Universidad Nacional de Río Negro
BIODIGESTORES Carrera: Catedra: Profesor:
Alumnos:
#ec"a de entrega:
Lic. En Ciencias del Ambiente Microbiología Vet. Sergio Damián Abate
Jeremías Arau Pablo Manuel !lric"
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Biodigestores
Índice Introducción……………………………………...03 ¿Qué es el biogás?..........................................03 ¿Qué es el bioabono?.....................................03 Importancia de los biodigestores…………….04 Consideraciones………………………………...0 !tapas inter"inientes de la digestión………..0# $ipos de biodigestores………………… biodigestores…………………………0% ………0% &enta'as…………………………………………..( )es"enta'as………………………………………(* +,ntesis……………………………………………(% -aterial de reerencia…………………………..(/ reerencia…………………………..(/
Introducción Arauz, Ulrich 18/0/1
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Biodigestores !n digestor de desec"os orgánicos o biodigestor es) en su forma más sim*le) un contenedor cerrado) "erm+tico e im*ermeable ,llamado reactor-) dentro del cual se de*osita el material orgánico a fermentar ,ecrementos de animales / "umanos) desec"os 0egetales1 no se inclu/en cítricos /a 2ue acidifican1) etc- en determinada diluci3n de agua *ara 2ue a tra0+s de la fermentaci3n anaerobia se *roduca gas metano / fertiliantes orgánicos ricos en nitr3geno) f3sforo / *otasio) / además) se disminu/a el *otencial contaminante de los ecrementos. El fen3meno de indigestible ocurre *or2ue eiste un gru*o de microorganismos bacterianos anaer3bicos *resentes en el material fecal 2ue) al actuar sobre los desec"os orgánicos de origen 0egetal / animal) *roducen una mecla de gases con alto contenido de metano ,C45- llamado biogás) 2ue es utiliado como combustible. El biodigestor es un sistema sencillo de im*lementar con materiales econ3micos / se está introduciendo en comunidades rurales aisladas / de *aíses subdesarrollados *ara obtener el doble beneficio de conseguir sol0entar la *roblemática energ+tica1ambiental) así como realiar un adecuado mane6o de los residuos tanto "umanos como animales. 4an de ser dise7ados de acuerdo a su finalidad) a la dis*osici3n de ganado / ti*o) / a la tem*eratura a la 2ue 0an a traba6ar. !n biodigestor *uede ser dise7ado *ara eliminar todo el esti+rcol *roducido en una gran6a de cerdos) o bien como "erramientas de saneamiento básico en un colegio. colegio. La *roducci3n de biogás *or descom*osici3n anaer3bica es un modo considerado 8til *ara tratar residuos biodegradables) /a 2ue *roduce un combustible de 0alor además de generar un efluente 2ue *uede a*licarse como acondicionador de suelo o abono gen+rico.
¿Qué es el iogás? Son gases resultantes de un con6unto de *rocesos digesti0os logrados *or microorganismos anaerobios estrictos / facultati0os.
¿Qué es el ,oabono? En la actualidad eiste inter+s en la b8s2ueda de alternati0as al uso de agro2uímicos) /a 2ue los fertiliantes 2uímicos nunca *odrán sustituir a los abonos naturales) *or las grandes des0enta6as 2ue estos *resentan al alterar los ecosistemas ecosistemas naturales en fa0or de la a*arici3n de un con6unto de organismos no deseables en la agricultura / en desmedro de la flora natural9 2uienes cum*len un rol determinante en el recicla6e natural de la materia orgánica) *or lo tanto se utilia +ste bioabono 2ue es la generaci3n de abono natural *or descom*osici3n de materia orgánica rica en nutrientes 8tiles *ara las *lantas.
Importancia de los biodigestores
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Biodigestores 1 Al de*ositar los residuos en un de*3sito "erm+tico) "erm+tico) se soluciona decididamente el *roblema de los insectos) la rotura de bolsas de residuos *or *arte de *erros) gatos / a0es carro7eras. 1 En una ma/or escala se e0ita la contaminaci3n contaminaci3n en los sitios urbanos / más im*ortantes a8n) se e0ita la contaminaci3n de las na*as de agua. 1 Si nos referimos es*ecíficamente es*ecíficamente al cam*o) se eliminan en un %' los olores indeseables *ro0enientes de las "eces animales / el guano en los criaderos de *ollos) con el im*ortante 0alor agregado de la drástica reducci3n de las enfermedades causadas *or roedores e insectos 2ue se alimentan de este ti*o de residuo. 1 Dado 2ue el deterioro del medio ambiente "a 0enido creciendo creciendo cada 0e más) urge buscar alternati0as de recicla6e del esti+rcol de los animales) *rinci*almente el *ro0eniente de los cerdos) el 2ue *or sus com*onentes tiene ma/or *oder contaminante / es más difícil de degradar.
