bíogas

2012

Biomasa de nopal

INSTITUTO

TECNOLÓGICO

DE SAN JUAN

DEL RÍO.

Ilustración 1 nopalera

Biomasa de nopal 2012

2

INGENIERÍA INDUSTRIAL

Contenido……………………………………………………………….………………2 INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................. 3

RELACIÓN: ....................................................................................................................................... 3

DELIMITACIÓN DEL TEMA ........................................................................................................... 3

OBJETIVO GENERAL ..................................................................................................................... 4

OBJETIVOS ESPECÍFICOS .......................................................................................................... 4

HIPÓTESIS ....................................................................................................................................... 4

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES ............................................................................................. 4

JUSTIFICACIÓN: ............................................................................................................................. 6

PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN. ........................................................................................... 7

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. .......................................................................................... 7

TIPO DE INVESTIGACIÓN ........................................................................................................... 7

LA METODOLOGÍA ......................................................................................................................... 8

MARCO TEÓRICO ........................................................................................................................... 9

MARCO HISTÓRICO ..................................................................................................................... 11

MARCO LEGAL. .................................................................................................................................. 12

CAPITULO I ........................................................................................................................................ 12

ASPECTOS. .................................................................................................................................... 15

FODA: ................................................................................................................................................ 17

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ELABORACIÓN DEL PROYECTO. .................................................... 18

VARIABLES ......................................................................................................................................... 19

PRESUPUESTO ................................................................................................................................... 19

PROCEDIMIENTO: .............................................................................................................................. 20

SEGUNDO LLENADO CON NOPAL: ..................................................................................................... 22

RESUMEN .......................................................................................................................................... 23

GLOSARIO .......................................................................................................................................... 25

RESULTADOS: .................................................................................................................................... 26

CONCLUSIÓN: .................................................................................................................................... 27


3


TABLA DE ILUSTRACIONES: ............................................................................................................... 27

BIBLIOGRAFÍA: ................................................................................................................................... 28

Créditos: ............................................................................................................................................ 30

INTRODUCCIÓN:

El biogás es una de las opciones que hoy en día se ven como una forma de cuidar

y preservar el medio ambiente, evitando la quema de combustibles fósiles como lo

es el gas natural o L.P.

El gas metano es un tipo de gas natural que es generado por desechos orgánicos

a su vez se descomponen creando el biogás, es igual que cualquier otro tipo de

gas y tiene las mismas cualidades de un gas común como lo es el tener el grado

de generar energía calorífica.

Se realizara este método de obtención de gas metano por medio del nopal durante

un periodo más reducido que si lo fuera con desechos orgánicos ya que el nopal

cuenta con una propiedad de descomposición más rápida y generando más

cantidades de gas por su gran contenido calor que este almacena.

RELACIÓN:

La relación que tomamos como base para la realización de este proyecto fue

echo en los trabajos que se hicieron anteriormente en la materia de desarrollo

sustentable de los cuales se recabo esa información para poder obtener

parámetros de medición así como una serie de pasos detallados para la

elaboración de dicho proyecto.

De estos trabajos se realizo un análisis que mostro todos los aspectos que podrían

ser mejorados con esto se fundamentamos varios puntos que mejoraran

considerablemente la elaboración del biogás a través de lo que es el nopal como

medio de generación de biogás para hacer un balance rendimiento entre el uso del

estiércol y el uso del nopal.

DELIMITACIÓN DEL TEMA:

Este proyecto se llevará a cabo en el INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SAN JUAN DEL RIO, donde se realizaran las pruebas necesarias como la recolección de la


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materia, el llenado de los biodigestores y las mediciones correspondientes a los mismos, este constará con una tabla de especificaciones técnicas y un manual para facilitar su manejo el material para el llenado será recolectado en plantíos de nopal en Polotitlán Estado de México. OBJETIVO GENERAL:

Obtener el funcionamiento de la Biogás, mediante la utilización de materia

orgánica principalmente del nopal, con el fin de que sea una fuente de

combustible económica y ecológica en beneficio para la sociedad en común.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Observar el funcionamiento de la biomasa con diferentes cargas de materia orgánica.

Generar polos de desarrollo sustentables (económicos, sociales y ambientales)

Disminuir la contaminación del aire. Aprovechar los desechos orgánicos. Contribuir a la solución el problema energético en forma sustentable. HIPÓTESIS: Se entiende que la biomasa de nopal permite generar una gran cantidad de biogás en muy poco tiempo; parámetros de medición con materia orgánica del nopal pero no se sabe si son las mejores por esta razón se busca experimentar con materia orgánica de nopal de la cual esperamos tener mejores resultados a través de este experimento. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES: Participantes:

1.- Garfias Sánchez Miguel Ángel

2.- Venegas Pérez Hazel


5


3.- Sánchez Martínez Erika

4.- Gonzales Morales Rosa Delia

5.- Vargas Cruz Alma Rosa

6.- Morales Ramírez Helide

CRONOGRAMA:

