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INSTITUTO SUPERIOR DE FORMACION DOCENTE JOSE M. ESTRADA

PROFESORADO EN TECNOLOGIA

MATERIA: INSTRUMENTACIO Y CONTROL

PROFESOR: JORGE LOPEZ

ALUMNO: ALMIRON RAUL ELIAS

CURSO: 4to. Año División 1ra.

Instrumentación y Control 2012

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Índice Temático

INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................. 2

OBJETIVOS: ....................................................................................................................................... 3

OBJETIVOS GENERALES: ......................................................................................................................... 3

OBJETIVOS PARTICULARES: .................................................................................................................... 3

FUNDAMENTACIÓN .......................................................................................................................... 4

SECUENCIA DIDÁCTICA . ................................................................................................................. 5

ANEXO 1 .............................................................................................................................................. 6

ANEXO2 ............................................................................................................................................. 11


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Introducción

El siguiente trabajo consiste en describir en qué consiste el “Biogás”, que los alumnos a través

del recorrido del presente, descubran los beneficios que brinda esta fuente de energía

renovable, como así también, puedan estudiar cómo se lo obtiene, investigar sobre los

dispositivos biodigestores, y sepan construir uno con materiales de su entorno.

Otro de los aspectos que se busca con el siguiente, es fomentar en los alumnos la utilización de

las nuevas tecnologías de la información y la comunicación en sus actividades, brindándoles

herramientas para la realización de los trabajos de investigación y puesta en marcha del

proyecto mencionado.

Por último, otros de los aspectos de este material, es lograr la reflexión por parte de los

alumnos sobre el estado en el que se encuentra el medio ambiente, y como esta en sus manos

poder remediar esto, con pequeñas cosas, como ser la implementación de biogás en nuestro

entorno cotidiano.


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Objetivos:

Objetivos Generales: Que el alumno logre:

� Utilizar las NTICs en sus trabajos prácticos.

� Que reconozca el concepto de biogás. Su producción y beneficios.

� Formarse como personas de bien.

Objetivos Particulares:

Que el alumno logre:

� Utilizar correctamente las herramientas informáticas actuales.

� Navegar por la Web en búsqueda de información.

� Reconocer al biogás como energía renovable.

� Distinguir las características de un biodigestor, sus partes y su construcción.

� Adoptar un lenguaje acorde a la materia.

� Respetar al docente y sus pares.


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Fundamentación

La degradación del Medio Ambiente a nivel mundial, es un tema de público

conocimiento que nos afecta a todos por igual. Las grandes contaminaciones producto

de desechos propios del ser humano son unas de las causales del mismo, como así

también la falta de concientización sobre el tema.

Desde nuestro lugar podemos empezar a realizar acciones para poder remediar en

cierta forma esta realidad que va empeorando día a día. A través de trabajos de

investigación y reflexión que incentiven a los alumnos a empezar a cuidar el medio

ambiente brindándole las herramientas e información que los guie para tal fin.

Paralelamente a la tarea de reflexión va ligada, la utilización de las NTICs por parte de

los alumnos, ya que sin ellas, estos quedarían fuera del contexto social en el cual se

encuentran insertos como también impedidos de poder conseguir un puesto laboral en

el futuro.


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Secuencia Didáctica .

Tema: El Biogás

Inicio de la Clase: (30 minutos)

El profesor al iniciar la clase, hablara del daño ambiental que se produce en la

actualidad y mostrara a los alumnos el siguiente video extraído de YouTube:

http://www.youtube.com/watch?v=L-SAy2FA6bw&feature=related

A continuación, concientizara a los mismos de cómo está en las manos de cada uno de

ellos y de todos el remediar esta situación con pequeñas cosas que están a su alcance.

A partir de esto, el profesor comenzara a hablar de la generación de biogás y sus

beneficios al medio ambiente.

Desarrollo de la clase: (140 minutos)

El profesor solicitara a los alumnos que se agrupen de a 4 y que le coloquen un nombre

a su grupo para una mejor identificación.

