La obtención de biogás, con equipamiento sencillo y de bajo costo, es una alternativa al alcance de la mayor parte de los productores del norte argentino, donde las condiciones ambientales ayudan a una eficiente generación de gas, a partir de efluentes del tambo, la mayor parte del año.
Combustible barato y ecológico
El biogas es la obtención de gas metano mezclado con otros gases a partir de la materia orgánica, y no es una tecnología nueva. Sin embargo tradicionalmente se lo asoció a equipamientos complicados y sobre todo a estructuras costosas que ponían en duda la conveniencia final de su im-plementación frente a combustible es-porádicamente abaratados por condiciones del mercado o por los sub-sidios.
Por distintas razones, los combustibles baratos parecen ser una realidad que dejamos atrás, aspecto al que se le agrega la creciente preocupación por los temas ambientales asociados a la producción.
Desde hace tiempo se están realizando pruebas, con diferentes componentes y materiales, para poner a disposición de los productores alternativas de generación de biogas con bajos niveles de inversión. Los equipos para la generación del biogas son llamados biodigestores y existen diferentes modelos. Aquí comentaremos uno de ellos que estamos utilizando en la provincia de Misiones a partir de las conocidas y disponibles bolsas para almacenar silo.
Biodigestores con silo bolsa
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 último en biogás y fertilizante. El biogás puede ser empleado como combustible en las cocinas, calefacción o iluminación, y en grandes instalaciones se puede utilizar para alimentar un motor que genere electricidad.
El fertilizante, llamado biol, inicialmente se ha considerado un producto secundario, pero actualmente se está tratando con la misma importancia o mayor que el biogás, ya que provee a las familias de un fertilizante natural que mejora fuertemente el rendimiento de las cosechas.
Estos biodigestores se construyen con silobolsa que se caracterizan por su bajo costo, fácil instalación y mantenimiento, y por requerir solo de materiales locales para su construcción.
Características del biodigestor
El silobolsa debe estar completamente hermético, puesto que es esencial para que se produzcan la reacciones biológicas anaeróbicas. Para lograr este hermetismo y facilitar la anaerobiosis dentro de biodigestor, el film de polietileno tubular se amarra por sus extre-mos a tuberías de conducción, se utilizan 4 baldes plásticos de 20 litros unidos de cada lado con tiras de goma (de cámaras de auto). Con este sistema, calculando nación de dichas tuberías, se obtiene un tanque hermético.
El silobolsa debe estar colocado dentro de una fosa que lo proteja, el tamaño de la misma dependerá de las di-mensiones del silobolsa disponible en el mercado.
Un biodigestor cuenta con dos fases, una líquida y otra gaseosa. El volumen de cada fase dependerá del diseño utilizado, pero generalmente se trabaja con una fase líquida (estiércol + agua) de 75% y una fase gaseosa (depósito de biogás) de 25 %.
Por otra parte, el biodigestor cuenta con una válvula de salida (conducción de biogás) y una válvula de seguridad que evita que el biodigestor explote al aumentar la presión dentro de la cámara. Una sencilla válvula de seguridad Entrada al biodigestor y construida en la chacra con ele- bolsa protegida con mentos de fácil obtención local media sombra.
La alimentación del biodigestor se realiza diariamente y consta de una mezcla con una relación 5:1 de agua–estiércol. La clave de esta mezcla está en que el material sólido ingrese lo más pequeño posible, lo que aumenta la vida útil del sistema. Este material debería permanecer un mínimo de 30 días den-tro del biodigestor para hacer un aprovechamiento correcto del material, así como para asegurar una eficiente eliminación de microorganismos patógenos.
