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Biodigestores

Un biodigestor es un sistema sencillo de conseguir solventar la problemtica energtica-ambiental, as como realizar unadecuado manejo de los residuos tanto humanos como animales.En su forma simple es un contenedor (llamado reactor el cual est hermticamente cerrado ! dentro del cual sedeposita material orgnico como e"cremento ! desechos vegetales (e"ceptuando los ctricos !a #ue stos acidi$can.%os materiales orgnicos se ponen a fermentar con cierta cantidad de agua, produciendo gas metano ! fertilizantesorgnicos ricos en f&sforo, potasio ! nitr&geno. Este sistema tambin puede incluir una cmara de carga ! nivelaci&n delagua residual antes del reactor, un dispositivo para captar ! almacenar el biogs ! cmaras de hidropresi&n !postratamiento ($ltro ! piedras, de algas, secado, entre otros a la salida del reactor.El proceso de biodigesti&n se da por#ue e"iste un grupo de microorganismos bacterianos anaer&bicos en lose"crementos #ue al actuar en el material orgnico produce una mezcla de gases (con alto contenido de metano al culse le llama biogs. El biogs es un e"celente combustible ! el resultado de este proceso genera ciertos residuos con unalto grado de concentraci&n de nutrientes el cul puede ser utilizado como fertilizante ! puede utilizarse fresco, !a #uepor el tratamiento anaer&bico los malos olores son eliminados.

Defnicin


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Biodigestores

En las grandes urbes, los residuos s&lidos orgnicos son un gran problema !a #ue stos son dispuestos en rellenossanitarios los cules rompen el ciclo natural de descomposici&n por#ue contaminan las fuentes de agua subterrneadebido al lavado del suelo por la $ltraci&n de agua (li"iviaci&n ! tambin por#ue favorece la generaci&n de pat&genos.%os residuos orgnicos al ser introducidos en el biodigestor son descompuestos de modo #ue el ciclo natural secompleta ! las basuras orgnicas se convierten en fertilizante ! biogs el cual evita #ue el gas metano est e"puesto !a#ue es considerado uno de los principales componentes del efecto invernadero.%a utilizaci&n de biogs puede sustituir a la electricidad, al gas propano ! al diesel como fuente energtica en laproducci&n de electricidad, calor o refrigeraci&n. En el sector rural el biogs puede ser utilizado como combustible enmotores de generaci&n elctrica para autoconsumo de la $nca o para vender a otras. 'uede tambin usarse comocombustible para hornos de aire forzado, calentadores ! refrigeradores de adsorci&n. %a conversi&n de aparatos alfuncionamiento con gas es sencilla.%a producci&n de biogs es permanente, aun#ue no siempre constante debido a fen&menos climticos.

Ventajas


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Biodigestores

E"isten dos tipos generales de biodigestores el sistema )ind* ! el +hino.El biodigestor hind* fue desarrollado en la ndia despus de la segunda guerra mundial en los aos /, surgi& pornecesidad !a #ue los campesinos necesitaban combustible para los tractores ! calefacci&n para sus hogares en pocade invierno, luego cuando termin& la guerra se volvi& a conseguir combustibles f&siles por lo #ue dejaron losbiodigestores ! volvieron a los hidrocarburos. +omo ndia es pobre en combustibles se organiz& el pro!ecto 01+0 (0addi1illage ndustri +ommision de donde sali& el digestor )ind* ! el nombre del combustible obtenido conocido comobiogas. Este digestor trabaja a presi&n constante ! es mu! fcil su operaci&n !a #ue fue ideado para ser manejado porcampesinos de mu! poca preparaci&n.El biodigestor chino fue desarrollado al observar el "ito del biodigestor )ind*, el gobierno chino adapt& esta tecnologaa sus propias necesidades, !a #ue el problema en +hina no era energtico sino sanitario. %os +hinos se deshicieron delas heces humanas en el rea rural ! al mismo tiempo obtuvieron abono orgnico, con el biodigestor se eliminan losmalos olores ! al mismo tiempo se obtiene gas para las cocinas ! el alumbrado. El biodigestor chino funciona conpresi&n variable !a #ue el objetivo no es producir gas sino el abono orgnico !a procesado.

