como también del material de cobertura, para impedir la formación de mezclas aire-metano, dentro de rangos potencialmente explosivos (11-22%).

El relleno dispone de una serie de tuberías ranuradas, dispuestas en forma previa a la impermeabilización de las paredes, adosadas al desarrollo del talud, de modo que quedan entre el terreno natural y el sistema de impermeabilización de la pared. en estas tuberías se realizan monitoreos de la eficacia de la impermeabilización monitoreando periódicamente eventuales migraciones de biogas.

Si en las tuberías ranuradas instaladas en forma externa al área se detectara metano en concentraciones que afectara la seguridad del relleno, se procederá a realizar el agotamiento puntual de dichos tubos mediante la conexión directa a un ventilador, que succione ininterrumpidamente dichas migraciones. Si la fuga persistiera, se estudiará la posibilidad de realizar su captación y posterior conexión del biogas al sistema de extracción general. Si las migraciones no estuviesen restringidas a unos pocos puntos se procederá a realizar la construcción de una barrera interceptora de gases, similar a la existente en el relleno de lo Errázuriz, que permita controlar dicha migración a través de un programa de succión perimetral. Este sistema de interceptación deberá captar el biogas que sale fuera del área de relleno, funcionando ininterrumpidamente las 24 horas del día, impidiendo la salida de metano del recinto.

Con el propósito de prever la ocurrencia de incendios y de evitar su propagación se realiza un aseo constante del recinto, el desmalezamiento periódico y la mantención de las instalaciones y de un cordón corta fuego en todo el perímetro del recinto.

En caso de incendio se debe dar aviso inmediato al cuerpo de bomberos y se procederá a controlar el incendio con los recursos disponibles en el relleno sanitario mientras arriban los bomberos. Para ello la empresa debe contar con:9 bomberos,19 extintores pqs de 10 kg y 2 de 50 kg, una laguna con aprox. 600.000 litros de agua, una bomba sumergible instalada en la laguna,2 carros aljibes con capacidad de8000 litros cada uno con 2 salidas para mangueras de 72 mm con su correspondiente pitón, uno de los cuales está operativo en caso de emergencia, y un generador de energía eléctrica con tres focos de 1000 w cada uno. (Superintendencia de bomberos).

MONITOREOS DE BIOGAS

la generación constante de biogas al interior del relleno sanitario encierra peligrosos potenciales que requieren de un adecuado control con el fin de evitar situaciones de riesgo.

durante toda la operación del relleno después del término de su vida útil, es indispensable mantener un monitoreos permanente de todas las dependencias internas y del perímetro externo, con el fin de detectar cualquier migración de biogas que pudiera producirse.

la finalidad de esta medida preventiva es la detección anticipada de potenciales migraciones de gases combustibles al exterior del relleno sanitario que puedan ser peligrosas a las personas y al medio ambiente.

paralelamente, en forma diaria se observan otros indicadores que pueden reflejar emanaciones no medibles pero si observables, tales como marchitamiento de árboles y siembras, malos olores, etc.

LUGAR DE MONITOREO

El programa de monitoreo contempla la medición de biogas en todas las instalaciones actualmente existentes en el relleno sanitario. Actualmente se encuentra en ejecución la

construcción de puntos de monitoreo adicionales a los existentes, los cuales ayudarán a reflejar el comportamiento del biogas en zonas y con la siguiente periodicidad:

Zonas Y Periodicidad De Monitoreos De Biogas

Zona Periodicidad

Celda de relleno Diario

Chimeneas de ventilación Diario

Terreno natural adyacente Diario

Instalación de faena Semanal

METODOLOGIA

Las mediciones son realizadas con un metanómetro y/o exposímetro calibrado, y cada muestreo se toma con la ayuda de una sonda, de manera de obtener la muestra a una profundidad igual a la de la puntera y con manómetros para determinar presiones internas en los mismos puntos si correspondiera dicha acción.

La empresa debe contar con el personal técnico y equipamientos necesarios para realizar esta función. Los equipos necesarios para esta supervisión incluyen: cromátografo de gases, medidor portátil de gases modelo gasport ml 210, que mide metano, monóxido de carbono, oxígeno y ácido sulfhídrico, medidor portátil de oxígeno y manómetros.

Este monitoreo es complementario con análisis cromatográficos para determinar la composición del biogas, tomando muestras en los puntos más representativos y realizando los análisis en el laboratorio de la empresa.

INFORMES

Toda la información resultante de los monitoreos y análisis cromatográficos, es enviada al servicio de salud del ambiente, tal como se ha realizado desde la aprobación de este monitoreo por este organismo. una copia del informe es enviada a la CONAMA región metropolitana con la misma frecuencia realizada hasta el momento y en el número de copias indicadas por la autoridad.

MEDIDAS PARA EL CONTROL

A objeto de reducir los problemas derivados de emisiones descontroladas se debe exigir un alto estándar en el manejo y control del biogas.