A continuación le dará a cada grupo un juego de fotocopias que contara con la

información básica sobre el biogás. (Anexo1)

Y dará la siguiente actividad (Anexo2)

Cierre de la clase: (10 minutos)

El profesor informara que la entrega del informe del trabajo dado, y las exposiciones

orales de cada grupo se realizara en la próxima clase.

Contenidos Procedimentales

� Indagación e interpretación de información procedente de diversas fuentes

sobre el tema tratado.

� Lectura analítica y comprensiva del material obtenido.

� Identificación y resolución de situaciones problemáticas.

� Manipular correctamente las herramientas informáticas.

Contenidos Actitudinales

� Respeto por el pensamiento ajeno y aceptación de ideas u opiniones

diferentes.

� Tolerancia frente a los logros y errores durante el desarrollo del tema.

� Respeto por el profesor y sus pares.

� Utilización del correcto vocabulario técnico.

Anexo 1

El biogás es un gas combustible que se genera en medios naturales o en dispositivos específicos, por las reacciones de biodegradación de la orgánica, mediante la acción de etc.) y otros factores, en ausencia de oxígeno (esto es, en un ambiente anaeróbico). Este gas se ha venido llamando en ellos se produce una biodegradación de residuos vegetales semejante a la descrita.

El biogás por descomposición anaeróbica

La producción de biogás por descomposición anaeróbica es un modo considerado útil para tratar residuos combustible de valor además de generar un efluente que puede aplicarse como acondicionador de suelo o

El resultado es una mezque oscila entre un 40% y un 70%, y pequeñas proporciones de otros gases como oxígeno (O2) y sulfuro de hidrógenopoder calorífico entre 18,8 y 23,4 mega

Este gas se puede utilizar para producir plantas generadoras a gas, en sistemas de combustión

Biodigestor

Instrumentación y Control

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Biogás

combustible que se genera en medios naturales o en dispositivos específicos, por las reacciones de biodegradación de la

, mediante la acción de microorganismos (bacterias metanogénicas, etc.) y otros factores, en ausencia de oxígeno (esto es, en un ambiente

). Este gas se ha venido llamando gas de los pantanosen ellos se produce una biodegradación de residuos vegetales semejante a la

descomposición anaeróbica

La producción de biogás por descomposición anaeróbica es un modo considerado útil para tratar residuos biodegradables, ya que produce un

de valor además de generar un efluente que puede aplicarse como acondicionador de suelo o abono genérico.

El resultado es una mezcla constituida por metano (CH4) en una proporción que oscila entre un 40% y un 70%, y dióxido de carbono (CO2

pequeñas proporciones de otros gases como hidrógeno (H2), sulfuro de hidrógeno ( H2S).1 El biogás tiene como promedio un

poder calorífico entre 18,8 y 23,4 megajulios por m³.

Este gas se puede utilizar para producir energía eléctrica mediante plantas generadoras a gas, en hornos, estufas, secadores, calderas

a gas, debidamente adaptados para tal efec


combustible que se genera en medios naturales o en dispositivos específicos, por las reacciones de biodegradación de la materia

metanogénicas, etc.) y otros factores, en ausencia de oxígeno (esto es, en un ambiente

gas de los pantanos, puesto que en ellos se produce una biodegradación de residuos vegetales semejante a la

La producción de biogás por descomposición anaeróbica es un modo , ya que produce un

de valor además de generar un efluente que puede aplicarse como

) en una proporción 2), conteniendo nitrógeno (N2),

El biogás tiene como promedio un

mediante turbinas o calderas u otros

a gas, debidamente adaptados para tal efecto.


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Equipamiento para reciclaje de estiércol fácil de c onstruir.

Un biodigestor es un sistema natural que aprovecha la digestión anaerobia (en ausencia de oxígeno) de las bacterias que ya habitan en el estiércol, para transformar éste en biogás y fertilizante. El biogás puede ser empleado como combustible en las cocinas e iluminación, y en grandes instalaciones se puede utilizar para alimentar un generador que produzca electricidad. El fertilizante, llamado biol, inicialmente se ha considerado un producto secundario, pero actualmente se está considerando de la misma importancia, o mayor, que el biogás, ya que provee a las familias campesinas de un fertilizante natural que mejora mucho el rendimiento de las cosechas.

