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Diseño de Biodigestores

Publicado: 29 de septiembre de 2006
Resumen
ESQUEMA DE LA PRESENTACIÓN Introducción Importancia de la Biomasa en la generación de energía Desarrollo histórico de los Biodigestores (Marco Internacional y Nacional) Factores determinantes en el proceso de generación del biogás Reacciones bioquímicas en la formación del biogás Sustrato Proceso Biodigestor Características del Biogas Presentación de caso (Biodig...
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Pablo Infantes Chavez
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Francisco Martinez
20 de septiembre de 2007
Los felicito por tener la generosidad de poner tan valiosa información en la web, vea pues que los biodigestores son una alternativa viable, pero se es adapta a los recursos de la zona ya sea con los equipos o con los insumos para su función, un bio.. de uso real de una granja o finca pequeña es una alternativa social de gran impacto, bien trabajada claro está. Los datos que usted relaciona son en su mayoría usados en climas medios o cálidos, además de ser diseños que ameritan una inversión considerable , pero mi inquietud se basa el temperatura ambiente , porque? porque nosotros lo realizamos de manera artesanal o por así nombrarlo y nos presenta un resultado aceptable en clima de 23ºc en adelante ya en tierra fría donde el promedio es de 10º constante no funciona muy bien dando nociones no ser una alternativa muy real, ojo eso es para pequeñas instalaciones no se si eso en realidad sea una influyente importante pero usted maneja algo de sugerencias al respecto y gracias por los datos y la disposición de colaborar.
Marc Guiu
Marc Guiu
25 de septiembre de 2007
Buenas señor Pablo Infante. Mi nombre es Marc Guiu y soy estudiante de la UdL (Universidad de Lleida, Cataluña, España). Estoy realizando un estudio sobre la implantación del proceso de digestión anaeróbica en una explotación de vacuno de leche para la producción de electricidad a partir del biogás obtenido y tengo algunas dudas. Me he informado, y la digestión por si sola no produce demasiado biogás para rentabilizar la inversión. Por esto es necesaria la codigestión con otros sustratos que aumenten la producción del biogás. Pero existen muchos sustratos que se pueden añadir: restos de las industrias cárnicas o mataderos, lodos de la depuradoras, fracción orgánica de residuos urbanos, residuos industria cervecera, lechera, residuos pacificarías, residuos de la fruta, etc. Como saber cual es el mejor? Lo mejor debe ser analizar la excreta a digerir y determinar cual de los co-sustratos tiene las mejores características/propiedades/nutrientes para incrementar la producción de biogás. Aunque también es importante la posibilidad de obtención del co-substrato. Donde puedo obtener las características de los diferentes co-sustratos y la composición de los excrementos de vacuno lechero, ya que llevar a analizar una muestra puede ser un poco caro? Si deseo realizar el análisis de las excretas vacunas cuales son los parámetros que debo pedir? En cuanto a la elección del digestor, existen muchos tipos de digestores. Cuales son los parámetros que marcan la elección del digestor? Una de las primeras decisiones a escoger es si se desea un digestor continuo o discontinuo. Esta parte es fácil. El digestor continuo. Pero dentro de los continuos existen diferentes tipos. El parámetro que marca la elección es obtener el máximo de biogás con el mínimo mantenimiento posible, o el mantenimiento más fácil. En la puesta en marcha del digestor por primera vez, se llena el digestor. Si mi digestor es continuo, como se cuanto y cada cuando tengo que introducir. Cuanto tiempo se necesita para que el digestor empiece a funcionar de forma continua? Habrá un tiempo mínimo hasta que el proceso esté preparado para empezar a funcionar de forma continua. Es necesario remarcar que si comparamos la producción de biogás con el tiempo de residencia del substrato en el digestor para su digestión total, la máxima producción de biogás se produce en los primeros días. Por esto se recomienda el uso de al menos un par de digestores que no funcionen al mismo tiempo, si no que primero uno y después el otro para que cuando el primero empiece a disminuir la producción en el segundo empiece a producir. De esta manera se obtiene siempre una producción continua de biogás para la alimentación de los