Actividades Meses Días Participantes

Mantenimiento general

Agosto 14,15,16 y 17 1,2

Mantenimiento general

Agosto 23 y 24 1,2,3,4,5,6

Limpieza del área (terreno)

Agosto 27 y 28 1,2

Corte de nopal Agosto 30 1,2,3,4,5,6

Molienda y agregado de nopal al contenedor

Agosto 31 1,2,3,4,5,6

Corrección de fugas

Septiembre 6 y 7 1,2

Búsqueda de información en Otras fuentes sobre el tema

Septiembre 13 y 14 3,4,5,6

Pintado del contenedor

Septiembre 28 1,2,3,4,5,6

Ubicación estratégica del contenedor

Octubre 4 y 5 1,2,3,4,5,6


6


Verificación de la generación del biogás

Octubre 18 y 19 1,2,3,4,5,6

Formulación de entrevista para zonas rurales y trípticos informativos

Octubre 25 y 26 3,4,5,6

Visitas rurales y entrega de trípticos informativos

Noviembre 1 y 2 1,2,3

Visitas rurales y entrega de trípticos informativos

Noviembre 8 y 9 4,5,6

Primer prueba del biogás

Noviembre 15 y 16 1,2,3,4,5,6

Recopilación de toda la información y la edición de una pagina web

Noviembre 22 y 23 1,2,3,4,5,6

Edición del proyecto en autoplay

Noviembre 29 y 30 1,2,3,4,5,6

Entrega del proyecto final

Diciembre 3 y 4 1,2,3,4,5,6

JUSTIFICACIÓN:

Buscar las mejores condiciones para el funcionamiento y un manejo seguro de la biomasa de nopal para el aprovechamiento de los desechos orgánicos (nopal). Extraer el dióxido de carbono del medio ambiente mediante la fotosíntesis de las plantas. Evitar la tala de árboles en zonas rurales en el uso de la leña como combustible en sus hogares, a su vez el metano es un gas de efecto invernadero en la atmosfera de la tierra, son la problemáticas que encontramos en nuestro municipio San Juan del Río Querétaro. Esto se podría reducir si no es que reducir a través del uso de Biodegestores.


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PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN.

1. ¿Con el nopal se obtendrán mejores resultados en la generación del biogás? 2. ¿La generación del biogás es mas lenta o mas rápida con el uso del nopal o con estiércol? 3. ¿Qué ventajas y desventajas se presentan en la operación del biodigestor? 4. ¿Qué tan factible es utilizar biodigestores en las ladrilleras en el municipio de San Juan del Rio, Querétaro? 5. ¿Cómo contribuiría este proyecto en el cuidado al medio ambiente?

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

En el municipio de San Juan del Rio encontramos una serie de problemas que contribuyen directamente a la contaminación del aire, suelo y los principales son la quema de residuos inorgánicos en las ladrilleras1 y la tala de árboles en zonas rurales y la implementación de herbicidas 2 , fertilizantes 3 y los trabajos de preparación de la tierra, creemos que nuestro proyecto contribuiría a mejorar la calidad de aire en nuestro municipio por la razón de dar las mejores condiciones en el funcionamiento de un biodigestor en base al nopal como material de generación de dicho gas.

TIPO DE INVESTIGACIÓN

Son 4 tipos de investigación que son:

Científica, experimental, documental y de campo, analizamos variables naturales

el tiempo y la materia orgánica que es el nopal, tuna con agua y el sol logrando

obtener un resultado positivo y preciso ya que atreves de la hipótesis

desarrollamos e implementamos la investigación obteniendo un resultado

innovador para la sociedad concientizando a la gente de generar su propio gas

natural.

1 Ladrilleras: lugar que se usa para el horneo de ladrillos para la construcción.

2 Herbicidas: sustancia química usada en los sembradíos para terminar con vegetación no deseada.

3 Fertilizante: químico usado para que los cultivos sean mas grandes y fuertes haciéndolos mas productivos.


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LA METODOLOGÍA

Geográficamente el proyecto de Impacto Ambiental implementa e innova soluciones a la comunidad para generar biodigestores basados en la reproducción de gas natural a través del nopal. Analizando, valorando y haciendo estudios a través de un marco analítico; permite hacer una valoración estricta de esta manera nos ayuda a tomar decisiones.

Método experimental

El método científico experimental es un procedimiento que permite llegar a la verdad objetiva de los fenómenos naturales.

La experimentación depende del grado de investigación de conocimiento adecuado atreves de la naturaleza como el nopal.

La importancia del nopal se hizo evidente cuando la investigación mostró que las plantas pueden tener alta productividad para generar biogás. Debido a su alta eficiencia con en el uso del agua, su productividad es mucho más alta que cualquier otra planta para generar metano natural.

Siguiendo ciertas reglas para una investigación:

Estudia los factores y propiedades del objeto a investigar.

Produciendo el objeto en condiciones controladas.

Modificando condiciones a través del fenómeno que se estudia.