1 Los biodigestores son una alternati0a *ara integrar las ecretas / otros residuos residuos orgánicos de la gran6a a los sistemas de *roducci3n) /a 2ue normalmente +stos se *ierden) se mal utilian o se con0ierten en contaminantes del medio ambiente /) *or consiguiente) en un *eligro *ara la salud de las *lantas) animales / del mismo "ombre. 1 A tra0+s tra0+s de esta tecnología 2ue *rocesa el esti+rcol esti+rcol de los animales) se *uede *roducir combustible ,biogás- / abono orgánico ,efluente-. Este 8ltimo es un fertiliante de alta calidad / de fácil a*licaci3n) reduciendo así la contaminaci3n generada *or el esti+rcol 2ue de otra manera 2uedaría e*uesto a la intem*erie o de*ositado directamente en el suelo 6unto a otros residuos generados en los sistemas agro*ecuarios) sin ser utiliados eficientemente. 1 !tiliando el esti+rcol se *uede conseguir conseguir gas *ara toda la 0ida. Administrar Administrar adecuadamente los recursos naturales) transformar la materia *rima) generar em*leo) a*ro0ec"ando los desec"os. A*licamos el *rinci*io de la sostenibilidad.
Consideraciones
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Biodigestores Se deben controlar ciertas condiciones) como son: el *4) la *resi3n / tem*eratura a fin de 2ue se *ueda obtener un 3*timo rendimiento. La tem*eratura ambiente en 2ue 0a a traba6ar el biodigestor indica el tiem*o de retenci3n necesario *ara 2ue las bacterias *uedan digerir la materia. En ambientes de ;'
Condiciones *ara la biodigesti3n •
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La tem*eratura es mu/ im*ortante *ara la *roducci3n de biogás) /a 2ue los microorganismos 2ue realian la biodigesti3n disminu/en su acti0idad fuera de estas tem*eraturas. La tem*eratura en la cámara di gesti0a debe ser entre los ='> C / ?'> C9 *ara o*timiar el tiem*o de *roducci3n es deseable mantener una tem*eratura entre los ;'> C / ;(> C. El ni0el de acide determina como se desen0uel0e la fermentaci3n del material orgánico. El *4 del material debe tener un 0alor entre ?.( / @.(. Al estar fuera de este rango neutro la materia orgánica corre el riesgo de *udrirse) /a 2ue se aumenta la acti0idad relati0a de los microorganismos e2ui0ocados9 esto normalmente *roduce un olor mu/ desagradable. El contenedor debe de estar *erfectamente sellado *ara e0itar 2ue entre el oigeno / de esta manera tener un *rocedimiento anaer3bico adecuado9 tambi+n e0ita fugas del biogás. Debe de contener entre el %' / ' de "umedad. Los materiales más com8nmente utiliados *ara *roducir bio gás son el esti+rcol de 0aca) caballo) *uerco / "umana) sin embargo tambi+n se *ueden otros materiales orgánicos. Para lograr una descom*osici3n eficiente) la materia orgánica debe de ser en tama7os digeribles *ues entre más c"ica más rá*ida la *roducci3n del biogás. Se deberá tener un e2uilibrio del carbono / el nitr3geno. Contenido de s3lidos: La mo0ilidad de las bacterias metano g+nicas dentro del sustrato se 0e crecientemente limitada a medida 2ue se aumenta el contenido de s3lidos / *or lo tanto *uede 0erse afectada la eficiencia / *roducci3n de gas.
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Biodigestores Estructura general de un biodigestor. biod igestor. . El biodigestor cuenta con una entrada *ara el material orgánico) un es*acio *ara su descom*osici3n) una salida con 0ál0ula de control *ara el gas ,biogás-) / una salida *ara el material /a *rocesado ,bioabono-. Eisten muc"as 0ariaciones en el dise7o del de l biodigestor. Algunos Algunos elementos 2ue com8nmente se incor*oran son:
Cámara de fermentaci3n: El es*acio donde se almacena la biomasa durante el *roceso de descom*osici3n. Cámara de almac+n de gas: El es*acio donde se acumula el biogás antes de ser etraído. Pila de carga: La entrada donde se coloca la biomasa. Pila de descarga: La salida) sir0e sir0e *ara retirar los residuos 2ue están gastados / /a /a no son 8tiles *ara el biogás) *ero 2ue se *ueden utiliar como abono ,bioabono-. Agitador: Des*laa los residuos 2ue están en el fondo "acia arriba del biodigestor *ara a*ro0ec"ar toda la biomasa. Los ob6eti0os buscados con la agitaci3n son: remoci3n de los metabolitos *roducidos *or las bacterias metan3genas) meclado del sustrato fresco con la *oblaci3n bacteriana) e0itar la formaci3n de costra 2ue se forma dentro del digestor) uniformar la densidad bacteriana / e0itar la formaci3n de es*acios Bmuertos sin acti0idad biol3gica. ubería de gas: La salida del biogás. Se *uede conectar directamente directamente a una estufa o se *uede trans*ortar *or medio de la misma tubería a su lugar de a*ro0ec"amiento. as3metro: donde se almacena el gas 2ue no es utiliado
!tapas inter"inientes de la digestión Veamos a"ora las diferentes eta*as inter0inientes i nter0inientes / sus *rinci*ales características. #ase de "idr3lisis: Las bacterias de esta *rimera eta*a toman la materia orgánica 0irgen con sus largas cadenas de estructuras carbonadas / las 0an rom*iendo / transformando en cadenas más cortas / sim*les ,ácidos orgánicos- liberando "idr3geno / di3ido de carbono. Este traba6o es lle0ado a cabo *or un com*le6o de microorganismos de distinto ti*o 2ue son en su gran ma/oría anaerobios facultati0os.