Historia


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El biogs es un gas deorigen biol&gico, cu!osprincipales componentesson el metano (+)2, elbi&"ido de carbono (+34,mon&"ido de carbono !

otros gases en menormedida, #ue se producencomo resultado de lafermentaci&n anaer&bica(ausencia de aire de lamateria orgnica provocadapor grupos demicroorganismos(bacterias.

Defnicin

En forma natural se encuentra una gran variedad de residuos orgnicos #ue pueden producir biogs, tales como desechosde animales (vacas, cerdos, aves, residuos agrcolas, vegetales como como hojas, paja pastos, basura domestica !e"cretas humanas.El metano es un gas combustible, incoloro e inodoro cu!a combusti&n produce fuego de color azul ! no contamina5 es elprincipal integrante del gas natural al 6/7. El biogs por su alto contenido en metano, es una magn$ca fuente de energa#ue puede utilizarse para generar calor, cocinar, iluminar, bombear agua, operar motores ! ma#uinaria agrcola o generarenerga elctrica.


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Defnicin

De manera natural se produce en pantanos y/o en cuerpos de agua ricos en materiaorgnica la cual est expuesta a la accin digestiva de microorganismos. Pero tambin

en los tiraderos de basura o rellenos sanitarios pueden ser fuentes para producirlo.

El biogs es una alternativa viable para los lugares aislados donde otros energticos no

llegan.Las plantas de biogs resuelven tambin al mismo tiempo problemas ambintale, al

convertir los desecos !ue acen proliferar larvas, roedores e insectos, en materia

aprovecable.

Este tipo de instalaciones se adapta perfectamente a las condiciones de los medios

rurales por su sencilla construccin, operacin y mantenimiento.

Dico gas fue descubierto en"##$ y en "%&% 'umprey Davy inici la experimentacincon l. Para "%%( Pasteur y )ayn reportaron !ue la fermentacin de estircol

produc*a un gas !ue pod*a utili+arse para calentar e iluminar. Por lo !ue a partir de

"%# el biogs fue usado en el alumbrado de una calle de Exeter, -nglaterra siendo su

primera aplicacin importante.


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Usos

En estos casos la potencia mecnica provista por el eje del motor es aprovechada para generar electricidad a travs d ungenerador. 8imultneamente ! por medio de una serie de intercambiadores de calor ubicados en los sistemas derefrigeraci&n (agua ! aceite del motor ! en la salida de los gases de escape, se recupera la energa trmica liberada en lacombusti&n interna. 9e este modo se logra un mejor aprovechamiento de la energa.%a difusi&n de estos sistemas estar condicionada por la rentabilidad $nal. 8in embargo representa la utilizaci&n msracional del biogs !a #ue se obtiene una forma de energa e"tremadamente d*ctil como la electricidad al mismo tiempo#ue una fuente de calor mu! necesaria para la calefacci&n de digestores en zonas fras.


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Defnicin

'ara la obtenci&n del biogs se re#uiere un biodigestor, el cual es un dep&sito hecho en el suelo #ue se tapa conmaterial :e"ible con capacidad para contener gases como es el caso del plstico. ;e#uiere de un tubo alimentador, untubo para la salida del gas ! una vlvula de seguridad, !a #ue no debe e"istir ninguna fuga.

El diseo de un biodigestordepende de la cantidad ! tipo de desechos #ue se disponga, de las condiciones climticas,as como de los materiales de construcci&n del sitio.%as dimensiones de un biodigestor varan en #ue la primera condici&n es #ue se pueda disponer de una cantidadmnima de desechos #ue permita producir el biogs #ue cubra las necesidades #ue se pretenden.'ara cocinar durante unas horas en una estufa de 4 #uemadores, tomando un consumo de /. mg de estircol de vaca fresco al da. Esta cantidad se puederecolectar de 2 o vacas no estabuladas.


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Tratamientos B!andos


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Tratamientos D"ros


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$om%osicin

8e llama biogs a la mezcla constituida por metano +)2en una proporci&n #ue oscila entre un /7 a un @/7 ! di&"ido de

carbono conteniendo pe#ueas proporciones de otros gases como hidr&geno, nitr&geno ! sulfuro de hidr&geno.El biogs mezclado con aire puede ser #uemado en un amplio espectro de artefactos descomponindose principalmente en+34! )43.