Método de observación

Es una técnica que consiste en observar atentamente el fenómeno, echo o caso a investigar, tomar información y registrarla para su posterior análisis. Fundamental de todo proceso investigativo en la ciencia. Existen dos clases de observación:

Observar con un objetivo claro, definido y preciso, llegando a un objetivo definido, el investigador sabe qué es lo que desea tanto observar lo cual implica que debe preparar cuidadosamente la observación.

Método hipotético

Es el procedimiento que sigue el investigador para hacer su actividad es observando los fenómenos atreves de una hipótesis, verificando, y comprobando la verdad, considero que la ciencia parte de la observación de fenómenos comparables para llegar a un resultado optimo.


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MARCO TEÓRICO

El biogás es un gas producido por bacterias durante el proceso de biodegradación4 de material orgánico en condiciones anaeróbicas5 . La generación natural del biogás es una parte importante del ciclo biogeoquímico6 del carbono.

El biogás se puede generar tanto de forma natural y en este sentido el gas natural no es más que un tipo de biogás surgido por el mismo proceso a partir de residuos orgánicos que quedaron enterrados o de forma artificial, en dispositivos diseñados para eliminar la contaminación de origen orgánico y producir energía.

Biogás de nopal es el sistema de innovación e implementación para desarrollar gas natural.

El proceso de biogás se da por que existe vegetación como el nopal (con alto contenido de metano) el cual se presta para desarrollar y obtener gas natural innovando nuevos avances para una mejor calidad de vida.

En su forma simple es un contenedor llamado (biodigestor) en el cual esta herméticamente cerrado y dentro del cual se deposita nopal, tuna, agua y se pone en el sol.

Los materiales orgánicos que se encuentran dentro del biodigestor y sol fermentan produciendo gas (metano).

Este gas puede generar lo siguiente:

Generar 1.25 kW/h de electricidad.

Generar 6 horas de luz equivalente a un bombillo de 60 watt.

Poner a funcionar un refrigerador de 1 m3 de capacidad durante 1 hora.

Hacer funcionar una incubadora de 1 m3 de capacidad durante 30 minutos.

Hacer funcionar un motor de 1 HP durante 2 horas.

Aplicaciones del biogás

En el cuadro se han listado los principales artefactos que utilizan biogás juntamente a su consumo medio y su eficiencia.

ARTEFACTO CONSUMO RENDIMIENTO (%)

Quemador de cocina 300 - 600 l/h 50 - 60

4 es el producto o sustancia que puede descomponerse en los elementos químicos que lo conforman.

5 es un resultado de la falta de oxígeno en el medio de vivencia de algún tipo de bacteria o microrganismo viviente.

6 al movimiento de cantidades de carbono, nitrógeno, oxígeno, entre los seres vivos y el ambiente

http://es.wikipedia.org/wiki/Descomposici%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgeno

http://es.wikipedia.org/wiki/Bacteria

http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono

http://es.wikipedia.org/wiki/Nitr%C3%B3geno

http://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgeno


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Lámpara a mantilla (60W) 120 - 170 l/h 30 - 50

Heladera de 100 L -30 - 75 l/h 20 - 30

Motor a gas 0,5 m 3 /kWh o Hph

25 - 30

quemador de 10 Kw 2 m 3 /h 80 - 90

Infrarrojo de 200 W 30 l/h 95 - 99

Co generador 1 Kw elect. 0,5 m/kwh 2kW térmica

hasta 90

El metano producido por bacterias es el último eslabón en una cadena de microrganismos que degradan material orgánico y devuelven los productos de la descomposición de al medio ambiente. Este proceso que genera biogás es una fuente de energía renovable.

El gas natural es una mezcla de gases compuesta principalmente por metano. Se trata de un gas combustible que proviene de un biodigestor, por lo que constituye una fuente de energía. Un gas incoloro, inodoro y sin olor, inflamable que es el hidrocarburo más simple. Es el componente principal del gas natural y se libera durante la descomposición de la planta del nopal o de otros compuestos orgánicos. El metano es el primer miembro de la serie alcano. Fórmula química gas metano: CH 4. PROPIEDADES DEL BIOGÁS

El biogás es una mezcla de gases compuesta principalmente de:

Metano (CH4): 40-70% del volumen Dióxido de carbono (CO2): 30-60 vol.%

otros gases: 1-5 vol.% Incluyendo Hidrógeno (H2): 0-1 vol.% Sulfuro de hidrógeno (H2S): 0-3 vol.%

Como en cualquier otro gas, algunas de las propiedades características del biogás dependen de la presión y la temperatura. También son afectadas por el contenido de humedad. Los factores más importantes que caracterizan el biogás son los siguientes:

http://definicion.de/gas


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Cómo cambia el volumen cuando cambian la presión y la temperatura. Cómo cambia el valor calorífico cuando cambian la temperatura, presión y/o

Contenido de agua. Cómo cambia el contenido de vapor de agua cuando cambian la

temperatura y/o la presión.