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Biodigestores #ase de acidificaci3n: Esta eta*a la lle0an a cabo las bacterias acetog+nicas / realian la degradaci3n de los ácidos orgánicos lle0ándolos al gru*o ac+tico C4;1CFF4 / liberando como *roductos 4idr3geno / Di3ido de carbono. Esta reacci3n es endoeerg+tica *ues demanda energía *ara ser realiada / es *osible gracias a la estrec"a relaci3n simbi3tica con las bacterias metanog+nicas 2ue substraen los *roductos finales del medio minimiando la concentraci3n de los mismos en la cercanía de las bacterias acetog+nicas. Esta ba6a concentraci3n de *roductos finales es la 2ue acti0a la reacci3n / acti0idad de estas bacterias) "aciendo *osible la degradaci3n manteniendo el e2uilibrio energ+tico. #ase metanog+nica: Los microorganismos inter0inientes en esta eta*a *ertenecen al gru*o de las ar2ueas / *oseen características 8nicas 2ue las diferencian de las bacterias) se cree 2ue *ertenecen a uno de los g+neros más *rimiti0os de 0ida coloniadoras de la su*erficie terrestre. La transformaci3n final cum*lida en esta eta*a tiene como *rinci*al substrato el ac+tico 6unto a otros ácidos orgánicos de cadena corta / los *roductos finales liberados están constituidos *or el metano / el di3ido de carbono.
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En el es2uema su*erior *odemos 0er una clasificaci3n de Giodigestores) en funci3n a su frecuencia de cargado) 3sea la frecuencia con la 2ue se introduce materia a descom*oner. Cada uno *osee diferentes 0enta6as / des0enta6as. Semi1continuo: Se cargan en la*sos cortos de $= "oras) $ 0e al día) o cada dos días) se utilia cuando la dis*onibilidad de materia orgánica es constante. Los *rinci*ales) son el 4ind8) C"ino) / aiIan+s) aiIan+s) cada uno con 0enta6as / des0enta6as) seg8n si se 2uiere a*ro0ec"ar más el gas) o el biol) si se 2uiere usarlo *ara fines sanitarios o de *roducci3n) di0ersas 0enta6as 2ue 0eremos más adelante. Continuo: Se cargan continuamente) tienen la finalidad de tratamiento de aguas negras) así como de *roducci3n a gran escala. Como re2uiere el uso de alta tecnología *ara su control) es utiliado a ni0el industrial. Discontinuo: Se cargan una sola 0e / se retira retira cuando /a se "a de6ado de *roducir gas) solo entonces se renue0a de materia orgánica. Se usa cuando la dis*onibilidad de materia orgánica es limitada o intermitente Esta clase de biodigestor) biodigestor) se carga,o se llenallena- una 0e) / se descarga el contenido contenido digerido) una 0e 2ue finalia el *roceso de fermentado) 3sea) cuando de6a de *roducir gas. iene un solo orificio *ara la carga / descarga. La duraci3n de la fermentaci3n 0aría entre = a 5 meses) de*endiendo del clima /a sea este cálido) tem*lado) frio) etc9 /a 2ue la tem*eratura afecta directamente la 0elocidad de reacci3n dentro del reactor. Como este sistema de biodigestor tiene a la materia de *rinci*io a fin confinada) no "a/ sostenibilidad en la *roducci3n de biogás. !n e6em*lo de biodigestor de este ti*o es el de FLADE de uatemala
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Biodigestores
Digestores Semicontinuos De los más comunes en áreas rurales) estos biodigestores se cargan o alimentan diariamente) con una carga relati0amente *e2ue7a en com*araci3n al total contenido en el biodigestor a la 0e 2ue se saca de la cámara de descarga un 0olumen igual de lí2uido) *ara con ello mantener el 0olumen constante. La *roducci3n de biogás es generalmente *ermanente) debido al constante suministro de nutrientes *ara las bacterias metanog+nicas) res*onsables de generar el gas. El 8nico factor limitante sería la dis*onibilidad de agua) /a 2ue la carga entrante debe ser en *romedio de $:5 material. H H H H
Los biodigestores semicontinuos *oseen en general 4ueco de entrada *rinci*al *ara *rimer gran llenado del GD ,ece*to en el aiIánaiIán4ueco de Entrada de material 4ueco de Salida: *ara remo0er *eri3dicamente el material degradado: biolbiosol 4ueco de salida del gas) o c8*ula m30il) de*endiendo del modelo ,a2uí flu/e o se almacena el gasEstos sistemas *ermiten retirar sustrato /a fermentado *or el canal de salida / a7adir a7a dir nue0a materia orgánica *or el canal de entrada ,sin desta*ar la boca central- 2ue al descom*onerse generara nue0o gas. Estos digestores se ada*tan bien *ara tratar material blando) como esti+rcol de origen *ecuario e inclusi0e "umano) materia celul3sica) etc. Pre fermentado ,condici3n no determinante) *ero mu/ influ/enteArauz, Ulrich 18/0/1
