NOMBRES: FECHA: 19/11/2015

Kevin Lionel Eduardo Cabrera Pérez TALLER 1- GRUPO IILaura Camila Castillo HernándezDiego Nicolás Mancera Martínez José Felipe Pinzón Niño

PROYECTO DE GENERACIÓN DE ENERGÍA CON RECURSOS NATURALES POTENCIALES DE LA REGIÓN PACÍFICA

CONDICIONES PRIMARIAS

Se escogieron los desechos animales y de seres humanos como materia prima a trabajar, ya que se busca diferentes horizontes energéticos y usos a esta materia. En principal medida esta materia prima se limitaba a usarse como abono, pero se están desperdiciando sus capacidades para producir energía.El proyecto constara en la construcción de un biodigestor al cual serán suministrados desechos orgánicos de animales, en primera instancia se piensa en trabajar con la industria avícola y porcina, ya que son las más disponibles en la región pacífica. Sin embargo, también se tiene en cuenta la posibilidad de trabajar junto con la industria bovina debido a su alto volumen de desechos producidos.Por el momento se busca de una empresa que cuente con una gran cantidad ganado, en toda su variedad; para que la obtención de materia prima sea elevada y no se presenten dificultades en la alimentación del biodigestor, el cual se encontraría dentro de los predios de esta empresa. Para complementar el proceso que se someterán los desechos, al momento de terminado el ciclo de generación de biogás en los biodigestores, se utilizaran los desechos para utilizarlos como abono y de esta forma el ciclo sea completamente renovable.

IMPLEMENTACIÓN DEL BIODIGESTOR

Basados en la disponibilidad de materia prima disponible en la región, en forma de desechos de la industria avícola y porcina, junto con la posibilidad de canalizar también los desechos humanos; es muy viable la utilización de un biodigestor para el aprovechamiento de los residuos transformándolos en biogás y biol (fertilizante orgánico que queda como residuo luego de la completa digestión).

Es importante el definir y explicar el proceso que se lleva a cabo en estos equipos:En la digestión anaerobia se pueden caracterizar varias fases consecutivas de degradación del substrato (término general que se refiere al alimento de los microorganismos). Inicialmente los residuos orgánicos que han sido tratados se adicionan al digestor por medio de un tanque de carga. La digestión anaerobia se lleva a cabo en el digestor, el cual debe estar totalmente sellado; donde los microorganismos fermentan el material orgánico en ausencia de oxígeno. Dependiendo de la cantidad de biomasa que contenga el digestor, puede ser necesario que el proceso requiera de calentamiento o agitación para lograr unas condiciones adecuadas para la transformación de los desechos en biogás. El rendimiento de este proceso puede variar entre el 30% y el 60%. La figura a continuación muestra el proceso de fermentación: Figura 1. Fases de la fermentación anaerobia y población de microorganismos: 1) Bacterias hidrolíticas-acidogénicas; 2) Bacterias acetogénicas; 3) Bacterias homoacetogénicas; 4) Bacterias metanogénicas hidrogenófilas; 5) Bacterias metanogénicas acetoclásticas

El biogás es recolectado en la parte superior mediante una tubería. Es importante utilizar un medidor de gas para controlar el flujo. Algunas veces es necesario un lavador de gases para retirar los componentes corrosivos o de reacciones secundarias en el proceso. Igualmente, se debe utilizar un regulador de presión, debido a que el espacio del que dispone el biogás es limitado (solamente la parte superior del digestor). El biogás sale caliente, el cual se va enfriando en su recorrido por la tubería, así mismo vapor de agua de va condensando y ésta es retirada con un drenaje.

Finalmente el biogás es recolectado en un tanque, y puede ser utilizado para generar electricidad, para uso doméstico o para generar calor. Los subproductos pueden ser utilizados como fertilizantes orgánicos, teniendo así; una ganancia extra que puede ser utilizada en los cultivos de la región. El biogás es una mezcla de gases producidos por bacterias metanogénicas luego de la transformación de material orgánico por parte de las mismas en condiciones anaerobias. Su composición y características generales son las siguientes:Tabla 1. Composición del biogás

Un sistema de biogás se compone de los siguientes subsistemas: sistema de recolección de residuos, digestor, sistema de almacenamiento del efluente, sistema de conducción de biogás, equipos o sistemas de utilización del biogás. Figura 2. Componentes de un sistema de biogás

- Almacenamiento de los residuos:Lo ideal es almacenar los residuos cerca del biodigestor, los puntos clave son aquellos donde la industria ganadera recolecta los residuos; por temas de transporte, los biodigestores pueden ser ubicados en la zona donde estés esos puntos. En caso de que se dispongan de diferentes puntos de almacenamiento pueden ser usados varios digestores. Todo esto debe seguir las normas de regulación ambiental, de higiene y seguridad. El almacenamiento puede ser en tanques, pilas, lagunas o piscinas; y antes de que se dirijan los residuos al biodigestor, éstos pueden ser mezclados y homogeneizados con agua.

- Pretratamiento de los residuos:Algunos pretratamientos comunes son:Adicionar agua hasta lograr una relación de 10 partes de agua por una parte de sólidos presentes en los residuos o en la mezcla de carga.Separar los materiales extraños de los residuos como madera, arena, grava, paja, etc. Mezclar y homogeneizar los residuos y calentar.