El valor calorífico del biogás es cerca de 6 kWh por metro cúbico.

Es decir que un metro cúbico de biogás es equivalente a aproximadamente medio litro de combustible diesel7

MARCO HISTÓRICO

Los alumnos del semestre anterior desarrollaron y construyeron biodigestores

aprovechando los recursos naturales para obtener biogás natural, utilizando los

desechos orgánicos como excremento de bovinos, cerdos y posiblemente aves

de corral entre otros animales. Cuando se llena un biodigestor el excremento

solido debe diluirse con aproximadamente la misma cantidad de agua. Para la

máxima producción de biogás que se pueda conseguir a partir de una cantidad

dada.

Se trabajaron con 2 diseños diferentes:

Diseño (a) Diseño (b) Diseño (c) Actual.

7 http://www.bio-nica.info/biblioteca/Biodisgestores.pdf


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Ilustración 4 nuestro diseño

En resumen lograron generar biogás natural atreves de biodigestores con

diferentes cargas de materia orgánica como el estiércol de animales

principalmente. Logrando concientizar a la población de usar la materia orgánica

generando el biogás en el hogar.

MARCO LEGAL. Para poder implementar nuestro proyecto existe una ley, que en conjunto con otras organizaciones buscan la promoción de la tecnología de bioenergéticos8. La ley es la siguiente: LEY DE PROMOCIÓN Y DESARROLLO DE LOS BIOENERGÉTICOS.

CAPITULO I

SISTEMA DE GESTIÓN AMBIENTAL. El sistema de nuestro proyecto estará conformado por los siguientes pasos:

7.- Combustibles obtenidos de la biomasa provenientes de materia orgánica de las actividades, agrícola, pecuaria, silvícola, acuacultura, alga cultura, residuos de la pesca, domesticas, comerciales, industriales, de microorganismos, y de enzimas.

Ilustración 2 diseño 1 Ilustración 3 diseño 3


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1. Compromiso político: De acuerdo a la Ley de Promoción y Desarrollo de los Energéticos, nos basaremos en esta dicha ley para disminuir la contaminación del suelo, para contribuir a evitar el efecto invernadero. 2. Planificar: Responsabilidad de operación del sistema, el proyecto se lleva a cabo en el área de lombri-composta y encimas, dentro del Instituto Tecnológico de San Juan del Rio, con el fin de lograr dar parámetros de operación, para implementarlos en hornos ecológicos en las ladrilleras de San Pedro Ahuacatlán, San Juan del Rio y crear la concientización con respecto al ambiente. Al utilizar biodigestores en dichas ladrilleras, reduciríamos la contaminación ambiental, por la quema de llantas, madera, animales muertos y basura, se logra una alteración ambiental, además de transformar residuos orgánicos en gases y reducir las emisiones a la atmósfera con el propósito de obtención de energía, permitiendo bienestar económico, desarrollo social y cultura ambiental. Necesidades de entrenamiento Para llevar a cabo la implementación de dicho proyecto se necesitara personal que cuente con el conocimiento de funcionamiento y dominar la manipulación del gas obtenido así poder aprovechar mayor eficiencia del biodigestor.

Concientización con respecto al ambiente

Al utilizar biodigestores en dichas ladrilleras reduciríamos la contaminación ambiental, ya que por la quema de llantas, madera, animales muertos y basura, se logra una alteración ambiental bastante fuerte.

Necesidades de entrenamiento Para llevar a cabo la implementación de dicho proyecto se necesitara personal que cuente con el funcionamiento, para obtener una mejor manipulación del gas obtenido y así obtener mayor eficiencia del biodigestor. Situaciones de riesgos potenciales Los riesgos más probables que se puedan presentar en dicho proyecto son:

Explosión del depósito por sobrecarga de presión.


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Tener fugas al conectar mangueras de gas al horno y al encender causar explosión.

El biogás dentro de su composición tiene el subproducto llamado sulfuro de hidrógeno, que es un gas tóxico al ser humano y corrosivo a todo equipo del proceso.

Existe riesgo de explosión o incendios, en caso de no cumplirse las normas de seguridad, mantenimiento y del personal.

Se ocasionan problemas de contaminación atmosférica, de malestar a la población, y existe peligro de daño grave o muerte de personas.

Plan de contingencia y emergencia

1. Establecer programa operativo de primera respuesta, que permita gestionar de mejor forma las medidas de control existentes, ante contingencias naturales o provocadas por el ser humano, que puedan comprometer la integridad física de los alumnos del Instituto Tecnológico de San Juan del Rio y de personas cercanas al biodigestor, la continuidad del proceso de elaboración de biogás, la seguridad de las instalaciones y el medio ambiente.

2. Restablecer el funcionamiento normal de la Planta de biogás en el

menor tiempo posible y con el mínimo de perdidas, después de la ocurrencia de algún accidente o emergencia en las instalaciones.