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Biodigestores i*o C"ino ,de Cam*ana&c8*ula&domo fi6aEl modelo más etendido) debido a su durabilidad) fácil mane6o) funcionabilidad / seguridad. Este dise7o se origin3 en C"ina / está am*liamente difundido a"í. Se trata de una cámara cerrada con sus res*ecti0as cámaras de carga / descarga. La estructura *uede ser construida de concreto armado) ladrillos) *iedra u "ormig3n / las *aredes internas *ermeabiliadas con diferentes m+todos ,como a*licaci3n de cemento meclado con *orcelana- *ara e0itar fugas de lí2uido. Su larga 0ida 8til) ma/or a $( a7os con un buen mantenimiento a 0eces no com*ensa su relati0o alto costo) *or eso 2ue no se "a/a difundido tanto fuera de c"ina,como Latinoam+rica-) donde su construcci3n es a*o/ada *or *olítica nacional. Esta clase de digestor ,de c8*ula o cam*ana fi6a- almacena solamente un *e2ue7o 0olumen del gas generado en el interior) *or lo 2ue necesita de un contenedor diferente construido *ara este gas *roducido ,gas3metro-.
El tec"o / el fondos son "emisf+ricos ,o al menos el tec"o- / las *aredes rectas. La su*erficie interior se sellada con muc"as ca*as delgadas de mortero *ara conseguir firmea. La tubería de la entrada es recta / etremos ni0elados. Se guarda el gas *roducido durante la digesti3n ba6o / dentro del domo) ello crea fueras bastante altas / es *or ello 2ue la estructura debe "acerse "emisf+rica en la base / tec"o) /a 2ue esta distribu/e la *resi3n en una ma/or área. Se necesita materiales de mu/ buena calidad / recursos "umanos costosos. Solo en C"ina eisten más de ( millones de biodigestores bi odigestores / Arauz, Ulrich 18/0/1
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Biodigestores "an funcionado *erfectamente. Vol0emos a destacar la larga 0ida de estos biodigestores ,$(1=' a7os- claro) con una lim*iea sistemática. i*o 4ind8 ,de Cam*ana&c8*ula&domo #lotanteEste dise7o consiste en una estructura 0ertical 2ue dis*one de: 1Keactor *ro*iamente dic"o) cu/a estructura sea de ladrillo tanto *aredes como fondo) aun2ue a 0eces se usa refuero en "ormig3n 1!na cam*ana o c8*ula flotante ,flotando en el lí2uido debido al biogás 2ue retienen en su interior- de metal ,como acero- o material resistente a la corrosi3n como *lásticos reforados) esta cam*ana sube / ba6a de*endiendo del 0olumen de gas 2ue se 0a *roduciendo / se almacena es esta interface) *or ello re2uiere de una 0arilla guía central o rieles laterales 2ue e0iten el roamiento contra las *aredes del reactor
1Dos onas definidas conectadas al reactor: una *ara la carga de materia orgánica / otra *ara la descarga de biol 1!na cámara "erm+tica en la cual se genera condiciones de degradaci3n anaer3bicas de la materia orgánica formando biogás / bio1abono ,biol-. Para *ermitir el ingreso de la materia orgánica / la salida del bioabono) se dis*one de dos tubos PVC conectados al tan2ue de almacenamiento ,reactor- con la ona de carga / descarga funcionales gracias al *rinci*io de 0asos comunicantes !n *unto a fa0or es 2ue no necesita de un contenedor eterno ,gas3metro- *ara almacenar el gas generado) / el gas se mantiene a una *resi3n relati0amente constante gracias al mo0imiento 0ertical del domo conforme la *resi3n aumenta o disminu/e) ello ,estabilidad de *resi3n entre 5 a % cm de agua- es mu/ 0enta6oso. Ftro *unto a fa0or sería una modificaci3n del modelo en la cual se sustitu/e la cam*ana flotante *or una *elícula de *olietileno fleible / resistente) "aciendo con esto 2ue el costo ba6e / *or ende sean más accesibles a la sociedad. El rem*lao *uede darse tambi+n *or fibra de 0idrio reforado en *lástico ,#KP- 2ue es resistente a la corrosi3n. Arauz, Ulrich 18/0/1
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Biodigestores El reactor se alimenta semi1continuamente como el biodigestor c"ino) a tra0+s de la tubería de entrada *eri3dicamente cada $= o =5 "oras *or e6em*lo. i*o salc"ic"a ,de Estructura fleibleLa alta in0ersi3n 2ue *edía construir un biodigestor de estructura resultaba una gra0e limitante *ara los *e2ue7os gran6eros *or sus ba6os ingresos. Esto moti03 a unos ingenieros aiIaneses aiIaneses en los a7os sesenta a dise7ar biodigestores con materiales fleibles más baratos) locales locales / accesibles. Primero se utili3 utili3 n/lon / neo*reno) sin embargo9 estos demostraron ser algo costosos. !n *aso ma/or en los setenta era combinar PVC con el residuo de las refinerías de aluminio *roduci+ndose así el barro ro6o PVC) / de a"í fue reem*laado *or *olietileno más barato / es el 2ue se usa ma/ormente en Am+rica Latina) frica / Asia. Desde $%?) el Centro *ara la Nn0estigaci3n en Sistemas Sustentables de Producci3n Agrícola ,CNPAV-) ,CNPAV-) "a estado recomendando biodigestores de *lástico econ3mico como la tecnología a*ro*iada *or o*timiar el uso de ecrementos *ecuarios) reduciendo con ello *resi3n en otros recursos naturales.