Una correcta gestión del biogas, debe comenzar con un cambio de tecnología en el proceso de extracción del gas desde el seno del relleno sanitario, implementando un sistema forzado de extracción, por cuanto está comprobado que los sistemas pasivos sólo son capaces de extraer aproximadamente un 50% de éste, la fracción restante escapa a la atmósfera por las zonas planas y taludes, e incluso bajo el relleno sanitario, para los que no cuentan con ningún sistema de impermeabilización. Para finalizar se debiera efectuar la recuperación del biogas como fuente de energía, o en su defecto la destrucción térmica a altas

temperaturas. Las temperaturas consideradas deben exceder los 1000 ºc, por cuanto se logra una total combustión del metano, mayor constituyente del gas de relleno sanitario, y asegura la destrucción de todos los componentes, los cuales son difíciles de eliminar por otro tratamiento diferente de la combustión.

Finalmente, los operadores deben efectuar una correcta planificación de las distintas fases, para lo cual se deben realizar predicciones de las emisiones durante toda la vida útil del relleno sanitario, impacto olores en la comunidad, mediante un continuo monitoreo de metano local en el aire ambiente, el cual debe ir acompañado de un chequeo continuo de las celdas de residuos, tendiente a verificar la aparición de grietas en los taludes y partes planas.

NIVEL DE CONTAMINACIÓN DE LAS ENERGÍAS CONVENCIONALES

Nuclear:

- Contaminación del agua.

- Basura nuclear.

- Produce mutaciones en los seres vivos.

Hidroeléctrica:

- Disconformidad en la población

- Cambio de clima

- Alteración de la fauna y la flora.

- Erosión en las orillas de los lagos produciendo gas del pantano (gas metano) con la descomposición de la biomasa.

Petróleo y gas:

- polución atmosférica.

- Contaminación del medio ambiente.

Alteración de la flora y fauna.

Ventajas que proporcionan las energías alternativas

- No consumen combustibles.

- Son fuentes de generación inagotables.

- No contaminan el medio ambiente.

- No producen mutaciones en los seres vivos.

- No producen alteran del clima.

- No altera el equilibrio de la flora y la fauna.

Reservas

Fuentes de energías.

- Petroleo ...............40 años.

- Gas natural ..........60 años.

- Carbón ................Varios años ......... altamente contaminante.

- Nuclear ................Sin restricción .......Produce alteraciones.

- Hidraulica .............La explotan en ¼ del potencial (mundial).

Energía no convencional.

- Geotermia .............. En continuo crecimiento.

- Biomasa ....................... En aumento.

- Eólica ............................ En desarrollo.

- Fotovaltica...................... improvable rentabilidad.

CONCLUSIONES.

Los digestores cumplen una función ecológica ideal: reciclar totalmente los desechos a un costo muy bajo, pero como contrapartida emite olores desagradables para quien no esta acostumbrado al sistema.

La construcción de los biodigestores, requiere de escasa inversión, ya que se utilizan materiales comunes de fácil acceso: tambores, cámaras de mampostería y cañerías estandarizadas.

Los rellenos sanitarios, tienen generalmente una ubicación periurbana y por lo tanto afectan tanto a los sectores urbanos, para los que son una necesidad sanitaria, como a los rurales. Los afectan en ambos sentidos, positivo y negativo, ya que si no son adecuadamente controlados contaminan al medio ambiente donde se encuentran, pero al producir biogas se pueden constituir en polos de desarrollo industrial, agroindustrial o agrícola directamente.

Respecto a la realidad de nuestro país, los digestores anaerobios no son utilizados como un sistema de extracción de biogas, el proceso que se utiliza es sin mayores inversiones. Las empresas sanitarias utilizan el vertedero, acumulan basura, por lo general la tapan con tierra y esperan el proceso de descomposición anaerobia, el cual solo se produce en una media del 50%, puesto que al no haber un tratamiento adecuado existe siempre la presencia de aire, lo cual inhibe a las bacterias metanogenas.

Desde el mundo empresarial, no existe un interés mayor, puesto que es un tipo de energía que para la mayoría es desconocido. Además, como la producción de gas no es inmediata, no les parece rentable.

En el ámbito gubernamental, tampoco existe el interés de informar, aprovechar y rescatar es tipo de energía, esto en referencia a la realidad que viven otros países de latino América, como es el caso de Brasil, Uruguay y Venezuela; los cuales han generado proyectos de tratamientos de la basura y utilización del biogas, incluso al nivel de casas particulares, con pequeños biodigestores y a un costo muy bajo.

También se aprecia una falta de interés, por el hecho de que no exista legislación ni normativa para la producción de este tipo de gas.

Será que nos enteraremos de los últimos de lo beneficioso que puede dar este gas, acaso, no nos evitaríamos problemas con esta energía, pensemos por ejemplo en la CENTRAL RALCO, destinada a la generación de energía hidroeléctrica, que para funcionar necesita de un embalse que cubrirá 2.000.000 de hectáreas de tierras cultivables y bosque nativo. Que pasaría si utilizamos el gas metano producido en los grandes vertederos como fuente energética para una planta de energía electrotérmica, incluso no generaríamos los desechos que produce la combustión de petróleo.