motores. Antes de la introducción del afluente en el digestor es necesario un filtraje para evitar la entrada de materia no degradable que podría inhibir el proceso de digestión. A parte de este filtraje, es necesario introducir una bomba trituradora para que el caldo a introducir sea más homogéneo? En cuanto a la temperatura de digestión estoy en duda entre la mesófila (30-40ºC) y la termófila (50-70ºC). Por lo que he leído aconsejan la temperatura mesófila, ya que la temperatura óptima es bastante fácil de obtener evitando los cambios de temperatura que afectarían a la bacteria. El tiempo de permanencia en el digestor varia entre 10-15 días. Con la temperatura termófila, la temperatura a mantener es un poco más elevada y los cambios bruscos de temperatura podrían afectar a la bacteria. La ventaja es la velocidad de producción del biogás. La cantidad de biogás producido es el mismo, lo único es que el tiempo de permanencia en el digestor es inferior a 10 días. Que me aconseja usted? Muchas gracias de antemano
Pablo Infantes Chavez
26 de septiembre de 2007
Hola Marc: Casi todas las preguntas que me haces ya han sido respondidas, la página diseño de biodigestores ya tiene 10 carillas escritas y allí vas a encontrar casi todas las respuestas a tus inquietudes. Creo que tu como estudiante debes leerlas todas las preguntas y mis respuestas, con respecto a tu inquietudes sobre la materia orgánica y sus valores de producción de gas, existe otra página denominada valores del TS (del alemán Trocken Substanz); allí podrás ver lo que se espera obtener de gas de los distintos sustratos. La mezcla de dos materias orgánicas es sobre todo para mejorar el proceso de fermentación, por ejemplo el estiércol de gallina tiene una relación Carbono /nitrógeno bastante estrecha, por lo que se le agrega paja que tiene gran contenido de carbono con el fin de mejorar esta relación y que debe ser alrededor de 30/1, después en esa misma página vas a encontrar un listado de materia orgánica y su tratamiento adecuado. Mi querido Marc eres estudiante y no te lo voy a dar todo mascado, lee y saca tus conclusiones porque así aprenderás mejor. Si hay algo que no he escrito, bueno estoy para explicarte. Buena suerte.
Sebastian Navarro
Sebastian Navarro
27 de octubre de 2007
Estimado Pablo: ¿En qué radica la diferencia de un biodigestor con agitación y uno sin la misma? Se supone que la producción de biogás es estrictamente anaeróbica, si se agita la biomasa no se le está inyectando aire a la materia principal, lo cual perjudicaría la producción de biogás? Tu eres el experto, ojalá puedas resolver mi duda. Un afectuoso saludo desde México!!! Atte Sebastián.
Pablo Infantes Chavez
27 de octubre de 2007
Hola Sebastián: ante todo deseo pedir disculpas porque hace un buen tiempo no ingreso a la Web, resulta que también estoy sufriendo los efectos del cambio climático ya que en la costa del Perú está muy fría para la época y esto afecta a las vías respiratorias. Con respecto a tu pregunta, si haz leído el artículo completo, te debes haber dado cuenta que existen tres rangos de temperatura con que se trabaja, el estado psycrophilico, que son los digestores rurales, la temperatura con que se trabaja corresponde al del medio ambiente y la degradación de la materia orgánica puede durar hasta 120 días, cuando se trabaja en el mesophilico (37ºC) la degradación dura 30 días y cuando se trabaja en el termophilico (55ºC) esta degradación termina a los 15 días. Tu pregunta se refiere mas al sistema de agitación que tienen los digestores modernos: El hombre busca de imitar al bodijos mas perfecto que la naturaleza ha construido, producto de 6 millones de años de desarrollo, y me refiero al sistema digestivo de la vaca, la temperatura corporal del vacuno es de 37ºC el hombre le da 37ºC a sus bodijos, el vacuno el estómago del vacuno tiene movimiento,el hombre también se los da a sus digestores. En un bodijos bien construido no se debe temer que ingrese el aire porque de lo contrario mataría a la flora bacteria. En el caso concreto de los bodijos de alta tecnología, los agitadores tienen 3 funciones: a) homogenizar la temperatura en el interior del digestor, toda vez que en las paredes o en el piso se encuentran los elementos calefactores . b) Romper las capas flotantes y sumergidas que se forman dentro del digestor para evitar que se forme un sello en la superficie que no deje de fluir el bogas al exterior. este fenómeno sucede con mucha frecuencia cuando se trabaja con gano de vacuno c) la tercera función es muy importante, ya que pone en contacto a las colonias bacterianas con los alimentos frescos, evitando que por falta de movimiento las colonias mueran de hambre. La agitación no es violenta ya que en el gráfico verán que la velocidad al momento de ser expulsada por la paleta es de 0,4m/s y el otro extremo del digestor la velocidad alcanza 0,1 m/s Espero haber satisfecho tus inquietudes Saludos Pablo