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Biodigestores
En este digestor) el gas se 0a acumulando en la *arte su*erior de la bolsa1reactor) *arcialmente llena con materia orgánica en fermentaci3n) la bolsa se 0a inflando lentamente con una *resi3n ba6a. Este biodigestor *resenta los siguientes com*onentes: Tubo Tubo de entrada: es un tubo de *lástico de =' a ;'cm de diámetro) 2ue se utilia *ara la
inserci3n de materia orgánica / se dirige "acia adentro del reactor $( cm de *rofundidad. Keactor&#ermentador&bolsa de almacenamiento: Es el *rinci*al com*onente del biodigestor) el reactor) reactor) una bolsa en la 2ue se almacena la materia orgánica / se dan los *rocesos de fermentaci3n. Su tama7o 0aría de*endiendo de la cantidad de material a fermentar) sin embargo este no *uede ser mu/ grande) si "a/ necesidad de *rocesar muc"o material) se *rocederá a conectar cámaras m8lti*les /a 2ue no se *ierde el área su*erficial eficiente necesaria) aun2ue *uede resultar más costoso 2uitándole a este modelo su atracti0o econ3mico. El biodigestor debe estar aislado / contener un sistema de calentamiento / agitaci3n. Para calentarse se recubre *or encima de ?' cm con una estructura sim*le de *lástico a modo de in0ernadero) ello *re0endrá de cambio s drásticos de tem*eratura / la mantendrá en el ni0el deseable) así como tambi+n la construcci3n de una *ared de tierra a los costados *ara e0itar el enfriamiento del biodigestor) o semi1 enterrarlo *ara el mismo fin) de*endiendo de las condiciones del suelo. El gas *roducido *or el digestor *uede almacenarse en un es*acio a7adido al digestor o conducirse inde*endientemente a otra instalaci3n de almacenamiento) cerca de la cocina) calefactor a usarse. Tubo Tubo del afluente: el diámetro de este tubo *lástico debe ser entre $' a $( cm) localiado
*or deba6o del tubo de entrada en el lado o*uesto del digestor) generando así una *endiente 2ue *ro*orcione el gradiente necesario *ara 2ue flu/a naturalmente / con facilidad a la "ora de descargar el *roducto digerido) / tambi+n sumergido *or deba6o de $( cm del fermentador) *ara así *re0enir el esca*e de gas a la "ora de descarga ) Tubo de metano: este tubo) se ubica en la *arte su*erior de la bolsa de almacenamiento
de metano) de ( cm de diámetro) se utilia *ara trans*ortar el biogás a su lugar de uso) el tubo debe estar conectado a una salida sumergida en agua *ara 2ue absorba la "umedad condensada *roducto de la metanog+nesis / tambi+n es im*ortantísimo 2ue se conecte a un filtro absorbente de sulfuro de "idr3geno ,*roducto tambi+n de la metanog+nesis- 2ue *uede ser de 0irutas de "ierro / u otros materiales. Dispositivo de seguridad : se utilia *ara *re0enir la ru*tura del fermentador ocasionada
*or las *resiones altas del gas generado de la fermentaci3n fermentaci3n anaer3bica. Consiste en una botella *lástica de al menos $' cm de *rofundidad insertada la tubo de salida) cuando la *resi3n del digestor es ma/or a la del agua ,3sea) la *resi3n ma/or a $'cm de agua-) se liberará el gas. Arauz, Ulrich 18/0/1
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Biodigestores Tubo de limpieza: limpieza : el lodo sedimentado en el fondo del biodigestor debe ser remo0ido cada
dos a7os) está la tubería sir0e *ara e0acuar estos lodos *or bombeo) Digestores Continuos De estos solo mencionaremos el de des*laamiento 4oriontal) /a 2ue biodigestores de r+gimen continuo como este) el de tan2ue m8lti*le / tan2ue 0ertical son de corte ma/or) como industrial) comunal) / de grandes gran6as. Ke2uieren el mane6o de ma/or tecnología *ara el calentamiento del sustrato) control de la calidad del gas resultante) *lantas enteras de desulfuraci3n) grandes com*resoras) cadenas de distribuci3n) *lantas de almacenamiento) antorc"a de desfogue) etc. Así como un suministro mu/ constante de materia orgánica. De des*laamiento 4oriontal Son los 2ue tienen una cámara de digesti3n alargada) con un *erfil cuadrado) rectangular o en V) de*endiendo de las características del terreno o