Los biodigestores familiares de bajo costo han sido desarrollados y están ampliamente implantados en países del sureste asiático, pero en Sudamérica, solo países como Argentina, Cuba, Colombia y Brasil tienen desarrollada esta tecnología. Estos modelos de biodigestores familiares, construidos a partir de mangas de polietileno tubular, se caracterizan por su bajo costo, fácil instalación y mantenimiento, así como por requerir sólo de materiales locales para su construcción. Por ello se consideran una ‘tecnología apropiada’.

La falta de leña para cocinar en diferentes regiones de Bolivia hacen a estos sistemas interesantes para su difusión, divulgación y diseminación a gran escala. Las familias dedicadas a la agricultura suelen ser propietarias de pequeñas cantidades de ganado (dos o tres vacas, por ejemplo) y pueden, por tanto, aprovechar el estiércol para producir su propio combustible y un fertilizante natural mejorado. Se debe considerar que el estiércol acumulado cerca de las viviendas supone un foco de infección, olores y moscas que desaparecerán al ser introducido el estiércol diariamente en el biodigestor familiar. También es importante recordar la cantidad de enfermedades respiratorias que sufren, principalmente las mujeres, por la inhalación de humo al cocinar en espacios cerrados con leña o bosta seca. La combustión del biogás no produce humos visibles y su carga en ceniza es infinitamente menor que el humo proveniente de la quema de madera.

En el caso de Bolivia, donde existen tres regiones diferenciadas como altiplano, valle y trópico, esta tecnología fue introducida en el año 2002 en Mizque, (2.200 msnm Cochabamba) como parte de la transferencia tecnológica a una ONG cochabambina. Desde entonces, en constante colaboración por Internet con instituciones de Camboya, Vietnam y Australia, y la ONG de Cochabamba, estos sistemas han sido adaptados al altiplano. La primera experiencia fue en el año 2003 instalando un biodigestor experimental a 4.100 msnm que aprovechaba el efecto invernadero. Este diseño preliminar sufrió un desarrollo para abaratar costes y adaptarlo a las condiciones rurales manteniendo el espíritu de tecnología apropiada. Son tres los límites básicos de los biodigestores: la disponibilidad de agua para hacer la mezcla con el estiércol que será introducida en el biodigestor, la cantidad de ganado que posea la familia (tres vacas son suficientes) y la apropiación de la tecnología por parte de la familia.


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Los biodigestores familiares de bajo costo

Este modelo de biodigestor consiste en aprovechar el polietileno tubular (de color negro en este caso) empleado en su color natural transparente en capas solares, para disponer de una cámara de varios metros cúbicos cerrada herméticamente. Este hermetismo es esencial para que se produzcan las reacciones biológicas anaerobias.

El film de polietileno tubular se amarra por sus extremos a tuberías de conducción, de unas seis pulgadas de diámetro, con tiras de liga recicladas de las cámaras de las ruedas de los autos. Con este sistema, calculando convenientemente la inclinación de dichas tuberías, se obtiene un tanque hermético. Al ser flexible el polietileno tubular, es necesario construir una ‘cuna’ que lo albergue, ya sea cavando una zanja o levantando dos paredes paralelas.

Una de las tuberías servirá como entrada de materia prima (mezcla de estiércol con agua de 1:4). En el biodigestor se alcanza finalmente un equilibrio de nivel hidráulico, por el cual, según la cantidad de estiércol mezclado con agua que se introduzca, saldrá una determinada cantidad de fertilizante por la tubería del otro extremo.

Debido a la ausencia de oxígeno en el interior de la cámara hermética, las bacterias anaerobias contenidas en el propio estiércol comienzan a digerirlo. Primeramente se produce una fase de hidrólisis y fermentación, posteriormente una acetogénesis y finalmente la metanogénesis por la cual se produce metano. El producto gaseoso llamado biogás realmente tiene otros gases en su composición, como son dióxido de carbono (20-40%), nitrógeno molecular (2-3%) y sulfhídrico (0,5-2%), siendo el metano el más abundante con un 60-80%.