- Tipos de biodigestores:

1. De estructura sólida fija: Consiste en una cámara de gas en forma de domo construida de ladrillos, piedra o concreto la cual permanece inmóvil y fija. Su construcción debe ser bajo tierra en suelos firmes y estables. Es el tipo de biodigestor más común en los países en vía de desarrollo. Tienen una elevada vida útil, con un promedio de 20 años. La inversión inicial requerida es de entre $700 a $900 USD, para una familia de 4 personas.

Figura 3. Digestor de estructura sólida fija, tanque cilíndrico

2. De estructura sólida móvil: Tiene forma de bóveda esférica o cilíndrica y tiene un depósito de gas móvil en forma de campana flotante. Cuando el gas de acumula en la campana ésta sube, y cuando el gas es extraído, baja. Tiene un soporte de hierro para que la campana permanezca en su sitio. Para la construcción se utiliza usualmente ladrillos, cemento, arena y grava; y para la campana flotante se utiliza lámina de acero.

Figura 4. Digestor de estructura sólida móvil

3. De balón de plástico: Está formado por una bolsa de plástico, polietileno, caucho o geomembrana de PVC, completamente sellada. El 75% de la bolsa se llena con la carga, mientras que el 25% restante es para el almacenamiento del gas. Es de fácil instalación y puede ser alargado en forma de gusano. El material debe ser elegido con cuidado, pues debe ser resistente a la intemperie y a los rayos ultravioleta. Tienen una vida útil de 3 a 5 años, lo que es una desventaja. La instalación es muy económica, el costo de un biodigestor de éste tipo es de $50 USD por cada cuatro personas.

Figura 5. Digestor de balón de plástico

A continuación se muestra una tabla en modo de resumen para las características de los tipos de biodigestores anteriormente nombrados:Tabla 2. Resumen de características de algunos tipos de biodigestores

MODO DE INVERSIÓN

En la región pacífica existe una agencia de promoción de inversión llamada Invest Pacific apoyada por un gran número de empresas nacionales e internacionales. Hay una oportunidad de inversión en el campo de la industria avícola y ganadera llamada empresas de energía alternativas. Ésta es una oportunidad para el desarrollo de proyectos de

producción de energía a partir de biomasa animal, bajo la ley 1715 de 2014 (ley de energía), la cual ofrece grandes beneficios tributarios.Dentro de las instituciones que soportan la inversión están: el programa de transformación productiva (PTP), el programa de la cámara de la industria de alimentos (ANDI), PROEXPORT Colombia, la federación nacional de avicultores seccional Valle (FENAVI), el fondo nacional de la porcicultura, el instituto colombiano agropecuario (ICA) y el instituto nacional de vigilancia de medicamentos y alimentos (INVIMA)

BENEFICIARIOS

Este proyecto beneficiaría a varios sectores de la población, a los que producen materia prima, que serían los granjeros de la región que se dedican a la cría de estos animales ya que estos recibirían un incentivo para darnos esta materia prima para el proyecto; sería beneficiario también para las personas que entren a dedicarse en labores de mano de obra como transporte, mantenimiento entre otras necesidades que necesite suplir el proyecto que claro les daría un dinero muy útil para su desarrollo de vida; también la población se vería beneficiada por la producción de gas del proyecto.Las implicaciones que tendría esto a nivel social son notables en todos los niveles ya que incentivaría el desarrollo humano, generaría empleo y además lograría una mayor accesibilidad de gas lo cual es un bien necesario para las personas en la zona; claro está entonces que estos temas tocados impactarían a medida que crezca el proyecto, y éste sea capaz de aumentar su capacidad para así mejorar su impacto y a su vez su rentabilidad.Incentivaría además la economía en la región ya que aumentaría la capacidad de poder adquisitivo de los empleados, los jefes del proyecto y los granjeros que en su conjunto serían los principales ganadores de la rentabilidad del proyecto.

CONCLUSIONES

La elaboración de un proyecto como el de implementar un biodigestor para la transformación de biomasa animal en energía es un tema innovador en el país, así como beneficioso para la región en general. Dentro de los tipos de biodigestores que se pueden encontrar, el más rentable sería el de balón de plástico, debido a su bajo costo y que a pesar de tener un corto periodo de vida, sigue siendo más barato que los demás tipos de biodigestores. Es importante tener los cuidados permitentes en la manipulación de los biodigestores, así como el cumplir las normatividades establecidas, ya que esto lleva al éxito del proyecto y evita los accidentes como ya fuese una explosión debido a un mal manejo del proceso.

BIBLIOGRAFÍAhttp://www.cubasolar.cu/biblioteca/energia/ENERGIA22/HTML/articulo04.htm. [18 de noviembre de 2015]INSTITUTO PARA LA DIVERSIFICACIÓN Y AHORRO DE LA ENERGÍA. Biomasa: Digestores anaerobios. Madrid. 2007.UNIDAD DE PLANEACIÓN MINERO ENERGÉTICA. Guía para la implementación de sistemas de producción de biogás. Versión 01. Bogotá. 2003.http://www.investpacific.org/es/sector.php?id=3&su=3. [18 de noviembre de 2015]