con0eniencia. En este dise7o) los residuos se 0an degradando a medida 2ue transitan a lo largo del biodigestor. Esta característica lo "ace 8til en el *rocesamiento *r ocesamiento / a*ro0ec"amiento de residuos / materiales 2ue re2uieran un tratamiento *rolongado) tales como ecretas "umanas ciertos des*erdicios de sacrificio de animales) cierto material 0egetal mu/ fibroso o difícil de degradar. ,O-Cabe resaltar 2ue el biodigestor aiIán) aiIán) tubular *uede clasificarse como de des*laamiento "oriontal *or su forma / des*laamiento del material) *ero estamos ti*ificando seg8n r+gimen de carga) *or ende) semi1continuo. Se utilian generalmente *ara e*lotaciones agro*ecuarias 2ue generan grandes cantidades diarias de residuos) como tambos) criaderos de *orcinos) gran6as de gallinas *onedoras en 6aulas) establos de 0acunos) etc9 tambi+n sir0en mu/ bien *ara *e2ue7as comunas 2ue desean de estabiliar / neutraliar los residuos orgánicos munici*ales antes de 0erterlos al ambiente. Para un biodigestor de des*laamiento "oriontal de *e2ue7a escala) se recomienda) *or cuestiones de dise7o) con 0ol8menes ma/ores a los 2uince $( m ;a*roimadamente9 *ues la eca0aci3n de un *oo en forma 0ertical *uede resultar *roblemática) si es 2ue el ni0el de la na*a freática está mu/ cercana a la su*erficie / *uede a*arecer demasiada "umedad. El agua circula en Bflu6o *ist3n) como si fuese la circulaci3n *roducida en el intestino del ser "umano o de alg8n otro mamífero. Este ti*o de flu6o *ermite 2ue cada *orci3n del residuo 2ue ingresa *or un etremo cum*la el tiem*o de residencia necesario dentro del biodigestor antes de salir *or el otro etremo.
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Biodigestores &enta'as •
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Efecto del efluente sobre el suelo: Debido a su rá*ida descom*osici3n el efluente brinda rá*idamente nutrientes dis*onibles. Los ácidos "8micos *resentes en este material contribu/en a me6orar la estructura del suelo / su *orosidad aumentando al mismo tiem*o la ca*acidad de intercambio. La cantidad de "umus estable du*lica generalmente al 2ue se consigue mediante la utiliaci3n de esti+rcoles incrementando al mismo tiem*o en forma significati0a la acti0idad biol3gica del suelo. El ele0ado contenido de nitr3geno en forma de amonio ,45- *resente en los efluentes a/uda a e0itar la *+rdida *or la0ado / lii0iaci3n del nitr3geno del suelo al igual 2ue las *+rdidas *or 0olatiliaci3n *roducidas *or los *rocesos de desnitrificaci3n biol3gica. El biodigestor es un sistema sencillo de im*lementar con materiales econ3micos / se está introduciendo en comunidades rurales aisladas / de *aíses subdesarrollados *ara obtener el doble beneficio de conseguir sol0entar la *roblemática energ+tica1ambiental) así como realiar un adecuado mane6o de los residuos tanto "umanos como animales. Culti0os: Eisten am*lias e0idencias del incremento en la *roducci3n de distintas es*ecies *ro0ocada *or la a*licaci3n de efluentes al suelo. La interacci3n / 0ariaci3n ocurrida en el *roceso de biodigesti3n *ro0oca grandes diferencias en los resultados / "ace difícil cuantificar los beneficios obtenibles de la a*licaci3n así como tambi+n definir dosis / modos de a*licaci3n.
Es una energía reno0able / sustentable. A*ro0ec"a la *roducci3n natural del biogás. Es *osible utiliar utiliar los *roductos secundarios como abono o fertiliante. Kedirige / a*ro0ec"a los los gases de efecto in0ernadero *roducidos *or los 0ertederos / gran6as industriales) lo cual reduce la "uella de carbono de estos establecimientos / disminu/e su contribuci3n al cambio climático. En el *roceso de fermentaci3n se remue0en s3lo los gases generados ,C45) CF=) 4=S- / se conser0an en el efluente todos los minerales / elementos 2uímicos fertiliantes ,) P) Q-. La materia orgánica se con0ierte *or el ='1(' en biogás) la restante es de0uelta al com*os con0ertido en un 0alioso abono orgánico) aumentando la retenci3n de la "umedad / manteniendo la 0ida microbiana en el suelo.