Sebastian Navarro
Sebastian Navarro
27 de octubre de 2007
Estimado Pablo: gracias por tu respuesta. Espero mejores tu problema respiratorio, aquí en México también el frío está haciendo de las suyas... Me gustaría saber más acerca del tema de diseño, construcción y operación de biodigestores. ¿Dónde puedo obtener información? ¿Existe alguna universidad o escuela que dé cursos especializados o masters en la materia? ¿Alguna bibliografía de buena fuente que recomiendes? Volviendo a la duda de las paletas agitadoras, ¿con qué frecuencia y período de tiempo deben ser agitadas? ¿trabajan continuamente? De antemano, mil gracias... Un afectuoso saludo...
Rodrigo Urra
Rodrigo Urra
1 de noviembre de 2007
Don Pablo, tengo ciertas dudas ya que estoy realizando mi tesis sobre el tema, pero con excretas de vacas lecheras. 1. ¿Cuál es el tiempo de retención para un sistema de flujo pistón, utilizando el material que se usa en Europa, cisterna flexible le llaman, sin usar algún tipo de energía calórica? 2.- ¿Y cuáles son los sistemas alternativos para subir la temperatura para sistemas que usan sistemas de cisterna flexible o polietileno? Mi idea es generar Biogás para obtener electricidad. Me olvidaba: al disponer biodigestores en serie ¿en cuánto mejoraría el material entrante para el segundo biodigestor, y la producción de biogás? El foro me ha servido una enormidad, ya que no poseo la experiencia y el material para el estudio es aun muy poco. Desde ya muchas gracias.
Pablo Infantes Chavez
2 de noviembre de 2007
Hola Rodrigo Urra: No sé exactamente a qué te refieres con ese modelo de Bodijos a pistón, probablemente te refieres a los construidos con manga plástica del tipo Taiwan... Al respecto te puedo decir que yo no tengo ninguna experiencia con estos fermentadores, en principio serían muy difíciles de instalarles un sistema de calefacción. Ten en cuenta que la excreta de la vaca tiene un bajo índice de producción de gas, sólo un máximo de 250 litros de bogas por kilo de sustancia orgánica seca, y de acuerdo a la temperatura del medio ambiente la degradación podría durar hasta 120 días. Si tus fermentadores los conectas en serie, tienes que calcular que desde el momento que ingresa el substrato fresco hasta que sale deben transcurrir 120 días, después de los 120 días debes oler el efluente, si tiene olor significa que la degradación no ha concluido por lo que debes darle mas tiempo. Suerte Rodrigo.
Pablo Infantes Chavez
5 de noviembre de 2007
Hola Israel: yo nunca he usado el aparato que me dices, construye tu bodijos (en el futuro fermentador) y si prende tu biogas es porque el porcentaje de metano es superior la 50 por ciento, ten en cuenta que los gases de cabeza son siempre pobres, adelante y suerte. Pablo
Fuentes Romero Blanca
Fuentes Romero Blanca
12 de diciembre de 2007
Felicito el articulo tan interesante que se menciona sobre biodigestores ya que este que está tomando gran interes como fuente alterna para producción de energía. Haciendo un comentario sobre la duda que tiene el ganadero e colombia me gustaría mencionar que la produccion de biogas esta ligada directamente a la temperatura ya considerando la ley de los gases, específicamente la LEY DE CHARLES la cual menciona la Relación entre la temperatura y el volumen de un gas cuando la presión es constante. En 1787, Jack Charles estudió por primera vez la relación entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presión constante y observó que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el volumen disminuía. El volumen es directamente proporcional a la temperatura del gas: •Si la temperatura aumenta, el volumen del gas aumenta. •Si la temperatura del gas disminuye, el volumen disminuye. Por todo lo anterior es que los biodigestores funcionan mejor en zonas de clima medio a cálido y no así en clima frío, ya que este influye directamente en la produccion de biogás, la que es inversamente proporcional.
