El biodigestor anaeróbico de bajo costo, su aporte a la mitigación del cambio climático y su potencial para reducir la pobreza rural en américa latina y el caribe

INTRODUCCIÓN

La reducción de la pobreza en América Latina y el Caribe se encuentra estancada desde el año de 1997. La pobreza pasó del 42,5% de la población total en el año 2000 al 44,2% en el año 2003, es decir que había 224 millones de personas que vivían con menos de dos dólares al día (umbral de pobreza). De éstas, 98 millones de personas (19,4%) se encontraban en situación de pobreza extrema o indigencia, es decir, vivían con menos de un dólar al día. La pobreza en América Latina y el Caribe también tiene un componente racial o étnico. Así, en países como Bolivia, Brasil, Guatemala o Perú, la pobreza es dos veces mayor entre los indígenas y los afrodescendientes, comparados con el resto de la población (Trigo, 2004).

América Latina y el Caribe es la región más desigual, no la más pobre del planeta. La distancia entre el 10% de la población con mayores ingresos y el 10% con menores ingresos es de 50 a 1, en España es de 10 a 1 y en Noruega de 6 a 1. El problema no es solamente de distribución del ingreso, puesto que en este momento hay 128 millones de personas sin instalaciones sanitarias. Esto contribuye con la alta mortalidad infantil, a causa de la diarrea, por la falta de condiciones mínimas de salud. Hay además 60 millones de personas sin acceso al agua potable y 210 millones que reciben aguas servidas. Esto ocurre en el continente que posee la tercera parte del agua del planeta y el más rico del mundo en agua limpia (FAO, 2008).

América Latina y el Caribe produce alimentos para alimentar tres veces a su población. Sin embargo, en este momento, el 16 % de todos los niños sufre de desnutrición crónica y hay 52 millones de personas con hambre. Estas son desigualdades profundas, que no son solo las desigualdades de ingreso: la falta de acceso al agua potable, salud, vivienda, alimentación, educación, electricidad, etc. El Coeficiente de Gini, que mide la desigualdad, es el más alto del mundo: 0,56. Pero si se toma el Coeficiente de Gini de distribución de la tierra, de acceso a la salud, a la educación, a Internet, etc. los valores son aún peores (Natanson, 2008).

La CEPAL proyectó que la pobreza en América Latina y el Caribe aumentaría 1,1% en el 2009, comparado con el año 2008, subiendo de 180 a 189 millones de personas, y que la indigencia se incrementaría en 0,8%, pasando de 71 a 76 millones de personas. De esta forma, 34% de la población terminó el 2009 sumida en la pobreza y 14% en la indigencia.

Este 48% actual de la población en pobreza (280 millones de pobres, de una población total de 580 millones de habitantes, en el año 2010) rompe la tendencia a la baja que se venía registrando desde el año 2002, cuando se inició un sexenio de crecimiento económico, que finalizó en el año 2008 con la debacle financiera y económica mundial (Estrada, 2009). Debido a la crisis económica, el PIB disminuyó en 1,8% para el 2009, y habrá una alta volatilidad y carestía en los precios futuros de los productos agrícolas. La seguridad alimentaria ha retrocedido a los niveles de 1990 (CEPAL; FAO; IICA, 2010).

En el año 2002, ochenta millones de personas vivían en pobreza en el medio rural de América Latina y el Caribe y, de ellas, alrededor de 48 millones, no tenían ni siquiera lo necesario para adquirir una canasta básica de alimentos. (CEPAL; DDPE; RIMISP y FAO, 2003). Entre 2002 y 2006 las exportaciones de alimentos de Latinoamérica y el Caribe crecieron a un ritmo del 12% anual y la contribución actual del sector agrícola al PIB regional oscila entre un 27% y un 34%. Sin embargo, la pobreza rural persiste, con 60% de la población del campo sumida en la pobreza (FAO, 2008). La pobreza rural en América Latina y el Caribe debe ser puesta en el contexto de una continua migración hacia zonas urbanas y hacia países fuera de la región, con un gasto social y de infraestructura que aumentó en casi todos los países (FAO, 2008). Esta migración engrosa los cinturones de miseria en las grandes ciudades, donde los campesinos sufren de marginación, manifestada como sub y desempleo, explotación laboral y falta de oportunidades de capacitación, salud y educación, puesto que su mano de obra no está calificada para trabajar en la ciudad.