A.
Relacionadas Relacionadas con el medio ambiente:
1 E0ita el uso de le7a local) así reduciendo la *resi3n sobre los recursos forestales. 1 #omenta el desarrollo sustentable. Arauz, Ulrich 18/0/1
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Biodigestores 1 Nm*ide la contaminaci3n de mantos acuíferos. 1 #a0orece el recicla6e / disminuci3n de residuos. Canalia) *or tanto) los ecedentes agrícolas alimentarios) *ermitiendo el a*ro0ec"amiento de las tierras de retirada. 1 Keducci3n de la *roducci3n de gases de efecto efecto in0ernadero. El ecremento en estado natural e*ulsa grandes cantidades al es*acio de este gas) 2ue es uno de los más *er6udiciales *ara la ca*a de oono. Estos gases *ro0ienen de la fermentaci3n descontrolada de la materia orgánica en forma de metano o 3idos nitrosos ,gases de alto efecto in0ernadero) =5)( / ;=' 0eces ma/ores 2ue el di3ido de carbono res*ecti0amente- o de la 2uema de recursos f3siles ,aumentando la concentraci3n de CF= en la atm3sfera-. 1 El biogás) a"orra en combustible f3siles / *reser0a los sumideros de ca*taci3n ca*taci3n de carbono.
C.
Asociado con con el bienestar bienestar Social Social
1 Crea em*leos es*ecialiados. 1 Crea la *osibilidad de incursionar un *ro/ecto de 0anguardia. 1 Esta es una o*ci3n o*ci3n factible de obtenci3n obtenci3n de energía *ara comunidades comunidades aisladas o ale6adas de los circuitos de distribuci3n del gas comercial. La utiliaci3n de biogás *uede sustituir a la electricidad) al gas *ro*ano / al diesel como fuente energ+tica en la *roducci3n de electricidad) calor o refrigeraci3n. En el sector rural el biogás *uede ser utiliado como combustible en motores de generaci3n el+ctrica *ara autoconsumo de la finca o *ara 0ender a otras. Puede tambi+n usarse como combustible *ara "ornos de aire forado) calentadores / refrigeradores de adsorci3n. La con0ersi3n de a*aratos al funcionamiento con gas es sencilla. La *roducci3n de biogás es *ermanente) aun2ue no siem*re constante debido a fen3menos climáticos 1 Pro*orcionan combustible ,biogás- *ara su*lir las necesidades necesidades energ+ticas rurales) incrementando la *roducci3n de energía reno0able ,calor) lu) electricidad- / de ba6o costo. 1 Se reduce el riesgo de transmisi3n de enfermedades enfermedades ) /a 2ue al reciclar en con6unto con6unto las ecretas animales / "umanas en biodigestores 2ue o*eran en rangos de tem*eratura interna entre ;' >C / ;( >C es *osible destruir "asta el ( de los "ue0os de *arásitos / casi todas las bacterias / *rotooarios causantes de enfermedades gastrointestinales. 1 La lombricultura) es otra acti0idad acti0idad en la cual *uede ser utiliado el efluente. ormalmente se em*lea en seco) como sustrato *rinci*al) o en forma li2uidaci3n residuos Arauz, Ulrich 18/0/1
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Biodigestores s3lidos como *a6a de arro) *a6a de maí o sorgo) residuos de *lantas de forra6e) entre otros. 1 Las calidades del biol ,estabilidad) *resencia mínima mínima de *at3genos) altas cantidades de nutrientes- *roducido en el biodigestor *ermiten su uso tambi+n en otros cam*os.
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El digestor debe encontrarse cercano a la ona donde se recoge el sustrato de *artida / a la ona de consumo. Debe mantenerse una tem*eratura constante / cercana a los ;(>C. Esto *uede encarecer el *roceso de obtenci3n en climas fríos. Es *osible 2ue) como sub*roducto) se obtenga S4= ,sulfato de "idr3geno-) el cual es t3ico / corrosi0o) de*endiendo del sustrato de *artida / de la *resencia o no de bacterias sulfato reductoras. La *resencia de S4= "ace 2ue se genere menos C45) disminu/endo la ca*acidad calorífica del biogás / encarece el *roceso *or la necesidad de de*urarlo. Kiesgo de e*losi3n) en caso de no cum*lirse las normas de seguridad *ara gases combustibles. Ke2uiere de un traba6o diario / constante) sobre todo *ara la carga de la materia orgánica. De*endiendo del modelo) re2uieren de muc"o cuidado sobre todo cuando son construidos con *lásticos) /a 2ue +stos *ueden ser fácilmente cortados / 2uedar inutiliados. Ftros modelos *ueden ser tambi+n de costos ele0ados aun2ue de ma/or duraci3n. Puesta en Marc"a) debido a la ba6a 0elocidad de crecimiento de los microrganismos) en el *roceso anaer3bico la *uesta en marc"a de este tratamiento es lenta. Los costos asociados a la construcci3n de los digestores anaerobios son altos) com*arado con sistemas no con0encionales de tratamiento) *rinci*almente *or2ue necesita de un sistema integrado) *ara *ro*orcionar un tratamiento com*leto / adecuado a los *urines. Además necesita la instalaci3n de dis*ositi0os 2ue *ermitan) calentar los *urines "asta una tem*eratura adecuada / la instalaci3n de un sistema de recolecci3n / acumulaci3n del gas) *ara su *osterior uso o 2uema.