La conducción de biogás hasta la cocina se hace directa, manteniendo todo el sistema a la misma presión: entre 8 y 13 cm de columna de agua dependiendo de la altura y el tipo de fogón. Esta presión se alcanza incorporando en la conducción una válvula de seguridad construida a partir de una botella de refresco. Se incluye un ‘tee’ en la conducción, y mientras sigue la línea de gas, el tercer extremo de la tubería se introduce en el agua contenida en la botella de 8 a 13 cm. También se añade un reservorio, o almacén de biogás, en la conducción, permitiendo almacenar unos 2 o 3 metros cúbicos de biogás.

Estos sistemas adaptados para altiplano han de ser ubicados en ‘cunas’ enterradas para aprovechar la inercia térmica del suelo, o bien dos paredes gruesas de adobe en caso de que no se pueda cavar. Además se encierran los biodigestores en un invernadero de una sola agua, apoyado sobre las paredes laterales de adobe. En el caso de biodigestores de trópico o valle, el invernadero es innecesario pero se ha de proteger el plástico con una semi sombra.


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Los costes en materiales de un biodigestor pueden variar de 110 dólares para trópico a 170 dólares para altiplano, ya que en la altura tienen mayores dimensiones y requieren de carpa solar.

Adaptación de los biodigestores

Los biodigestores deben ser diseñados de acuerdo con su finalidad, la disposición de ganado y tipo, y la temperatura a la que van a trabajar. Un biodigestor puede ser diseñado para eliminar todo el estiércol producido en una granja de cerdos, o bien como herramienta de saneamiento básico en un colegio. Otro objetivo sería el de proveer de cinco horas de combustión en una cocina a una familia, para lo que ya sabemos que se requieren 20 kilos de estiércol fresco diariamente. Como se comentó anteriormente, el fertilizante líquido obtenido es muy preciado, y un biodigestor diseñado para tal fin ha permitir que la materia prima esté más tiempo en el interior de la cámara hermética, así como reducir la mezcla con agua a 1:3.

La temperatura ambiente en que va a trabajar el biodigestor indica el tiempo de retención necesario para que las bacterias puedan digerir la materia. En ambientes de 30 °C se requieren unos 10 días, a 20 °C unos 25 y en altiplano, con invernadero, la temperatura de trabajo es de unos 10 °C de media, y se requieren 55 días de tiempo de retención. Es por esto que para una misma cantidad de materia prima entrante se requiere un volumen cinco veces mayor para la cámara hermética en el altiplano que en el trópico.

Lecciones aprendidas en divulgación y diseminación

En todo este proceso de desarrollo, divulgación y diseminación de esta tecnología en el mundo, hay varias lecciones aprendidas. La introducción de los biodigestores en una familia significa que ya no se requiere buscar leña diariamente para cocinar, tarea normalmente asignada a las mujeres y niños. Por ello es necesario que sea la mujer la que se apropie de la tecnología como nuevo combustible para cocinar. Incluso para hacer las cocinas de biogás se han adaptado las cocinas tradicionales de barro mejorado para que la combustión de biogás sea más eficiente. Esta liberación de la carga de trabajo de las mujeres implica mayor disponibilidad de tiempo para otros usos productivos, capacitación, participación social, etc. Por otro lado, la producción de fertilizante despierta mayor interés en el hombre, ya que suele ocuparse de los cultivos, y por tanto es importante capacitarle convenientemente en su uso, de forma que él también se apropie de la tecnología que le provee de un fertilizante ecológico y natural. Los niños y niñas también es importante tenerlos en cuenta, y hacerlos partícipes como parte de la familia, evitando que en juegos o vandalismo, pudieran dañar el biodigestor.

La estrategia para la divulgación y diseminación de esta tecnología que se ha visto más acertada es a través de biodigestores demostrativos. Esto es, instalar uno o dos biodigestores por comunidad, en una granja municipal si hay interés de las autoridades o en granjas o centros educacionales ‘modelo’ que existan, de forma que los vecinos vean su funcionamiento, manejo y beneficios. Esta estrategia no es agresiva y se da a conocer una tecnología nueva, de modo


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que las familias tendrán información y criterios propios para decidir la conveniencia de introducir, o no, un biodigestor en sus viviendas y manejo agropecuario. En posteriores visitas a las comunidades se puede hacer ya una diseminación mayor a las familias interesadas.