3. Descripción de emergencias

Las emergencias se clasifican de acuerdo a su origen, dentro de lo cual se pueden generar las siguientes emergencias:

En caso de que ocurra algún accidente se recomienda:

Origen natural Origen técnico Origen social Accidentes

Movimientos sísmicos

Incendios y/o explosiones

De trabajadores y estudiantes

Temporales, vientos fuertes

Escapes de líquidos, vapores tóxicos o corrosivos

Existencia de artefactos explosivos

Deslizamiento del equipo

Fallas estructurales del equipo o del sistema


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Alejarse del área en donde se encuentra el biodigestor.

ASPECTOS.

ASPECTOS ECONÓMICOS

La inversión en energía renovable genera iniciativas de desarrollo económico, a través de implementación de mecanismo de producción más eficientes y mejoramientos de prácticas tradicionales que contribuirán al mejoramiento de sus condiciones socio ambiéntales.

ASPECTOS SOCIALES

Para lograr efectos positivos en la ejecución y operación del proyecto se presentaran a los propietarios de las ladrilleras de SAN PEDRO AHUACATLÁN en San Juan del Rio, para aceptación y apoyo en el uso de biodigestores; lo que fortalece el compromiso de integrar a los productores agropecuarios reiterando la sostenibilidad del proyecto ya que sirven de modelo a otras asociaciones o grupos interesados en la implementación de este tipo de tecnologías. ASPECTOS AMBIENTALES.

A través del desarrollo del Diagnostico Ambiental, el uso de los desechos orgánicos y consumo de sustancias toxicas que se efectuarán en la primera fase del proyecto permitirá el desarrollo de una guía que ha ser utilizada por los fabricantes de ladrillos y comunidad para el aprovechamiento de los residuos del tratamiento anaerobio y el producto final, puede ser utilizado como abono orgánico, dejando las prácticas del uso de fertilizantes. Lo que producía escasez de aire limpio que es ingerido produciendo enfermedades como infecciones de vías respiratorias, se pueden atribuir en gran parte a la contaminación del aire, que al conllevar mecanismos de producción más limpia a través del uso de Biodigestores crean un impacto favorable al ambiente, siendo está práctica una solución amigable con la naturaleza.

ASPECTOS TÉCNICOS.

La energía es también un factor fundamental para el desarrollo sustentable, pero los modelos energéticos se basan normalmente en recursos "no renovables".


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Además de fuentes de energía de seres humanos y de animales de trabajo, hay muchas clases de energía renovable por ejemplo: energía hidráulica, energía del viento, radiación solar o biomasa (con pirolisis9 y la gasificación). Durante el curso de este siglo el consumo de energía del mundo por habitante ha aumentado. La acumulación de las excretas del ganado y de aves de corral fue considerada como oportunidad de reciclar este material.

ASPECTO ECONÓMICO

La inversión en energía renovable genera polos de desarrollo sustentables, tanto

económicos, sociales y ambientales, además el nopal es renovable, a través de

implementación de mecanismo de producción más eficientes y mejoramientos de

prácticas tradicionales que contribuirán al mejoramiento de sus condiciones socio

ambiental. La energía del nopal es limpia, inagotable, genera bonos de carbono,

empleos permanentes y soluciona el problema energético en forma sustentable a

corto, mediano y largo plazo.

9 .- es la descomposición química de materia orgánica y todo tipo de materiales, excepto metales y vidrios, causada por el

calentamiento en ausencia de oxígeno.

http://es.wikipedia.org/wiki/Descomposici%C3%B3n_qu%C3%ADmica

http://es.wikipedia.org/wiki/Materia_org%C3%A1nica


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FODA: FORTALEZAS:

Mejor calidad de vida.

Aprovechar los recursos naturales.

Bajo costo.

Reducción de contaminación del aire, suelo.

Generarlo en el domicilio.

Reutilizar materia orgánica.

Ausencia de ácido sulfhídrico.

OPORTUNIDADES:

Ahorrar dinero en la compra de gas LP.

Expandirlo en varios estados.

Asombro a la comunidad.

Ser el propio dueño del biogás.

Pedir acuerdos con el gobierno.

Una forma de tomar conciencia en los ciudadanos sobre la contaminación.

DEBILIDADES:

No tener apoyo del gobierno.

No tener experiencia.

Convencimiento a la ciudadanía.

Necesidad de capacitación a la población.

Desinterés de la población.

AMENAZAS:

Explosión del recipiente donde se encuentra el biogás.

Cambios climáticos.

Que el biogás sea muy inflamable.


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FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ELABORACIÓN DEL PROYECTO.

• ACEPTACIÓN EN EL REMPLAZO DE COMBUSTIBLE GAS LP POR EL

BIOGÁS: Es el punto más importante que pretendemos darle al proyecto

para tener mejor cuidado al medio ambiente, por medio de este combustible

natural.

• TEMPERATURA: Este factor es de gran importancia, dependemos de este

para la rapidez y eficacia con que se genere el biogás; entre más alta este

la temperatura será más rápido la obtención de este.