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Biodigestores •
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Los costos de o*eraci3n / mantenci3n no son altos) solo re2uiere *ersonal ca*acitado) *ara 2ue realicen las labores de mantenci3n) 2ue *or lo general no son mu/ frecuentes. Los biofertiliantes es la no eliminaci3n de la acide del suelo causada *or el uso ecesi0o de fertiliantes inorgánicos dificultando) a menudo la absorci3n *or la raí de agua / nutrientes del suelo) tales como el *otasio / el nitr3geno 2ue influ/en en la germinaci3n / crecimiento de las *lantas. Debido a la ausencia de oígeno en el interior de la cámara "erm+tica) las bacterias anaerobias contenidas en el *ro*io esti+rcol comienan a digerirlo. Primeramente se *roduce una fase de "idr3lisis / fermentaci3n) *osteriormente una acetog+nesis / finalmente la metanog+nesis) *or la cual se *roduce metano. El *roducto gaseoso llamado biogás) realmente tiene otros gases en su com*osici3n como son di3ido de carbono ,='15'-) nitr3geno molecular ,=1;- / sulf"ídrico ,')(1=-) siendo el metano el más abundante con un ?'1%'. El biogás tiene como *romedio un *oder calorífico entre $%)% / =;)5 mega6ulios *or metro c8bico ,MJ&mR-. El *roceso microbiol3gico no solo re2uiere de fuentes de carbono / nitr3geno sino 2ue tambi+n deben estar *resentes en un cierto e2uilibrio sales minerales ,aufre) f3sforo) *otasio) calcio) magnesio) "ierro) manganeso) molibdeno) inc) cobalto) selenio) tungsteno) ní2uel / otros menores-. ormalmente las sustancias orgánicas como los esti+rcoles / lodos cloacales *resentan estos elementos en *ro*orciones adecuadas. Sin embargo en la digesti3n de ciertos desec"os industriales *uede *resentarse el caso de ser necesaria la adici3n de los com*uestos enumerados o bien un *ost tratamiento aer3bico
Síntesis El uso de biodigestores trae beneficios a la salud e "igiene en los sectores donde se utilian materiales a le7a *ara la calefacci3n / cocina) le da un uso a lo 2ue antes se consideraba des*erdicio) además a*orta nutrientes a los culti0os en forma de materia orgánica sin necesidad de usar agro2uímicos. Es recomendable su uso uso en áreas rurales o de ba6os recursos ,2ue no están conectadas a la red de gas natural- *or su necesidad de es*acios am*lios / su eficiencia econ3mica a largo *lao. En escala industrial genera *uestos de traba6o / fomenta la in0estigaci3n científica.
Arauz, Ulrich 18/0/1
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Biodigestores
MATERIAL DE REFERENCIA
1 Manual *ara la *roducci3n de biogás NN ,instituto nacional de in0estigaci3n científica& "tt*:&&bio1digestores.blogs*ot.com.ar&='$=&'?&ti*os1de1biodigestores."tml & "tt*:&&III.bio1nica.info&biblioteca&Giodisgestores.*df
1 "tt*:&&III "tt*:&&III.eba".com.br&content&AGAAAGadAA&biodigestores1f .eba".com.br&content&AGAAAGadAA&biodigestores1forma1mitigar1os1efeitos1 orma1mitigar1os1efeitos1 ambientais1relacionados1a1*ecuaria1a0icultura1suinocultura1corte1*rinci*almente12ue1 tange1destino1dos1de6etos1a1reducao1emissao1dos1gases1efeito1estufa1geeT*artU= ransformaWes nos seres 0i0os e ambiente1Gc';'?1!#AGC =. Santo Andr+1 SP o0embro&='$'. !ni0ersidad #ederal do AGC 1 "tt*:&&es.IiXi*edia.org&IiXi&Giodigestor 1 "tt*:&&es.IiXi*edia.org&IiXi&GiogC;A$s 1 "tt*s:&&III "tt*s:&&III./outube.com&Iatc ./outube.com&Iatc"T0U4M%rKX1cn!N "T0U4M%rKX1cn!N Video e*licati0o introductorio de la em*resa KFFPLAS
Arauz, Ulrich 18/0/1
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