En el año 2008 el precio del trigo a nivel mundial subió 80%, el maíz 90% y el arroz 320%. A inicios del año 2011 los granos básicos volvieron a alcanzar precios récord (El Financiero No. 804. 31 de enero al 6 de febrero del año 2011). Se trata del nivel histórico más alto en el precio de los alimentos (tanto real como nominal) desde que la FAO comenzó su medición en 1990 (FAO, 2011). Como consecuencia, 200 millones de personas más en el mundo, ingresaron en esa estadística vergonzosa para la humanidad, la de quienes sufren desnutrición y hambre (Natalicio, 2011). Esto se debe: al crecimiento de la población mundial y de la clase media en China e India; al precio creciente del petróleo y de los fertilizantes y agroquímicos sintéticos derivados de él; al límite en el área de tierra cultivable; a la menor disponibilidad mundial de agua para riego; a los rendimientos agrícolas decrecientes; a la especulación financiera causada por las inversiones a futuro, mediante la compra de granos básicos y al uso de los granos para forraje o para la producción de agrocombustibles (FAO, 2011).

Según el Banco Mundial, los crecientes y peligrosos precios mundiales de los alimentos han hecho que 44 millones de personas más (> 60% son mujeres) hayan ingresado a la pobreza extrema en los últimos ocho meses (dinero.com, 16/2/2011).

La biodigestión fue descubierta por los chinos en el siglo XVIII. La instalación de 14 millones de biodigestores familiares hasta el año 2005, ha mejorado la economía y el bienestar familiar en las áreas rurales de China.

Los resultados de varios estudios indican que el uso de biodigestores reduce la pobreza, pues disminuye el gasto en la compra de combustibles, abonos orgánicos y alimentos, liberando recursos que son invertidos por las familias rurales en cubrir otras necesidades. El uso de los residuos del proceso de biodigestión como abono, incrementa la producción agrícola, aunque el soporte de estos beneficios es aún empírico. La salud de la familia se mejora, ya que se reducen los malestares y enfermedades causados por la quema de leña para cocinar y por el consumo de aguas contaminadas. El medio ambiente se beneficia, al reducirse las emisiones de gases de efecto invernadero y de lluvia ácida.

En encuestas realizadas entre usuarios o no de biodigestores en las provincias de Gansu y Sichuan, fue evidente que el efecto del uso de biodigestores sobre el bienestar de la familia rural es positivo. Sin embargo, con un soporte técnico apropiado, los beneficios pueden ser incrementados significativamente (van Groenendaal y Gehua, 2009).

Desde su concepción, la Universidad EARTH asumió el reto de rescatar, generar, validar y difundir tecnologías aplicables al trópico y capacitar a sus estudiantes internacionales para que adquieran las destrezas en tecnologías apropiadas, simples, amigables con el ambiente, a escala, de bajo costo y de alta eficiencia y rentabilidad.

Al regresar como Ingenieros Agrónomos a sus países de origen, pueden implementar proyectos que demandan estas competencias y obtener beneficios socioeconómicos y ambientales para las comunidades rurales y urbanas en sus naciones.

El biodigestor plástico de bajo costo y de flujo continuo, modelo Taiwán (FIGURAS 1; 2; 3; 4; 5 y 6), que puede ser elaborado en Polietileno, Polipropileno, Vinilo, PVC, EPDM, etc.), se introdujo en la EARTH en 1994, desde la Fundación Centro para la Investigación en Sistemas Sostenibles de Producción Agropecuaria – CIPAV de Colombia (Botero y Preston, 1987).

El biogás es una mezcla combustible de gases, que contiene metano. El biogás es producido por las Arqueobacterias metanógenas que se multiplican y actúan en ausencia de oxígeno, viven en el intestino de los humanos y de los animales rumiantes y monogástricos, donde están presentes en grandes cantidades y contribuyen a digerir el alimento.

Las aguas servidas, como mezcla del lavado de excrementos animales y humanos y de otras fuentes de materia orgánica, pueden ser tratadas para su descontaminación dentro de un recipiente hermético – el biodigestor.

FIGURA 1. Diseño lateral del biodigestor de polietileno de bajo costo y de flujo continuo. FUENTE: Adaptado de Lansing, S.; R, Botero. y J, F, Martin. 2008.

FIGURA 2. Biodigestor en bolsa doble o triple de polietileno de bajo costo, modelo Taiwán, recién instalado (aún sin caseta, techo, ni cerca periférica), operando en una finca familiar.

FIGURA 3. Diseño frontal de un biodigestor, con bolsa trapezoidal en PVC para fermentación, con salida para lodos, y con bolsa circular separada para almacenamiento del biogás. FUENTE: Raúl Botero Botero, 2019.