Una lección de última hora aprendida es introducir los biodigestores demostrativos en dos familias a la vez en una comunidad, de forma que se genera un apoyo mutuo entre ambas familias en cuanto a trabajo, dudas y transmisión de conocimiento. La participación de la familia en toda la instalación de biodigestor ayuda a su apropiación y entendimiento de la tecnología. Se han dado casos en los que la familia ha desmontado y vuelto a montar un biodigestor por considerar otra ubicación más idónea, o para repararlo. El trabajo propio de la familia cavando la zanja que servirá de ‘cuna’, instalando la línea de biogás desde el biodigestor hasta la cocina es importante valorarlo.

Cuando un biodigestor se instala se realiza su primer llenado con gran cantidad de estiércol y agua, hasta que el lodo interior tape las bocas de las tuberías de entrada y salida para asegurar una atmósfera anaerobia. Es importante hacer un seguimiento posterior, puesto que el biodigestor tardará tantos días como tiempo de retención se haya considerado para entrar en plena producción de biogás y fertilizante. En el caso del altiplano esto puede suponer dos meses cargando diariamente un biodigestor que aún no da los productos esperados, y por tanto es necesario acompañar y apoyar a la familia en este proceso para que sienta que el trabajo no es vano.

Es importante aprovechar las estructuras sociales propias de cada lugar, como por ejemplo la asociación de productores de leche local u otros tipos de asociaciones. De esta manera ya existe una forma de representación, de comunicación, convocatoria y de control interno que no es necesario generar con cada nuevo proyecto.

En caso de existir subvenciones monetarias para adquirir los materiales, ya sea por parte de ONGs, municipios o cualquier otro tipo de ayuda, nunca ha de ser total, y por tanto hay que hacer partícipe a la familia en los costos. Es importante que la familia no solo ponga parte de la mano de obra para la construcción de la ‘cuna’, sino que además aporte dinero. Esta cantidad de dinero puede ser variable de acuerdo al contexto social, pero es recomendable que no sea inferior a los 30$us. De esta forma las familias que decidan instalar un biodigestor, lo harán en un grado muy importante de apropiación de la tecnología, además que obliga a la institución o promotor a tener una responsabilidad y dar garantía en los materiales empleados y en el funcionamiento del sistema. De otro modo, tanto la apropiación de la tecnología por parte de la familia así como el compromiso del buen hacer del instalador pueden ser menores.


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Anexo2 Actividad

1. Naveguen por internet y busquen información extra sobre el biogás. Utilicen algunas

de estos enlaces:

• Video producción de biogás y valorización de efluentes en plantas productoras de Aceite de Palma en Honduras.

• Libro gratuito: Guía de Diseño y manual de instalación de Biodigestores Familiares de bajo costo.

• Video de construcción de un biodigestor en el Altiplano, Bolivia. • Video de construcción reservotrios de biogas verticales, Bolivia. • Experiencia de transferencia tecnológica de biodigestores familiares en Bolivia • Digestores anaerobios termófilos • Ejemplo de construcción de un digestor • Uso de grasas para mejorar la calidad del biogás • The Biogasmax European project of Biogas • Experiencia de transferencia tecnológica de biodigestores familiares en Bolivia • Biogás en Costa Rica • Biogás en Argentina • Biodieselspain.com Noticias y Marketplace sobre Biogás y biocarburantes en

España • Desarrollo sostenible en la India gracias al Biogás • Artículo técnico sobre las instalaciones para la explotación del Biogás • Web sobre diferentes proyectos de biogás y digestión anaerobia • AEBIG, Asociación española de Biogás

2. A partir del material recolectado, y utilizando alguna herramienta procesadora de

texto, realizen un informe sobre el tema tratado.

3. Una vez confeccionado el informe, cada grupo debe subirlo a la Web desde la página

www.slideshare.net con el nombre del grupo como título.

4. Preparen una exposición oral del grupo y como herramienta de la misma elaboren una

presentación en PowerPoint que contenga muchas imágenes del tema.

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