OBTENCIÓN DEL

BIODIGESTOR.

ACEPTACIÓN EN EL REMPLAZO DE COMBUSTIBLE GAS LP POR EL BIOGÁS.

TEMPERATURA.

TIEMPO.


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• TIEMPO: Dependemos de este porque el biogás puede tardar varios meses

en que se genere.

VARIABLES

DEPENDIENTES

Temperatura.

Deposito.

INDEPENDIENTES

Materia orgánica (nopal).

Tiempo.

Lugar.

PRESUPUESTO En el proyecto no tiene un costo elevado, ya que ocupamos el material del

proyecto anterior (Biodigestor), solo tiene un costo mínimo del mantenimiento que

se le dio al equipo, se muestran los costos en la tabla siguiente: se le dio al:

NOMBRE CANTIDAD PRECIO

Conector interior ½” cobre 1 pza. $22

Cinta teflón ½ 2 pza. $12

Ni ple galvanizado ¾” 5 pza. $25

Codo de cobre de ½” 2 pza. $24

Ni ple galvanizado ½” 2 pza. $10

Llave de paso 1” 1 pza. $53

Tubo de cobre de ½” 140 cm $85

Llave de paso de gas de ½” 1 pza. $20

Manguera de gas 1 metro $82

Pintura de café oscura 1 lts. $85

Cinta de seguridad de peligro 1 rollo $100

Tiner ¾ lts $32

Total: $550


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PROCEDIMIENTO: PRIMER LLENADO CON NOPAL

1-COLOCACIÓN DEL PRIMER BIODIGESTOR.

Ilustración 5 nuestro diseño 2012

2-Mezclar la materia orgánica del nopal con agua.

Ilustración 6 picado del nopal

3-Llenar el contenedor.


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Ilustración 7 llenado

4-Sellar y dejar reposar.

Ilustración 8 llave drena dora

5-Revisión de fugas y presión.

Ilustración 10 manometro

Ilustración 9 mantenimiento


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SEGUNDO LLENADO CON NOPAL:

1-Mezclar la materia orgánica del nopal con agua.

Ilustración 11 llenado

2-Llenar el contenedor.

Ilustración 12 picado


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3-Sellar y dejar reposar.

Ilustración 13 limpieza del area

5-Revisión de fugas y presión.

Ilustración 14 soldado

RESUMEN El biogás es una de las opciones que hoy en día se ven como una forma de cuidar

y preservar el medio ambiente, evitando la quema de combustibles fósiles como lo

es el gas natural o L.P.

Se realizara este método de obtención de gas metano por medio del nopal durante

un periodo más reducido que si lo fuera con desechos orgánicos ya que el nopal

cuenta con una propiedad de descomposición más rápida y generando más

cantidades de gas por su gran contenido calor que este almacena.


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Este proyecto se llevará a cabo en el INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SAN JUAN DEL RIO, donde se realizaran las pruebas necesarias como la recolección de la materia, el llenado de los biodigestores y las mediciones correspondientes a los mismos, este constará con una tabla de especificaciones técnicas y un manual para facilitar su manejo el material para el llenado será recolectado en plantíos de nopal en Polotitlán Estado de México. Se entiende que la biomasa de nopal permite generar una gran cantidad de biogás en muy poco tiempo; parámetros de medición con materia orgánica del nopal.. Evitar la tala de árboles en zonas rurales en el uso de la leña como combustible en sus hogares, a su vez el metano es un gas de efecto invernadero en la atmosfera de la tierra, son la problemáticas que encontramos en nuestro municipio San Juan del Río Querétaro. Esto se podría reducir si no es que reducir a través del uso de Biodegestores.

En el municipio de San Juan del Rio encontramos una serie de problemas que contribuyen directamente a la contaminación del aire, suelo y los principales son la quema de residuos inorgánicos en las ladrilleras10 y la tala de árboles en zonas rurales y la implementación de herbicidas11, fertilizantes12 y los trabajos de preparación de la tierra, creemos que nuestro proyecto contribuiría a mejorar la calidad de aire en nuestro municipio por la razón de dar las mejores condiciones en el funcionamiento de un biodigestor en base al nopal como material de generación de dicho gas. La importancia del nopal se hizo evidente cuando la investigación mostró que las plantas pueden tener alta productividad para generar biogás. Debido a su alta eficiencia con en el uso del agua, su productividad es mucho más alta que cualquier otra planta para generar metano natural.

Este gas puede generar lo siguiente:

Generar 1.25 Kw/h de electricidad.

Generar 6 horas de luz equivalente a un bombillo de 60 watt.

Poner a funcionar un refrigerador de 1 m3 de capacidad durante 1 hora

Hacer funcionar una incubadora de 1 m3 de capacidad durante 30 minutos

Hacer funcionar un motor de 1 HP durante 2 horas.