FIGURA 4. Biodigestores en bolsa de PVC circular y trapezoidal, con salida para lodos. FUENTE: Comercial Industrial DELTA. Lima, Perú. s.f.

FI URA 5. Válvula en tubería de PVC, para salida de lodos por gravedad, cada seis (6) meses. FUENTE: Raúl Botero Botero, 2019.

FIGURA 6. Modelos de casetas para la protección de los biodigestores plásticos del tipo Taiwán y para muy diversas opciones adicionales de uso. FUENTE: Raúl Botero Botero, 2015.

El efluente, que sale solo y diariamente del biodigestor, debe ser conducido a canaletas de sedimentación, para separar su bajo contenido de lodos, de los líquidos, que se vierten luego a lagunas de descontaminación. El espejo de agua debe ser cubierto con plantas acuáticas flotantes pequeñas (Azolla, Lemna, Salvinia) en alta densidad. Estas plantas evitan la proliferación de las larvas de zancudos transmisores del Dengue, Chikungunya, Sika, Malaria y Fiebre amarilla, además se cosechan y utilizan como forraje para animales y como alimento para humanos (Berros y Espinaca de agua).

El efluente se puede utilizar como ferti - riego de cultivos, praderas, jardines y sistemas acuícolas, o bien separar los sólidos con procesos simples de sedimentación y flotación, y reutilizar el agua tratada en el lavado de las instalaciones donde se alojan y manejan animales, o bien potabilizarla como agua de bebida para humanos y animales (FIGURA 7).

Un biodigestor familiar instalado en bolsa doble o triple de polietileno tubular transparente, calibre 16, protegido contra rayos ultravioleta, que se alimenta diariamente con 20 a 40 kilos de excrementos animales (2 vacas; 4 caballos; 10 cerdas de cría o de engorde) y/o humanos, frescos u otras fuentes de materia orgánica, solos o mezclados entre sí, y con 100 a 200 litros de agua lluvia sin cloro, demanda una inversión total, en materiales y mano de obra, de entre US$ 200 a 500, elimina la necesidad de leña y/o de carbón, permite la cocción diaria de los alimentos para una familia campesina de cinco a seis personas y produce entre 100 a 200 litros de abono orgánico líquido/día.

FIGURA 7. Plantas acuáticas flotantes, como cobertura en canaletas de sedimentación y en lagunas de descontaminación, que impiden la proliferación de larvas de zancudos en zonas endémicas de Dengue, Zika, Chikungunya, Malaria y Fiebre amarilla, enfermedades humanas cuya incidencia se verá incrementada debido al calentamiento global. FUENTE: Raúl Botero Botero, 2015.

El biodigestor puede producir diariamente un volumen de biogás de entre el 15% al 30%, con relación al volumen de su fase líquida total, que en un biodigestor familiar puede llegar a ser de hasta 50 metros cúbicos. Este biogás alcanza un contenido de entre 60 a 70% de metano, que es un combustible renovable, apto para su uso directo y sin presión en estufas, calentadores, refrigeradores, lámparas incandescentes, etc., o que se debe limpiar y comprimir para la generación de energía eléctrica. El volumen de producción y el contenido de metano en el biogás dependen de la cantidad y calidad nutricional de la materia orgánica que contengan las aguas servidas tratadas dentro del biodigestor.

Con periodos de retención de entre 20 a 40 días dentro del biodigestor, 10 días dentro de las canaletas de sedimentación y hasta 30 días dentro de tres lagunas de descontaminación, en un total de 60 a 80 días, se logran tratar las aguas servidas que ingresan al Sistema de Descontaminación y cumplir con el Reglamento de Vertido y Reuso de Aguas Residuales que se ajusta al Código Internacional Industrial Unificado – CIIU, por el que se rigen los Ministerios de Agricultura y Ganadería, Salud Pública y Ambiente de Costa Rica desde el año 2007 (FIGURA 8).

Se estimó al fin del año 2010, que 2000 unidades de biodigestores del tipo Taiwán se encuentran operando en fincas, en agroindustrias y en hoteles de Costa Rica, en trabajo conjunto entre la Universidad EARTH, la Cooperativa de Productores de Leche Dos Pinos; el Ministerio de Agricultura y Ganadería – MAG; El Instituto Costarricense de Electricidad – ICE; La Pastoral Social de Limón; El Proyecto POCOTSI de la Fundación Neotrópica; El Proyecto COBODES de la Unión Europea; la Municipalidad de Heredia y las Empresas privadas Biosinergia Alternativa; Biodigestores de Costa Rica; VIOGAZ; AGROMEC; OLEFINAS y AMANCO.

