La crisis energética y los problemas ambientales

RESUMEN JOURNAL 3 (24/04/2015)

Author (s): Sonia Valle Walter Borges de Oliveira, Alexandre Bevilacqua Leoneti,

Glauco Mateus Magrini Caldo, Marcio Mattos Borges de Oliveira.

(University of Sao Paulo)

Títle of paper:

GENERATION OF BIOENERGY AND BIOFERTILIZER ON A SUSTAINABLE RURAL PROPERTY

GENERACIÓN DE BIOENERGÍA Y BIOFERTILIZANTES EN UNA PROPIEDAD RURAL SOSTENIBLE

Journal: Biomass and bioenergy (United Kingdom)

Volume (issue): 35

Pag – pag (year): 2608 - 2618 (2011)

Sciencedirect  (22 de abril 2015)

1. Problema        

La crisis energética y los problemas ambientales derivados de la utilización de la contaminación y las fuentes no renovables de energía han cambiado el escenario mundial sobre este tema, lo que lleva a la búsqueda de soluciones sostenibles en los tres ámbitos: económicos, ambientales y sociales. Estos aspectos pueden ser traducido por la volatilidad de los mercados de combustibles fósiles del mundo y por el riesgo de cambios climáticos causar por el uso intensivo de las fuentes de energía que generan gases de efecto invernadero (GEI).

En el interior del estado de Sao Paulo, Brasil, un productor rural de chicharrones y café evaluado todo el ciclo de producción de sus productos y desechos, ha logrado la autosuficiencia energética e identificar nuevas posibilidades de ganancias a través de la reducción de costes.

1. Referencias del lugar de estudio

El estudio de caso se llevó en Brasil, Sao Paulo (Es la mayor ciudad de América. Es el principal centro financiero de Brasil), en una finca rural de 250 hectáreas ubicadas en el Municipio de Caconde, cuyas actividades principales son la cría de cerdos, el procesamiento de la carne de cerdo, las plantaciones de café y maíz cultivado para la alimentación animal. Altitud: 860 metros, su temperatura varía entre 22,5 °C y 16 °C. La precipitación anual media es de 1.450 mm. [pic 1]

Se instalaron tres biodigestores llamados "minibiodigesters", cuya construcción es sencilla y rápida, para procesar los desechos de la producción de cerdos y procesamiento de carne de cerdo.

[pic 2]

1. Estado del arte que hace referencia el autor  

La adopción de tecnologías verdes y sostenibles en el estilo de vida de las sociedades es una solución importante al problema de la energía [1].

[1]  Omer AM. Energy, environment and sustainable development. Renew Sustain Energ Rev 2008;12:2265e300.

El metano (CH4) es uno de los gases de efecto invernadero con un potencial de calentamiento global 23 veces mayor que la de dióxido de carbono (CO2), y una fuente de alta energía. Las emisiones de metano a la atmósfera proceden de diversas fuentes, tales como la biodegradación anaeróbica, la digestión de los rumiantes, la quema de biomasa, etc. [7]. Estas fuentes son naturales (40%) y antropogénicas (60% de metano). Ambas fuentes pueden implicar procesos de degradación por microorganismos, que se pueden dividir en la degradación aeróbica, anaeróbica y facultativa [8].

[7]  Intergovernmental Panel on  Climate Change e IPCC. Climate change 2001:  the scientific basis (Contribution of working group I to  the third assessment report of the intergovernmental panel on  climate change). Cambridge: Cambridge Univ. Press; 2001.

[8]  Mer JL, Roger  P. Production, oxidation, emission and consumption of methane by soils: a review. Eur  J Soil  Biol  2001;37:25e50. (se encontró en Sciencedirect)

La composición media de biogás producido por la degradación anaerobia varía de 50 a 80% de metano y 20 a 50% de dióxido de carbono, además de trazas de otros gases [9].

 [9]  Axaopoulos P, Panagakis P. Energy and economic analysis of biogas heated livestock buildings. Biomass Bioenerg 2003;24: 239e48.

(se encontró en  Sciencedirect)

Biodigestores se optimizan los sistemas de degradación anaerobias que utilizan alrededor de 50% de los residuos orgánicos a 50% de líquido de dilución, que puede ser agua (especialmente agua de lluvia), aguas residuales, o cualquier otro efluente líquido que no es perjudicial para el sistema [10]. Si los residuos orgánicos no se disuelven suficientemente en el agua, el porcentaje de líquido se debe aumentar con el fin de llegar a un contenido de humedad de aproximadamente 90%.

[10]  Lansing S, Botero RB, Martin JF. Waste treatment and biogas quality in  small-scale agricultural digesters. Bioresour Technol 2008;99:5881e90.

Es importante señalar que la degradación anaeróbica, y por lo tanto el biodigestor, requiere altas temperaturas para lograr su máxima eficiencia, como se ha demostrado en un estudio realizado por Castro y Cortez [12], quien encontró que el 31 C es la temperatura óptima para la degradación de estiércol de ganado. Una de las posibles soluciones para mantener estas altas temperaturas se propone por Alexopoulos y Panagakis [9], que sugiere el uso de la calefacción solar en biodigestores tratamiento de purines de cerdo en Grecia, donde se instalaron colectores solares en la cubierta de lona, ​​proporcionando un promedio temperatura de 35 C en el interior del biodigestor.

[9]  Axaopoulos P, Panagakis P. Energy and economic analysis of biogas heated livestock buildings. Biomass Bioenerg 2003;24: 239e48.

      (se encontró en Sciencedirect)

[12]  Castro LR, Cortez LAB. Effect of temperature on  the performance of biodigesters with cow  manure. Braz  J Agri Environ Engg  1998;2.

            (se encontró en  Sciencedirect)

Algunas de las ventajas de la utilización de biodigestores, además de la posible utilización de biogás, son el uso de los residuos que de otro modo serían contaminante si se vierten directamente en el medio ambiente, debido a su alta carga de materia orgánica, y la reducción de olores como resultado de esta práctica [13]; la eliminación de los patógenos que re contaminan a los animales que se alimentan de pastos fertilizados con desechos no tratados; la producción de biosólidos que se pueden utilizar como fertilizantes orgánicos en la agricultura; la producción de biofertilizantes o biolíquidos, también ricos en nutrientes, para la agricultura, la acuicultura o como fertilizantes foliares [11].

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