Biodigestores como fuente de combustible y recuperador de suelos

PROYECTO BIODIGESTOR

BIODIGESTORES COMO FUENTE DE COMBUSTIBLE Y RECUPERADOR DE SUELOS

Osley Herrera Zuluaga

Noel Montenegro Sampayo

Servicio Nacional De Aprendizaje (Sena) Investigación y desarrollo

Luis Fernando Rincón Amarillo

2023

INTRODUCCIÓN

Un biodigestor es un sistema que utiliza microorganismos para descomponer la materia orgánica y producir biogás. El biogás es una mezcla de gases, principalmente metano y dióxido de carbono, que puede utilizarse para cocinar, calentar agua y generar electricidad.

Los biodigestores pueden ser de diferentes tamaños y capacidades, y pueden utilizarse en una variedad de aplicaciones, incluyendo:

Hogares

Granjas

Plantas de procesamiento de alimentos

Plantas de tratamiento de aguas residuales

Los biodigestores son una fuente de energía renovable y sostenible que puede ayudar a reducir la dependencia de los combustibles fósiles. También son una forma de reducir la cantidad de residuos que van a los vertederos, lo que ayuda a proteger el medio ambiente.

Los biodigestores son una inversión que puede ayudar a ahorrar dinero en energía y a reducir su impacto en el medio ambiente. Si se busca una fuente de energía renovable y sostenible, un biodigestor puede ser la opción adecuada.

Aquí hay algunos beneficios de utilizar un biodigestor:

• Reduce la dependencia de los combustibles fósiles
• Reduce la cantidad de residuos que van a los vertederos
• Genera energía limpia y sostenible
• Crea fertilizantes ricos en nutrientes
• Mejora la calidad del agua
• Reduce las emisiones de gases de efecto invernadero
• Crear empleos
• Promueve la agricultura sostenible

FUNDAMENTOS PARA EL DISEÑO DE BIODIGESTORES

El fuego puede ser generado por diferentes combustibles, entre ellos la biomasa vegetal, aproximadamente alrededor de tres mil millones de personas en el mundo emplean todavía la leña como fuente de energía para calentar agua y cocinar, provocando junto a otros efectos, que anualmente se pierdan en el mundo entre 16 y 20 millones de hectáreas de bosques tropicales y zonas arboladas(Arguello de Fernadez,1984; Robles-Gil 2001) Esta situación ha permitido el uso de alternativas para llevar a cabo la cocción de alimentos, que tienen bajo impacto ambiental y su fuente de energía es considerada renovable, como la producción de biogás a partir de la fermentación de la materia orgánica. China es hoy la región que tiene un mayor número de este tipo de instalaciones, con valores cercanos a los 10 millones de unidades. la experiencia adquirida por los autores durante la instalación y puesta en funcionamiento de biodigestores del tipo Taiwán (flujo continuo) esto se encuentran operando en varios países tropicales entre los ceros y 2000 m sobre el nivel del mar todos los materiales son fabricados localmente con materiales de fácil consecución. las obras de adecuación requieren de tres a cinco jornales dependiendo del tamaño del biodigestor. El montaje, del biodigestor entre dos personas, toma tres horas y la producción estable del biogás y abono orgánico se obtiene 30 días después de la instalación. un biodigestor de 7 m de longitud y 4 metros de circunferencia produce continuamente biogás para 8 horas diarias de cocción y permite la preparación de alimentos consumidos a diario por una familia. El biodigestor requiere para su funcionamiento de las excretas producidas diariamente por una vaca, caballo o cinco cerdos de cría confinados. el costo total de los jornales para las obras de adecuación y de los materiales necesarios para su instalación equivale a us $ 200.Las dimensiones pueden ser incrementadas a escala hasta un nivel agroindustrial, dependiendo de la cantidad de discretas disponibles y del volumen Diario del biogás y de abono orgánico requeridos, la bolsa de polietileno del biodigestor tipo Taiwán tiene una vida útil promedio de 10 años. (Botero-Preston,1987) El estiércol es el excremento de animales de ganadería, el cual se compone de una mezcla de material orgánico digerido y orina, que es utilizada para fertilizar el suelo. La aplicación del estiércol en el suelo permite el aporte de nutrientes, incrementa la retención de la humedad, y mejora la actividad biológica, con lo cual se incrementa la fertilidad del suelo y por ende su productividad

Genera el 65% del óxido nitroso de origen humano, que tiene 296 veces el potencial de calentamiento global.

La mayor parte de este gas procede del estiércol, señalan los expertos. Durante mucho tiempo el estiércol se utilizó como abono natural para fertilizar el suelo, proporcionándole nutrientes, por lo que se pudo aplicar a la mayoría de los suelos de cultivos, a través del proceso de compostaje para ayudar a la fertilización del mismo.  La principal desventaja es que existe gran acumulación del excremento por la intensiva actividad ganadera en las zonas rurales y su inadecuada disposición final, lo que produce impactos al ambiente, como la proliferación de enfermedades que afectan al ganado y las personas dedicadas a estas actividades. El estiércol puede contener gran contenido de antibióticos, pesticidas, etc. lo cual generaría una bioacumulación en la zona, ocasionando un problema para el uso de la fertilización del suelo ( Arboleda; Gonzales, 2009)

BIOMASA

 La biomasa es cualquier tipo de material orgánico que ha tenido su origen como consecuencia de un proceso biológico natural, excluyendo el material orgánico que ha permanecido por millones de años en formaciones geológicas y que se ha transformado en combustibles fósiles. Es decir, la biomasa está constituida por todas las plantas, los desechos animales o la interacción de ambos, incluyendo solamente especies biológicas vivas y/o muertas «recientemente». Se afirma que cualquier tipo de biomasa proviene directa o indirectamente del proceso de fotosíntesis, y constantemente se está formando por la interacción del dióxido de carbono, aire, agua, suelo y luz solar con las plantas y animales. (ver figura 1.1)

        Figura 1.1 ciclo biomasa        

[pic 1]

Ejemplos de biomasa son: las materias provenientes de bosques (árboles, residuos de madera, etc.), actividades agropecuarias (tallos de maíz, cáscaras de semillas, bagazo, estiércol de ganado, de aves de corral o cerdos, etc.), cultivos energéticos destinados a la producción de biocombustibles (alfalfa, maíz, soya, canola y otros aceites vegetales, etc.), residuos domésticos e industriales (lodos de plantas depuradoras, residuos sólidos urbanos, desechos de comida, etc.), entre otros., todos estos tipos de biomasa pueden ser clasificados en dos grandes grupos, dependiendo si ésta se encuentra en su forma virgen o natural o si proviene del desecho de las actividades humanas o de animales (ver tabla 1.1).

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