Los datos de la FIGURA 8 indican que las aguas servidas que ingresan al biodigestor tienen una carga orgánica contaminante, que no permite verterlas directamente a las fuentes de agua corriente. También, que el tratar las aguas servidas dentro del biodigestor, mantienen el nitrógeno y el fósforo en altas concentraciones. Ambos minerales son los más limitantes en los suelos tropicales y su costo, en los fertilizantes sintéticos que los contienen, se ha incrementado recientemente en un 200% y 300% respectivamente (Murillo, 2008).

Por efecto de la fermentación anaeróbica dentro del biodigestor, los minerales esenciales se hacen solubles. Una vez que se aplica el efluente del biodigestor como abono orgánico, los minerales solubles e inorgánicos son más rápidamente absorbidos por las raíces de las plantas, reduciendo así su pérdida por lavado o lixiviación y evitando la eutrofización, debida al aumento de sustancias nutritivas en las aguas dulces de lagos y embalses, lo que estimula el desarrollo de una población excesiva de fitoplancton, algas y de plantas acuáticas flotantes y ancladas.

La biodigestión reduce la contaminación de las aguas servidas hasta en un 80% y permite cumplir con la legislación ambiental, lo cual hace posible utilizar únicamente el biodigestor, que como componente del Sistema de Descontaminación Productiva de Aguas Servidas demanda menor espacio e inversión.

FIGURA 8. Resultados promedio de doce años (2004 – 2015), de los análisis de las aguas tratadas en cada uno de los componentes del Sistema de Descontaminación Productiva de Aguas Servidas en la Finca Pecuaria Integrada de la Universidad EARTH.

El biogás, una vez filtrado para reducir hasta 25 ppm o menos, el sulfuro de hidrógeno (H2S) que contiene normalmente, que es corrosivo y tóxico y que le confiere el olor a huevos podridos, se puede utilizar como combustible en motores de explosión de cuatro tiempos, a biogás, GLP, gasolina, y en motores diesel.

En el motor a gasolina se puede usar el biogás filtrado como combustible único. El motor diesel, al no poseer bujía, no emite chispa para hacer la explosión dentro del cilindro, en cuyo caso se debe utilizar el biogás mezclado con el combustible diesel, que sí explota por compresión. En el caso de motores diesel se ha logrado sustituir hasta el 65% del combustible diesel por biogás. En los motores a biogás, GLP se logra sustituir el 100% del combustible original, sin afectar al motor ni su eficiencia (FIGURAS 9 y 10).

La EARTH inauguró el 26 de septiembre del 2006 un proyecto de generación de electricidad a partir de biogás, dirigido a suplir esta necesidad en empresas agropecuarias, agroindustriales y poblaciones. El proceso consiste en que, el agua del lavado diario de los pisos, instalaciones y equipos para el alojamiento, manejo y sacrificio de animales de granja (vacunos, búfalos, ovejas, cabras, caballos, cerdos, conejos y aves) y/o las aguas servidas con desechos orgánicos ingresan diariamente y por gravedad al biodigestor.

FIGURA 9. Motor estacionario a gasolina y motor diesel de un tractor de jardín evaluados con biogás filtrado y sin presión, como combustible. FUENTE: F.A. Carmona; J. E. Orozco; R. Botero y C. Hernández, 2004.

Consumo y sustitución de combustible por biogás (60% CH4) en un motor a gasolina de 5 HP y 144 cc

FIGURA 10. Evaluación de consumo y eficiencia del biogás filtrado y sin presión, como combustible en un motor a gasolina y en un motor diesel. FUENTE: Orozco J.E.; F.A. Carmona; R. Botero y C. Hernández, 2004.

Allí se fermentan las aguas servidas durante 20 a 40 días, hasta que la bolsa se infla, continua y diariamente, con el biogás que se produce, debido a la fermentación anaeróbica de los excrementos y/o de los desechos orgánicos disueltos en las aguas servidas que ingresan al biodigestor. Posteriormente el biogás se pasa por filtros con limadura de hierro o con abonos orgánicos (compost, bokashi, lombricompost, etc.), donde se retiene el sulfuro de hidrógeno y se almacena el biogás purificado en otra bolsa plástica. De allí es succionado por un compresor, bomba o soplador, que lo deposita y conserva en un tanque metálico a una presión de entre 10 psi a 40 psi, para luego ser utilizado para encender y operar el motor, que mueve el generador de electricidad (FIGURA 11). El motor de la planta eléctrica fue construido para gas natural y fue calibrado para funcionar con biogás, con un contenido mínimo de 60% de metano y máximo de 25 ppm de sulfuro de hidrógeno (H2S). Esta planta tiene un potencial de generación de energía eléctrica de 40 kilovatios/hora y consume 25 metros cúbicos de biogás por hora, lo que permitiría cubrir la demanda energética diaria de entre 40 a 50 viviendas dotadas con iluminación y con los electrodomésticos básicos.