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Los alumnos del semestre anterior desarrollaron y construyeron biodigestores

aprovechando los recursos naturales para obtener biogás natural, utilizando los

desechos orgánicos como excremento de bovinos, cerdos y posiblemente aves

de corral entre otros animales. Cuando se llena un biodigestor el excremento

solido debe diluirse con aproximadamente la misma cantidad de agua. Para la

máxima producción de biogás que se pueda conseguir a partir de una cantidad

dada.

Al utilizar biodigestores en dichas ladrilleras, reduciríamos la contaminación ambiental, por la quema de llantas, madera, animales muertos y basura, se logra una alteración ambiental, además de transformar residuos orgánicos en gases y reducir las emisiones a la atmósfera con el propósito de obtención de energía, permitiendo bienestar económico, desarrollo social y cultura ambiental. A través del desarrollo del Diagnostico Ambiental, el uso de los desechos orgánicos y consumo de sustancias toxicas que se efectuarán en la primera fase del proyecto permitirá el desarrollo de una guía que ha ser utilizada por los fabricantes de ladrillos y comunidad para el aprovechamiento de los residuos del tratamiento anaerobio y el producto final, puede ser utilizado como abono orgánico, dejando las prácticas del uso de fertilizante.

GLOSARIO Anaeróbicas Es un organismo anaerobio es aquel que no requiere la presencia del oxigeno atmosférico para sobrevivir. Aeróbicos Se denominan aerobios o aeróbicos a los organismos que pueden vivir o desarrollarse en presencia de oxígeno biatómico, mientras que si lo necesitan se denominan aerobios estrictos. Bacterias Es la clase de microorganismos unicelulares, cuyas diversas especies causan las fermentaciones de modo indispensable en la producción del compost. Biogás


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Mezcla de gases resultantes de la descomposición de la materia orgánica realizada por acción bacteriana en condiciones anaerobias (sin oxigeno). Biomasa Biodigestor Es un depósito cerrado en el que se depositan restos de materia orgánica, heces, cenizas, etc. estos restos son mezclados con una cierta cantidad de agua producirá gas natural. Biogeoquímico Estos son procesos naturales que reciclan elementos en diferentes formas químicas desde el medio ambiente hacia los organismos, y luego a la inversa. Efecto invernadero Dióxido de carbono El dióxido de carbono (CO2) es un tipo de gas que no se encuentra en grandes cantidades en la atmósfera terrestre pero que, a pesar de eso, es muy importante. Metano Es el hidrocarburo alcano más sencillo. Su formula química es C H4. Se presenta en forma gaseosa a temperaturas y presiones ordinarias, es incoloro y apenas soluble en agua.

RESULTADOS: Después de tres meses de observación y experimentación con el biodigestor que se encuentran el Instituto Tecnológico de San Juan del Rio, se logro llegar a los siguientes resultados a través del uso del nopal como relleno como materia prima.

:

http://www.windows2universe.org/earth/Atmosphere/overview.html&lang=sp


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CARGA: 60 kg de nopal pelado y picado y 40 litros de agua. TIEMPO EN EMPEZAR A GENERAR GAS: 1 mes TIEMPO TOTAL: 2 meses 25 días PRESIÓN: 2 kilogramos de presión (no pasar de esta) por seguridad. TIEMPO DE GENERACIÓN CALORÍFICA: 3 horas 22 minutos

CONCLUSIÓN: Podríamos concluir que, la materia adecuada para ser usada para llevar acabo este proyecto en las ladrilleras es el nopal . Basándonos en las pruebas que se realizaron podríamos, proponer los parámetro

para el funcionamiento de un biodigestor a gran escala para beneficiar a los

productores de ladrillos. Este pronóstico tendría una confiabilidad de 75% ya que

las pruebas fueron realizadas en pequeñas proporciones pero si se usan

recipientes mas grandes se pueda generar lo suficiente para poder ser usado en

las ladrilleras.

GENERACIÓN PROMEDIO

3 meses de 2 a 2.300 kg presión de biogás

4 meses De 2.300 a 2.666 kg presión de biogás



NOTA: en el cuarto mes ya se puede hacer una recarga pero sin liberar el gas que se encuentra en el tambo captador y drenando un poco del contenedor.

TABLA DE ILUSTRACIONES: Ilustración 1 nopalera ......................................................................................................................... 1

Ilustración 2 diseño 1 ........................................................................................................................ 12

Ilustración 3 diseño 3 ........................................................................................................................ 12

Ilustración 15 resultados


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Ilustración 4 nuestro diseño .............................................................................................................. 12

Ilustración 5 nuestro diseño 2012 ..................................................................................................... 20

Ilustración 6 picado del nopal ........................................................................................................... 20

Ilustración 7 llenado .......................................................................................................................... 21

Ilustración 8 llave drena dora ............................................................................................................ 21

Ilustración 9 mantenimiento ............................................................................................................. 21

Ilustración 10 manometro ................................................................................................................ 21

Ilustración 11 llenado ........................................................................................................................ 22

Ilustración 12 picado ......................................................................................................................... 22