El re#uerimiento de aire mnimo sera del 4A7 pero esta cifra debe ser aumentada para lograr una buena combusti&n.%a relaci&n aire-gas puede ser ajustada aumentando la presi&n del aire, incrementando la apertura de la vlvula

dosi$cadora de gas (el biogs re#uiere de una apertura 4 a < veces ma!or a la utilizada por el metano puro ! modi$candola geometra del paso de aire desde el e"terior.9ebido al contenido de di&"ido de carbono, el biogs tiene una velocidad de propagaci&n de la llama lenta, 2< cm=seg !por lo tanto la llama tiende a escaparse de los #uemadores.%a presi&n para un correcto uso del gas oscila entre los @ ! los 4/ mbar. 8e debe tener especial cuidado en este aspectodebido a #ue se debern calcular las prdidas de presi&n de salida del gas&metro (adicionndole contrapesos en el caso degas&metros :otantes.


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Usos

%as cocinas ! calentadores son fcilmente modi$cables, agrandando el paso del gas de los #uemadores. %a ampliadisponibilidad de este tipo de e#uipos hace promisoria e interesante su utilizaci&n a gran escala.%as lmparas a gas tienen una mu! baja e$ciencia ! el ambiente donde se las utilice debe estar adecuadamenteventilado para disipar el calor #ue generan.%as heladeras domsticas constitu!en un interesante campo de aplicaci&n directo del biogs debido a #ue tienen unconsumo parejo ! distribuido a lo largo de las 42 horas del da lo cual minimiza la necesidad de almacenaje del gas. Estose#uipos funcionan bajo el principio de la absorci&n (generalmente de ciclo amonaco refrigerante - agua absorbente.

;ecientemente se han desarrollado e#uipos para el enfriamiento de leche !=u otros productos agrcolas lo #ue abre unimportante campo de aplicaci&n directa ! rentable del mismo.%os #uemadores infrarrojos com*nmente utilizados en la calefacci&n de ambientes (especialmente en criadores !parideras presentan como ventaja su alta e$ciencia lo cual minimiza el consumo de gas para un determinadore#uerimiento trmico.El biogs puede ser utilizado en motores de combusti&n interna tanto a gasolina como diesel. El gas obtenido porfermentaci&n tiene un octanaje #ue oscila entre A// ! AA/ lo cual lo hace mu! adecuado para su uso en motores de altarelaci&n volumtrica de compresi&n, por otro lado una desventaja es su baja velocidad de encendido.


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Usos

En los motores de +iclo 3tto el carburador convencional es reemplazado por un mezclador de gases. Estos motores sonarrancados con nafta ! luego siguen funcionando con un A//7 de biogs con una merma del la potencia m"ima del 4/7 al


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Usos

+antidad de energa utilizada ! producida por

Diogs.


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$om%onentes de&istema

%a selecci&n de los materiales de construcci&ntiene una gran importancia ! por lo tanto debensatisfacer los siguientes re#uerimientos- ;esistencia a los esfuerzos de origen mecnico !trmico.- ;esistencia al ata#ue #umico.- 'osibilidad de ser moldeado !=o construidolocalmente.- 9isponibilidad local.- +ompatibilidad ambiental.

%as caractersticas fsicas de los materiales son fcilmente calculables no as los aspectos de disponibilidad ! deposibilidad de operar con ellos pus vara seg*n el pas o regi&n. 'or este motivo se deber realizar un anlisis particularpara cada caso antes de tomar una determinaci&n de$nitiva.Este *ltimo punto es de decisiva importancia debido a #ue la construcci&n ! reparaci&n debern ser realizadas porgente id&nea de la zona.

&istema de acarreo o a!imentacin' 9eben ser tales #ue aseguren una provisi&n de materia prima en formarpida evitando su descomposici&n aer&bica ! la prdida de su temperatura (e:uentes industriales. 9e este modo setendr un material con su pleno potencial.

$(maras de carga' El sustrato generalmente se almacena en una cmara de carga antes de su ingreso.9ependiendo del digestor esta cmara deber ser capaz de almacenar un volumen e#uivalente a dos das de carga.Estar provisto de un sistema de alimentaci&n de agua para realizar las diluciones del material ! alg*n mecanismo oinstrumento de agitaci&n para homogeneizar la carga.$ond"ctos) cana!es * bombas' 'odemos diferenciar claramente la e"istencia de dos :uidos mu! distintos en elproceso anaer&bico, a saber el biogas (gaseoso ! el sustrato (semi l#uido5 antes, durante ! despus de la digesti&n.

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