Esta planta suple, durante las 4 horas diarias de mayor demanda, la electricidad de la Finca Pecuaria Integrada de EARTH, compuesta por la porqueriza y la lechería, que consumen actualmente 10 kilovatios/hora.

Se conectan a la planta eléctrica en las horas pico de demanda: la bomba de vacío del equipo de ordeño, el tanque de enfriamiento de la leche, la bomba de agua, el pulsador de la cerca eléctrica, la picadora de forrajes, un trapiche, un refrigerador, una computadora, un ventilador y 10 bombillas.

Este motor fue construido para hospitales, por lo que produce muy bajo ruido y por ello no afecta el bienestar humano y animal. La energía eléctrica adicional generada se puede introducir y utilizar en la red eléctrica de la EARTH. Mediante transferencia automática, se puede decidir si se utiliza la electricidad del generador o la proveniente del Instituto Costarricense de Electricidad - ICE.

Dependiendo del volumen de captación de excretas animales y/o humanas u otros desechos orgánicos mezclados en las aguas servidas, se puede producir mayor o menor cantidad de biogás y por ello instalar un generador con menor o mayor capacidad. Esto permite un sistema a escala, sin requerir siempre de altas inversiones.

FIGURA 11. Infraestructura para la generación de energía eléctrica a partir de biogás. Finca Pecuaria Integrada – Universidad EARTH, 2011. FUENTE: Raúl Botero Botero, 2015.

Luego de varios años de monitoreo, sobre los contenidos de las aguas servidas de origen humano provenientes de las viviendas de los estudiantes de la Universidad EARTH, se documentó que las aguas servidas de las duchas y lavamanos contienen jabones de baño, champú, desodorante, talco, loción, crema dental, enjuague bucal, medicamentos de uso externo, etc.

Las aguas servidas provenientes de los inodoros contienen papel higiénico, toallas y tampones sanitarios femeninos, preservativos y sus empaques, sellos y frascos de medicamentos, tapas de refrescos, cajas de cigarrillos y de fósforos, cordones de zapatos, ropa interior, residuos de alimentos, etc.

Los productos químicos y desechos no degradables, ya mencionados, quizás afectan la eficiencia en la producción de biogás, pero no la impiden. De todas formas, se debería evolucionar hacia su separación o hacia su sustitución por productos biodegradables.

Las aguas servidas que ingresan inicialmente al tanque séptico son filtradas, con el fin de retener y retirar los sólidos no biodegradables, para evitar su ingreso a los demás componentes del Sistema de Descontaminación Productiva de Aguas Servidas.

Las aguas servidas de las viviendas de los estudiantes se mezclan con las aguas servidas provenientes del lavado de frutas, hortalizas, cárnicos, lácteos y de otros alimentos crudos, además de la vajilla, accesorios y equipos y de los servicios sanitarios de la cafetería de la Universidad.

Se tienen trampas de grasas, que retienen la mayor parte de ellas, para que tampoco ingresen en abundancia al sistema.

Este sistema, con un ingreso de aguas servidas de entre 7 a 20 metros cúbicos por día y con una capacidad total de 150 metros cúbicos de fase líquida, en dos biodigestores tubulares paralelos y continuos en PVC, retiene las aguas servidas durante un mínimo de 7,5 días y un máximo de 21 días (vacaciones estudiantiles), se puso en funcionamiento en abril del año 2009 (FIGURA 12).

Este biodigestor produce aproximadamente 30 metros cúbicos de biogás/día, que se almacenan en una bolsa aérea adicional en PVC, se conduce por tubería de PVC de dos (2) pulgadas de diámetro y se utiliza para cocinar en la cafetería de la Universidad (FIGURA 13).

FIGURA 12. Biodigestor agroindustrial tipo Taiwán, tratando aguas servidas con excretas humanas, mezcladas con aguas servidas provenientes de la cocina. Actualmente el biogás producido se utiliza como combustible en sustitución del GLP en la cocina institucional - Universidad EARTH, 2009. FUENTE: Raúl Botero Botero, 2015.

