PRODUCCIÓN DE BIOGÁS PARA LA ALIMENTACIÓN DE UN MOTOR DE COMBUSTIÓN DISEÑO DE PROTOTIPO TECNOLÓGICO

CBT No2 ING. RODOLFO NERI VELA TENANGO DEL VALLE

PRODUCCIÓN DE BIOGÁS PARA LA ALIMENTACIÓN DE UN MOTOR DE COMBUSTIÓN

DISEÑO DE PROTOTIPO TECNOLÓGICO

INTEGRANTES:

• ALVIRDE DÍAZ FRANCISCO JESÚS

• ARELLANO LÓPEZ ANGEL ALBERTO

ASESOR:

ING. MARIANO TRUJILLO MENDIETA

TÉCNICO EN MECATRÓNICA

TENANGO DEL VALLE ABRIL DEL 2015

PLANTAMIENTO DEL PROBLEMA

Antecedentes del problema

La contaminación atmosférica es un gran problema ambiental ya que es ocasionado por el mismo hombre, habiendo diferentes causas que ocasionan esta situación,  pero las más importantes son por las actividades industriales, comerciales, domésticas y agropecuarias. La contaminación del aire, ocasionada por la quema de combustibles fósiles en plantas de energía, humos industriales y vehículos automotores, es responsable de la muerte de alrededor de medio millón de personas en el mundo y también causa entre 4 y 5 millones de casos de bronquitis crónica, así como millones de casos de otras enfermedades graves. (OMS, 2011)

Enciso (2002), menciona que tenemos tres casos graves de contaminación atmosférica o del aire en el mundo: Tokio, Los Ángeles y la Ciudad de México, sobresaliendo el caso de Tokio, en donde los niveles de contaminación son alarmantes, debido a que en esta ciudad se tiene contaminación por ozono en un promedio de 20 días al año por encima de la norma, aunque es una urbe cuyas condiciones geográficas amortiguan un poco los niveles de contaminación, la mayor parte de motores funcionan con diésel, que es el combustible más económico.

En 1808 Humpry Dhabi produce gas metano (principal componente del biogás) en un laboratorio. Se toma este acontecimiento como el inicio de la investigación en biogás. Desde esos días hasta la actualidad mucho se ha avanzado sobre el tema y actualmente se cuenta en instalaciones que van desde la pequeña escala doméstica hasta las aplicaciones agroindustriales. China es el país que ha llevado a la práctica el uso del biogás en mayor escala. Existen allí más de siete millones de digestores rurales en funcionamiento. Estos proveen gas para cubrir necesidades de cocción e iluminación, a la vez que van recuperando suelos degradados a través de siglos de cultivos.

La India experimenta desde 1939 con diversos sistemas para aplicar en climas fríos o cálidos. En Europa y en Estados Unidos se investigan los complejos fenómenos químicos que ocurren durante el proceso de digestión.

En la Segunda Guerra Mundial, la crisis de combustibles hizo que las investigaciones en esta área aumentaran, forzando el desarrollo a pequeña y gran escala. Años más tarde debido a los aspectos negativos de esta tecnología por depender principalmente de temperaturas superiores a los 30 ª, y por comodidad y conveniencia de otros tipos de combustibles, esta tecnología pasó al olvido.

En China, India y Sudáfrica, debido a la escasez de recursos económicos estos métodos fueron difundiéndose y desarrollándose de tal manera que hoy en la actualidad estos países cuentan con más de 30 millones de Biodigestores.

PROBLEMATIZACIÓN

La principal problemática ambiental que se deriva del uso de combustibles fósiles consiste en que la combustión de éstos genera contaminación atmosférica (o del aire), del agua y suelo (por el desecho de aceites quemados), y el fenómeno  del calentamiento global (ver figura 1).

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Figura 1. Grafica de emisión de CO2

La contaminación es la introducción de contaminantes peligrosos en el aire, el agua o el suelo. Estos contaminantes pueden tener efectos graves sobre los ecosistemas enteros, haciendo la vida más difícil para los seres humanos, plantas y animales. Los niños y los ancianos son especialmente susceptibles a los efectos sobre la salud de estas toxinas, y en muchos casos, la exposición a la contaminación tiene un efecto acumulativo en el cuerpo.

La contaminación del aire se compone de partículas sólidas y gases. Muchos contaminantes son cancerígenos. Las personas que inhalan estos venenos se encuentran en un mayor riesgo de asma y daños en el sistema reproductivo. Según la Agencia de Protección Ambiental de México,  los defectos de nacimiento también pueden ser causados ​​por la contaminación del aire. Un estudio de 1995 encontró un vínculo entre la contaminación atmosférica y el aumento de las muertes derivadas de problemas cardiovasculares y respiratorios. Los humanos no son los únicos seres vivos afectados por los contaminantes tóxicos del aire..

Al buscar cambiar el uso de combustibles fósiles por un combustible ecológico como lo es el biogás se lograría reducir fuertemente los daños producidos en el medio ambiente ya que este es fácil de elaborar y no implica el daño de algún otro medio como es el ecosistema, además no implica el uso de maquinaria para su producción .

Una posible solución al problema de la contaminación, sería la utilización de combustibles alternativos que reduzcan la emisión de gases, o que simplemente eviten la explotación del medio ambiente, lo que nos lleva a la siguiente interrogante.

¿Cómo producir biogás para la alimentación de un motor a combustión?

JUSTIFICACIÓN

Al realizar el Prototipo Tecnológico, sobre la producción de biogás para la alimentación de un motor a combustión, se beneficiara principalmente al medio ambiente ya que el biogás es el producto de un proceso natural que no genera efectos secundarios al entorno por ser  un recurso prácticamente renovable y amigable con el ambiente; también ayudara a la comunidad con él se lograra reducir el desecho de productos orgánicos y beneficiara la economía del usuario ya que es un combustible fiable.

Con la creación del Prototipo Tecnológico se aplicaran los conocimientos de las diversas áreas de la mecatrónica, además de las competencias que se han adquirido durante la formación como Técnicos en Mecatrónica.

Lo que nos motivó a elegir el tema de producción de biogás para la alimentación de un motor a combustión como Proyecto Académico Laboral es la existencia relevante del problema que actualmente agobia y afecta a México al ser uno de los países que más contaminación produce ya que se los principales combustibles utilizados por la nación son de procedencia no renovable y que generan una alta cantidad de CO2.

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