Fuentes Romero Blanca
Fuentes Romero Blanca
12 de diciembre de 2007
Felicitaciones por el artículo tan interesante que se menciona sobre biodigestores, ya que dicho tema está tomando gran interés como fuente alternativa para producción de energía. Haciendo un comentario sobre la duda que tiene el ganadero en Colombia, me gustaría mencionar que la produccion de biogás está ligada directamente a la temperatura, ya considerando la ley de los gases, específicamente la LEY DE CHARLES, la cual menciona la Relación entre la temperatura y el volumen de un gas cuando la presión es constante. En 1787, Jack Charles estudió por primera vez la relación entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presión constante, y observó que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el volumen disminuía. El volumen es directamente proporcional a la temperatura del gas: •Si la temperatura aumenta, el volumen del gas aumenta. •Si la temperatura del gas disminuye, el volumen disminuye. Por todo lo anterior es que los biodigestores funcionan mejor en zonas de clima medio a cálido y no así en clima frío ya que este influye directamente en la produccion de biogás.
Pablo Infantes Chavez
12 de diciembre de 2007
Hola Blanca: lamento informarte que yo al amigo Charles nunca lo he conocido. Yo soy técnico mecánico pero por cultura conocía a Gay Lusac y sus amigos, que trabajaron con los gases y descubrieron que al aumentar la temperatura, los gases contenidos en un ambiente cerrado aumentaban su presión porque no podían aumentar su volumen. Lo mismo que ocurre con los cuerpos al calentarse, pero este no es el caso de los bodijos, aumenta la presión dentro del digestor porque las bacterias se encuentran alimentándose y eructando biogás, por lo que en en un espacio cerrado la presión aumenta al no poder aumentar su volumen. Tenga en cuenta que los bodijos trabajan a temperatura constante , el psycrophílico a temperatura ambiental el mesophilico a 37ºC y el thermophilico a 55ºC, también quiero aclarar que las sustancias orgánicas producen un volumen constante de bogas en cualquiera de las temperaturas que se trabaje, solo difiere el tiempo de permanencia de la materia orgánica dentro del digestor , a mayor temperatura la degradación es mas rápido es decir las bacterias se vuelven mas activas. Cabe destacar que los bodijos de última generación trabajan a presiones constantes bastante bajas, por lo general a 3 mb y esto por que los techos tienen gran área y se ha dado el caso que las techos se han abierto, fuera del digestor se le puede aumentar la presión de acuerdo a las necesidades del usuario mediante turbinas y transportarlo a los lugares de consumo. Blanca, agradezco mucho tu aporte.