FIGURA 13. Estufa industrial operada con biogás producido con las aguas servidas provenientes del lavado de alimentos crudos, equipos, utensilios, vajilla, cubiertos, etc. en la cocina y con excretas humanas provenientes de los servicios sanitarios de las viviendas estudiantiles y de la cafetería. Cocina Institucional, Universidad EARTH, 2009. FUENTE: Raúl Botero Botero, 2015.

En los sitios en los que se producen, pero donde no se tratan las excretas y los demás desechos orgánicos, y estos se descomponen a cielo abierto generando malos olores, permiten la reproducción de insectos, contaminan, con sus efluentes, las fuentes de agua corriente y producen gases como vapor de agua, metano, óxido nitroso, amoníaco, sulfuro de hidrógeno, monóxido y dióxido de carbono, los cuales se liberan a la atmósfera, contribuyendo al calentamiento global del planeta, debido al efecto invernadero que causan algunos de estos compuestos. El metano (CH₄) y el óxido nitroso (N₂O) tienen respectivamente 25 y 300 veces mayor efecto invernadero, comparados con el dióxido de carbono (CO₂). El quemar el metano como combustible lo convierte en CO₂, lo que reduce en hasta 24 veces su efecto invernadero. El amoníaco (NH₃), el óxido nitroso (N2O) y el sulfuro de hidrógeno (H₂S) contribuyen con la lluvia ácida. Debido al calentamiento global está ocurriendo el cambio climático, que afecta a todo el planeta y que se manifiesta en la forma de lluvias y de sequías más intensas, prolongadas, destructivas e impredecibles.

Ejemplo de ello son los desastres naturales, debidos a las inundaciones que se presentaron recientemente en Argentina, Australia, Brasil, Colombia, Ecuador, México, Pakistán, Perú y Venezuela o por las recientes sequías, sin precedentes, ocurridas en Guatemala y Rusia. Según reportes científicos recientes de Brasil, es de esperar que el cambio climático sea más intenso en el futuro. Ya que, si el mundo se continúa calentando, habrá cada vez mayor humedad (vapor de agua) en la atmósfera, e inclusive se podría llegar a presentar una temporada anual de huracanes en el atlántico sur, frente a las costas de Brasil, donde nunca antes había ocurrido.

El Biodigestor de bajo costo, que está siendo difundido por la Fundación CIPAV, por la Universidad Tropical de Agricultura – UTA e INNOVAGRO en Colombia, por la Red de Biodigestores para Latinoamérica y el Caribe - RedBioLAC y por la Universidad EARTH en Costa Rica y en los 40 países de origen y en los que trabajan actualmente sus egresados, permite que:

Los materiales para la construcción del biodigestor, y de la caseta para su protección, puedan ser de bajo costo y que la mano de obra para instalarlo, operarlo, darle mantenimiento y repararlo no requiera de alta capacitación. La infraestructura sólida de la caseta pueda construirse en madera, metal o en tubería de PVC, que se puede recubrir por completo con lámina plástica transparente. Este tipo de caseta protege la bolsa de polietileno del biodigestor de su tostado y rápida degradación, causada por los rayos ultravioleta del sol, potencializa el calor del sol, lo que permite obtener una mayor producción de biogás, y lo protege del viento y del frío. Permite el secado rápido y sin costo de las ropas de la familia, después del lavado, y las protege de la humedad ambiental, de la lluvia y del polvo.

También, permite almacenar los granos secos para consumo, reduciendo el riesgo de su ataque por hongos e insectos plaga (gorgojos). Se logran deshidratar de manera natural y a muy bajo costo: forrajes (heno), frutos, granos, semillas y plantas alimenticias, medicinales, aromáticas y ornamentales. Permite almacenar, secar y mantener secos, la sal de cocina y la sal mineralizada para el ganado, el azúcar y la panela, raspadura, papelón o tapa de dulce, los fertilizantes y los aperos para animales de paseo, trabajo y transporte. Adicionalmente, el techo permite captar agua lluvia limpia, que se puede almacenar en un depósito cercano a la vivienda, para el consumo y comodidad de la familia, sin mayor riesgo de contaminación.

Si la caseta se construye con techo en lámina de polietileno transparente, pero con las paredes en malla de sarán o polisombra, esta se puede utilizar como invernadero para la producción intensiva de especies de animales menores e hidroponía y/o siembra sobre el suelo, de frutos, hortalizas y de plantas medicinales, aromáticas, ornamentales, etc. para consumo y/o para la venta, o también como mariposario, aviario, ranario, producción de caracoles, conejos, cuilos, etc.