Producción de biogás
El estiércol fresco contiene bacterias que continúan digiriéndolo y producen metano, dióxido de carbono y otros gases. En ausencia de aire ocurre una producción en cadena de diferentes tipos de bacterias. Unas inicialmente producen una hidrólisis del estiércol, generando ácidos orgánicos. Otro tipo de bacterias digieren estos ácidos orgánicos a través de una deshidrogenación y acetogenésis dando como resultado ácido acético e hidrógeno. Finalmente otras bacterias, llamadas metanogéni-cas, utilizan el hidrógeno y el ácido acético para transformarlo en metano, que es el gas más importante del biogás y el que permite la combustión.
Una sencilla válvula de seguridad construida en la chacra con elementos de fácil obtención local
Entrada al biodigestor y bolsa protegida con media sombra.
Para lograr esta digestión anaeróbica es imprescindible que se cumplan una serie de parámetros, entre los que se pueden destacar:
- pH dentro del biodigestor entre 6.5 y 6.7.
- Temperatura sobre los 30 ºC.
- Medio anaeróbico,
- Tiempo de retención de la mezcla (mínimo 30 días),
- Presencia de bacterias metanogénicas,
- Material introducido debe ser el adecuado
La composición del biogás puede variar de acuerdo al tipo de material introducido dentro del biodigestor, pero generalmente tiene la siguiente composición (Cuadro Nº 1):
Rendimientos y costos
El diseño del biodigestor, en parti-cular en lo que se refiere a dimensiones, dependerá exclusivamente de la disponibilidad de material orgánico para pro-cesar. Por ejemplo, si consideramos un tambo con 10 vacas lecheras de 400 kg vivo en promedio cada una (valores de la región) y asumiendo que los bovinos producen aproximadamente 8 kg de es-tiércol cada 100 kg de peso vivo, cada una aportará 32 kg de estiércol, es decir 320 kg las 10 vacas.
Sin embargo, por lo general, en las cuencas lecheras de la provincia de Misiones las vacas no permanecen las 24 hs en un corral, sino que generalmente lo hacen entre el encierre y el ordeñe, unas 4 horas al día. Esto implica contar con un total aproximado de 40-50 kg de estiércol de esas 10 vacas por día, lo cual alcanzaría para alimentar un biodiges-tor de 7 metros de longitud.
Este dato de la dimensión se obtiene al multiplicar la carga diaria (40 kg de estiércol + 200 litros de agua – relación 5:1), por los días de retención dentro del biodigestor (35 días). Con esta carga orgánica (en el orden de los 5 %), la producción de biogás estará aproximadamente en 3.5 m3/día. Si bien, en función de la temperatura ambiente, la producción de biogas varía durante el año se están utilizando mé-todos, como el agregado de ciertas protecciones con efecto invernadero, que disminuyen estas variaciones. Esta producción permitiría alimentar una hor-nalla común durante 15 horas al día, suficiente para el uso familiar normal y calentar el agua del lavado del tambo.
El costo para un biodigestor fa-miliar de 7 metros de longitud se estima en unos $1.010 (Cuadro Nº 2) con una vida útil que, con las protecciones correspondientes, podría extenderse a los 10 años. Tomando en cuenta esta inversión inicial, y que su operación no tiene costos adicionales, el costo sería equivalente a 4-5 garrafas de 10 Kg por año, a los valores subsidiados actuales en la zona. Sin embargo la generación de energía supera-ría en 10 veces esa cantidad.
En la región esta experiencia se está multiplicando en pequeños producto-res tanto lecheros como productores de cerdos y cabras. Cada una de estos residuos tienen sus propias característi-cas por lo que los rendimientos diferirán en cada caso, pero en todos re-sulta positiva.
También se están realizando experiencias en grandes explotaciones industriales, utilizando otros materiales más adecuados a sus dimensiones y características, pero con los mismos principios técnicos y similares respuestas económicas.
En síntesis...
La generación de biogas es:
- una alternativa económica.
- de bajo nivel de inversión.
- que permite la utilización del recurso la mayor parte del año.
- amigable con el medio porque disminuye las posibilidades de contaminación ambiental.