Carlos Ulate
Biogas Ulate
13 de diciembre de 2007
Estimada Blanca, quise opinar en lo que dijiste en tu última exposición y definitivamente tenés razón con tu argumento. Yo me especializo en sistemas de digestión de materia orgánica y te invito a ver mi vitral en ENGORMIX... Pero lo que quise informarte es que también el proceso no es sólo de fermentación, sino que recientemente estamos utilizando un proceso biológico, y éste, en menos producción se puede desarrollar a bajas temperaturas. Lógicamente que los microorganismos que necesitamos tienen que ser autónomos de la región, para desarrollar una buena degradación de la materia; cometer el error de traerlos de donde los aplican con éxito en zona cálido y llevarlos al frío es exterminarlos en el proceso... Espero que me entiendas y el tema es un poco complicado en tan poco espacio, pero estamos para servirles. Su servidor Carlos Ulate
Nancy Brito
Nancy Brito
4 de febrero de 2008
Señor Pablo I. Chavez: Le agradezco su artículo, es muy bueno, o diría excelente. Yo soy proveedor del estado provincial de gas metano y puesta en marcha, y me gustaría podes saber más acerca de los biodigestores del mundo. Soy Nancy Beritos, de Argentina. Desde ya gracias por lo suyo que es muy útil a nuestro planeta... Y si tiene algo de venteos de gas me interesa también eso. Desde el 2006 estoy inscripta como proveedora de San Luis, Argentina Atte. nancy britos
Sebastian Navarro
Sebastian Navarro
18 de febrero de 2008
Estimado Pablo: Aprovecho para saludarte y preguntarte sobre el control de PH en el proceso de digestión anaeróbica. Sabemos que entre mas sea cercano este valor a un PH neutro (7-8) el proceso sera mas eficiente, sin embargo existen proyectos en donde la materia de substrato tiene características particulares que hacen a la mezcla mas ácida o mas alcalina. Por ejemplo una productora de café donde dichos desechos alcanzan valores de PH de 3 (considerablemente ácidos). En estos casos ¿qué es lo recomendable para controlar el PH? ¿existe algún método físico-químico? A tu consideración ¿sería mejor optar por no aprovechar los residuos para este caso como fuente de biogas? A la espera de tu amable respuesta, quedo a tu disposición para cualquier duda o comentario, nuevamente SALUDOS!!! Juan S Navarro México.
Hugo Fernandez
Hugo Fernandez
8 de marzo de 2008
Para un poblado de 9000 habitantes, necesitamos los planos para hacer un biodigestor para transformar la basura. La idea es separar la materia orgánica de la basura, con una saranda cónica de 4 metros de diámetro y 10 metros de largo. Toda la materia orgánica que extraemos de la basura procesarla en un biodigestor.
Carlos Ulate
Biogas Ulate
8 de marzo de 2008
Estimado Hugo, Ya que pediste apoyo, te invito a ver nuestro escaparate en ENGORMIX y poder compartir contigo sobre este proyecto te invito porque hacer eso es un verdadero reto ya que esta materia como la planteas tiene un motón de agentes externos que impiden la buena producción de biogás asunto que hemos superado. En fin te espero en nuestro vitral. Saludos cordiales, a todos los foristas Su servidor Carlos Ulate.
Mariana Cides
Mariana Cides
10 de marzo de 2008
Hola Pablo: Soy Mariana Cides de Argentina. Estoy elaborando mi Proyecto Final de la carrera de Ing. Química. Es un diseño de un biodigestor para una escuela agropecuaria. Necesito saber cuál es la conversión de biogás con respecto a los sólidos volátiles, porque los valores que presentás en las tablas... ¿Son en función de los sólidos totales? Bueno, espero que puedas ayudarme. Muy preciso el artículo. Saludos. Mariana.
Acuña David
Acuña David
23 de marzo de 2008
Estimado, estuve leyendo mucho sobre biodigestores y quisiera que me envié toda la información posible, es para la fabricación de uno para una vivienda en una zona rural, e visto que uno de 3 m3 puede abastecer una vivienda tipo, si podría asesorar, sobre fabricación, puesta en funcionamiento, tipo de materia, recuperación de gases... Sería de mucha ayuda para mí, gracias.
Daniel Alvarez
Daniel Alvarez
6 de abril de 2008
Me parece interesante este trabajo de biogas. En este momento estamos desarrollando un proyecto en mi país para la producción de biogas a partir de los desechos orgánicos, sin embargo nos hemos encontrado con el problema, yaque nuestros cálculos nos indican que la producción de biogas es muy pequeña comparada con la cantidad de desecho orgánico utilizado. Por ejemplo: 55 toneladas métricas de materia orgánica solo nos producirían 164.51 libras de biogas. Mi pregunta es si esto es normal o nos hemos equivocado en nuestros cálculos. Por favor, ¿cuál es su experiencia? ¿cuánto gas (en libras) producen sus biodigestores por tonelada métrica? ¿qué fórmulas están utilizando para calcular la producción de biogas (en libras) por tonelada métrica de materia orgánica? Por favor, cualquier respuesta será bien recibida. Gracias Daniel Alvarez
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