Se deben colocar extinguidores de incendios, apropiados en número, tamaño, localización y distribución, según el origen o la clase de llama a apagar, además de la colocación de avisos con figuras visibles y claras de no fumado y de no producir chispas ni llamas. Esto permite prevenir accidentes y velar por la salud ocupacional en el medio rural.

Permite adicionalmente que:

Se traten las aguas servidas de viviendas, plantas agroindustriales de sacrificio, procesamiento y empaque de cárnicos, lácteos y vegetales, aguas - mieles de café y cacao, cuarteles, centros de estudio, salud, rehabilitación y recreación, restaurantes, hoteles y poblados. Estas aguas servidas deben contener exclusivamente desechos orgánicos provenientes del lavado de vegetales, azúcares, harinas, huevos, lácteos, cárnicos, aceites y grasas animales y vegetales, vajillas y equipos para la preparación y el consumo de alimentos, sangre, contenidos digestivos o cadáveres de animales pequeños, excretas animales y humanas, etc. Las grasas y aceites animales y vegetales (en cuyo caso, un litro de aceite de desecho de fritura tiene el potencial de contaminar un millón de litros de agua), que ingresen al biodigestor diariamente, deben hacerlo en una proporción no mayor al 2,5 % de la fase líquida diaria y total. Durante su permanencia dentro del biodigestor son consumidos, como fuente de energía, por las Arqueobacterias metanógenas, aumentando así la producción diaria de biogás hasta el 30%, con relación al volumen de la fase líquida total, y el efluente que sale del biodigestor no contamina las aguas limpias con grasas y aceites.
Se utilice el tubo de entrada al biodigestor para instalar servicios sanitarios, para depositar allí las excretas humanas y animales. La fermentación anaeróbica de las excretas y de los demás desechos orgánicos destruye los huevos y larvas de insectos y de parásitos gastrointestinales y pulmonares, y reduce o elimina algunas bacterias patógenas (coliformes fecales) contenidas en las excretas animales y humanas.
Las aguas servidas, con materia orgánica cruda, no deben ser vertidas directamente a las fuentes de agua corriente, puesto que, para su descontaminación, las bacterias acuáticas nativas consumen el oxígeno disuelto en el agua, lo que impide la sobrevivencia de los organismos acuáticos. Por ello, se deben descontaminar previamente las aguas servidas mediante biodigestión y utilizar su efluente como abono orgánico, que puede emplearse en la finca o venderse, y que permite aumentar los rendimientos de los cultivos alimenticios, para autoabastecer con alimentos a la familia rural y producir excedentes, para su conservación para las épocas de escases y/o para la venta. La disponibilidad permanente y abundante de alimentos sanos y de alta calidad, permitiría reducir la desnutrición humana que se presenta actualmente en el medio rural en América Latina y el Caribe.
Por cada 10 metros cúbicos de fase líquida acumulada dentro del biodigestor, se puedan producir entre 1.500 a 3.000 litros de biogás diariamente. Cada hornilla o quemador de una estufa consume cerca de 300 litros de biogás por hora, lo que permite cocinar, freír y hornear los alimentos y hervir, para potabilizar, el agua para el consumo de la familia. Los calentadores para agua y para lechones y pollitos, refrigeradores y lámparas incandescentes para iluminación consumen cerca de 200 litros de biogás por hora de funcionamiento.
La captación, almacenamiento y utilización del biogás, como combustible, evita su liberación a la atmósfera y reduce o elimina el gasto de leña y/o de carbón, requeridos para la cocción, conservación y para dar valor agregado a los alimentos y productos para consumo o para la venta. El humo proveniente de la quema de la leña causa serios problemas respiratorios para la salud humana. Además, se puede empacar biogás a presión en cilindros, con la ayuda de un compresor, para facilitar su transporte, uso y comercialización y/o generar energía eléctrica para el consumo propio y venta a los vecinos. Todo esto permite actuar eficazmente, muy rápido y a muy bajo costo contra el calentamiento global y su efecto sobre el cambio climático.
Se reduzca la deforestación y el tiempo requeridos para la cosecha, transporte, almacenamiento bajo techo y acondicionamiento de la leña para su uso, y/o para la elaboración de carbón vegetal, liberando tiempo a vecinos, amigos, parientes, padres e hijos, para compartir y para realizar actividades de educación, capacitación, deporte y diversión sana en el medio rural.
Al reducir la deforestación, se promuevan la regeneración natural y la reforestación, aumentando así la cobertura arbustiva y arbórea, su sombra refrescante, el crear barreras contra el viento y mitigar su efecto desecante sobre los cultivos durante la sequía, la conservación de las fuentes de agua, la producción de oxígeno y la fijación e inmovilización del carbono en la madera, en las raíces y en el suelo, puesto que los arbustos y árboles actúan como sumideros de carbono.
Se puede también incrementar la fijación del nitrógeno atmosférico en las raíces de las hierbas, arbustos y árboles leguminosos. Se reduce entonces la liberación a la atmósfera de algunos de los gases causantes del efecto invernadero y de la lluvia ácida, lo cual debería significar ingresos futuros, provenientes del pago por servicios ambientales a las comunidades rurales de América Latina y el Caribe.
Se eliminen los malos olores, el consumo de aguas contaminadas y que se reduzca la proliferación y el ataque de insectos - plaga, parásitos, hongos y de enfermedades (Gastroenteritis, Fiebre Tifoidea, Hepatitis, Cólera, Dengue, Chicunguña, Sika y Malaria), estimuladas por la descomposición de los desechos orgánicos sólidos, de las excretas animales y humanas y de las aguas servidas a cielo abierto. Además, de no contaminar el aire ni las fuentes de agua, en beneficio del bienestar comunitario.
En regiones con sequías estacionales fuertes, y por ello con escases temporal de agua corriente, almacenada y de agua lluvia, el efluente líquido, que sale diariamente del biodigestor, se puede utilizar para el lavado de instalaciones y equipo y mezclarlo con excretas o con materia orgánica frescas e introducirlo, de nuevo, como fuente de alimentación del biodigestor (afluente).
Los biodigestores construidos en concreto, en bloques de barro o de cemento o en lámina metálica tienen un alto costo de construcción y de mantenimiento, posibilidades de fugas de biogás por agrietamiento y/o por corrosión y un alto riesgo de daño o destrucción en regiones con ocurrencia de sismos fuertes, como lo es toda América Latina y el Caribe. En los biodigestores plásticos tipo Taiwán, que se protegen dentro de una fosa en tierra, sus riesgos de corrosión debidos a los componentes del biogás, y de daño o destrucción por sismos, son mínimos o simplemente no existen.
El biodigestor en doble o triple bolsa de polietileno tiene una vida útil de 10 años o más y la inversión se recupera en 6 meses, al valorar los minerales contenidos en el efluente utilizable como abono orgánico, y su equivalente en el costo del fertilizante sintético sustituido y al valorar también el biogás producido, comparado con el costo del uso de gas propano o GLP.
En los biodigestores construidos en geomembrana de Polipropileno, Vinilo, PVC y EPDM, su vida útil se puede aumentar a 20 años o más, pero el costo de la geomembrana es mayor. El monto de la inversión en la instalación es variable, pero la asistencia técnica, la operación, el mantenimiento y las reparaciones requeridas por un biodigestor plástico tipo Taiwán, son sencillos y de bajo costo y conocimiento.