Ilustración 13 limpieza del area ........................................................................................................ 23

Ilustración 14 soldado ....................................................................................................................... 23

Ilustración 15 resultados ................................................................................................................... 27

BIBLIOGRAFÍA: http://www.ecoticias.com/biocombustibles/29197/noticias-energias-energias-renovables-verdes-limpias-alternativas-

sostenibles-sustentables-eolica-geotermica-solar-termosolar-concentracion-eficiencia-energetica-definicion-tipos-

ventajas-paneles-placas-mareomotriz-aerogeneradores-nuclear-co2-biogas-biocombustibles.

www.bioworks.com.mx

http://erenovable.com/biogas-el-gas-combustible-alternativo/

http://afexparachicos.tripod.com/biogas.htm

http://www.rlc.fao.org/es/publicaciones/manual-biogas/

http://www.biodisol.com/que-es-el-biogas-digestion-anaerobia-caracteristicas-y-usos-del-biogas/

http://biogasdejuarez.com/

CAPITULO I

DISPOSICIONES GENERALES

Artículo 1.- La presente Ley es reglamentaria de los artículos 25 y 27 fracciones XX de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos, es de observancia general en toda la República Mexicana y tiene por objeto la promoción y desarrollo de los Bioenergéticos con el fin de coadyuvar a la

http://www.facebook.com/l.php?u=http%3A%2F%2Fwww.ecoticias.com%2Fbiocombustibles%2F29197%2Fnoticias-energias-energias-renovables-verdes-limpias-alternativas-sostenibles-sustentables-eolica-geotermica-solar-termosolar-concentracion-eficiencia-energetica-definicion-tipos-ventajas-paneles-placas-mareomotriz-aerogeneradores-nuclear-co2-biogas-biocombustibles&h=XAQEe1kFg



http://www.bioworks.com.mx/

http://erenovable.com/biogas-el-gas-combustible-alternativo/

http://afexparachicos.tripod.com/biogas.htm

http://www.rlc.fao.org/es/publicaciones/manual-biogas/

http://www.biodisol.com/que-es-el-biogas-digestion-anaerobia-caracteristicas-y-usos-del-biogas/

http://biogasdejuarez.com/


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diversificación energética y el desarrollo sustentable como Condiciones que permiten garantizar el apoyo al campo mexicano y establece las bases para: I. Promover la producción de insumos para Bioenergéticos, a partir de las actividades Agropecuarias, forestales, algas, procesos biotecnológicos y enzimáticos del campo Mexicano, sin poner en riesgo la seguridad y soberanía alimentaria del país de Conformidad con lo establecido en el artículo 178 y 179 de la Ley de Desarrollo Rural Sustentable. CAPÍTULO II DE LA INVESTIGACIÓN Y CAPACITACIÓN

Artículo 19.- La SAGARPA y la SENER apoyarán la investigación científica y tecnológica para la producción y uso de los Bioenergéticos, así como la capacitación en estas materias y tendrán como propósitos esenciales: I. Fomentar y desarrollar la investigación científica para la producción sustentable de Insumos destinados a la producción de Bioenergéticos; II. Fomentar y desarrollar la investigación de tecnologías de producción, distribución y uso de los Bioenergéticos; III. Satisfacer las necesidades de información de las diversas autoridades competentes; CAPÍTULO II DE LAS INFRACCIONES Y SANCIONES Artículo 25.- Se consideran infracciones a la presente Ley: I. La realización de actividades o la prestación de servicios sin contar con el permiso Correspondiente, cuando, en términos de esta Ley y de las demás disposiciones aplicables, se requiera del mismo; II. El incumplimiento de los términos y condiciones establecidos en los permisos, y III. El incumplimiento de normas oficiales mexicanas y demás disposiciones aplicables en materia de Bioenergéticos. I. Multa de 1,000 a 100,000 veces el importe del salario mínimo general diario vigente en el Distrito Federal, en la fecha en que se incurra en la falta, la cual será fijada a juicio de la autoridad competente, tomando en cuenta la importancia de la falta; II. Revocación de los permisos a que se refiere la fracción III del Artículo 12 de esta Ley, y III. Clausura total o parcial, permanente o temporal de las instalaciones. Artículo 28.- En lo no expresamente previsto en esta Ley y en las demás disposiciones aplicables, la solicitud y otorgamiento de los permisos, y la imposición de sanciones a que se refiere este capítulo, se sujetarán a lo establecido en la Ley Federal del procedimiento administrativo.

REGRESAR


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Créditos:

Garfias Sánchez Miguel Ángel………………………(desarrollo sustentable)

Gonzales Morales Rosa Delia……..………..(fundamentos de investigación)

Morales Ramírez Helide………….…...…….(fundamentos de investigación)

Sánchez Martínez Erika………………………(fundamentos de investigación)

Vargas Cruz Alma Rosa……………………..(fundamentos de investigación)

Venegas Pérez Hazel………………………………..(desarrollo sustentable)

bíogas

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