Estos beneficios reales y el apoyo de los gobiernos, eliminando el impuesto de venta de los plásticos utilizados para construir los biodigestores, de los generadores de electricidad y demás equipos a base de biogás, su apoyo, sin paternalismo, con personal competente de los Ministerios respectivos para que aporte la asistencia técnica cobrada, para la instalación y reparación oportuna y eficiente de los biodigestores, y el destinar recursos para efectuar el pago justo y oportuno por los servicios ambientales prestados así por los productores rurales, permitirían, no solo la adopción masiva de esta tecnología simple y de efecto inmediato en la lucha contra el cambio climático, sino que procuraría bienestar a la familia campesina. Esto, pues el biodigestor representa una herramienta efectiva para reducir la marcada desigualdad social y la pobreza rural que se presentan actualmente en América Latina y el Caribe.

Los plásticos de desecho (Polietileno, Polipropileno, Vinilo, PVC, EPDM, etc.) son altamente contaminantes para el ambiente, por ello deberán tratarse una vez el biodigestor finalice su vida útil. La bolsa degradada podría dejarse dentro de la fosa como cobertura y protección de la bolsa del nuevo biodigestor, o bien extraerse para utilizarse en plasticultura o como piso, paredes y techo de un invernadero o bien reciclarse para elaborar otros productos plásticos.

Capítulo del libro Manejo y alimentación de vacunos y de búfalos con forrajes tropicales de Raúl Botero Botero MVZ, MSc. Para ver todos los capítulos ingresar al perfil del autor.

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