Guia Implementacion Sistemas Produccion de Biogas

UNIDAD DE PLANEACIN MINERO ENERGTICA

FORMULACIN DE UN PROGRAMA BSICO DE NORMALIZACIN PARA APLICACIONES DE ENERGAS ALTERNATIVAS Y DIFUSINDocumento ANC-0603-19-01

GUA PARA LA IMPLEMENTACIN DE SISTEMAS DE PRODUCCIN DE BIOGS

Versin 01

Unin Temporal ICONTEC - AENE

Bogot, D.C., Marzo de 2003

UNIDAD DE PLANEACIN MINERO ENERGTICA - UPME Gua de Implementacin de Sistemas de Biogs

Documento No. ANC-603-19-01 Rev. 01 Fecha: 20/03/03

TABLA DE CONTENIDO TTULO .................................................................................................................... 6 PRIMERA PARTE: ASPECTOS TECNICOS .......................................................... 7 1 2 3 4 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 4.2.6 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.4 4.5 4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.6 1 2 OBJETO........................................................................................................ 7 REFERENCIAS NORMATIVAS..................................................................... 8 DEFINICIONES............................................................................................. 9 TECNOLOGA DE PRODUCCIN DE BIOGS ......................................... 12 GENERALIDADES DEL PROCESO ............................................................ 12 ORIGEN Y RECOLECCIN DE RESIDUOS................................................ 13 Origen de los residuos............................................................................... 14 Almacenamiento de los residuos............................................................... 15 Cantidad de residuos................................................................................. 15 Calidad de residuos................................................................................... 16 Pretratamiento de los residuos .................................................................. 17 Relacin carbono nitrgeno C/N................................................................ 17 CARACTERISTICAS DEL BIODIGESTOR .................................................. 17 Temperatura.............................................................................................. 18 Mtodo de carga ....................................................................................... 18 Tiempo de retencin.................................................................................. 18 pH ............................................................................................................. 20 Tipo de biodigestores ................................................................................ 20 PRODUCCIN Y CONDUCCIN DE BIOGS............................................ 24 UTILIZACIN DEL BIOGS......................................................................... 27 Generacin de electricidad........................................................................ 28 Combustin directa ................................................................................... 29 Consumo................................................................................................... 30 UTILIZACIN Y ALMACENAMIENTO DE EFLUENTE ................................ 30 REQUERIMIENTOS.................................................................................... 32 CLCULO DE LA CANTIDAD DE RESIDUOS ORGNICOS ..................... 33

SEGUNDA PARTE: CONDICIONES DE DISEO Y SELECCIN ....................... 32

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2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10

ESTIRCOL ................................................................................................. 34 ORN ............................................................................................................ 34 MATERIA PRIMA PARA CARGA ................................................................. 34 SLIDOS TOTALES .................................................................................... 35 SLIDOS TOTALES .................................................................................... 35 MASA DE AGUA PARA MEZCLA ................................................................ 35 CARGA ........................................................................................................ 36 CLCULO DEL TIEMPO DE RETENCIN .................................................. 36 VOLUMEN DEL DIGESTOR ........................................................................ 36 CLCULO DE LA POSIBLE PRODUCCIN DE BIOGS ........................... 37

TERCERA PARTE: OPERACIN Y MANTENIMIENTO DE UN SISTEMA DE BIOGS ................................................................................................................. 38 1 1.1 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 1.1.6 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 2 3 GARANTA DE CALIDAD............................................................................ 38 DE LA MATERIA PRIMA .............................................................................. 39 Patgenos ................................................................................................. 39 Parsitos ................................................................................................... 39 Bacterias patgenas.................................................................................. 40 Virus.......................................................................................................... 40 Prcticas que disminuyen el contenido de slidos..................................... 40 Prcticas para incrementar concentracin de slidos ................................ 41 RECOMENDACIONES PARA EL SISTEMA ................................................ 41 Limpieza.................................................................................................... 43 Lneas de conduccin................................................................................ 43 Limpieza del gas ....................................................................................... 44 RIESGOS EN LA OPERACIN................................................................... 44 CONDICIONES ESPECIALES .................................................................... 45

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ....................................................................... 47

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LISTA DE TABLAS

Tabla 1 - Composicin del biogs ........................................................................9 Tabla 2 - Tiempo de retencin en das reportado por varias fuentes.................. 19 Tabla 3 - Resumen de caractersticas de algunos tipos de biodigestores .......... 24 Tabla 4 - Opciones de uso potencial del gas2 .................................................... 28 Tabla 5 - Utilizacin y consumo de biogs ......................................................... 30 Tabla 6 - Valores y caractersticas del estircol de algunos animales ................33 Tabla 7 - Valores y caractersticas de algunos desechos vegetales................... 33 Tabla 8 - Valores de pH para la Produccin del Biogs .....................................42 Tabla 9 - Dimetro de tuberas de conduccin de biogs................................... 44

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Componentes de un sistema de biogs ............................................. 13 Figura 2 - Tiempo de retencin en funcin de la temperatura ............................ 19 Figura 3 - Digestor de estructura slida fija, tanque cilndrico. ...........................21 Figura 4 - Digestor de estructura slida mvil. ................................................... 22 Figura 5 - Digestor de baln de plstico. ............................................................ 22 Figura 6 - Esquema tpico de una lnea de conduccin de gas ..........................26 Figura 7 - Vlvulas para gas. ............................................................................. 26 Figura 8 - Accesorios para la purificacin de gas. .............................................. 27

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TTULO GUA PARA LA IMPLEMENTACIN DE SISTEMAS DE PRODUCCIN DE BIOGS

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PRIMERA PARTE: ASPECTOS TCNICOS 1 OBJETO

El objetivo principal de esta gua es proveer informacin tcnica bsica para la implantacin y uso de sistemas de produccin de biogs en instalaciones agropecuarias en Colombia.

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REFERENCIAS NORMATIVAS

No se han encontrado normas tcnicas relacionadas con este tema.

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DEFINICIONES

3.1 Biogs. Es la mezcla de gas producido por bacterias metanognicas que transforman material biodegradable en condiciones anaerobias. Est compuesto de 60 a 80% de metano, 30 a 40% de dixido de carbono y trazas de otros gases, como nitrgeno, cido sulfhdrico, monxido de carbono e hidrgeno. El biogs tiene un poder calorfico entre 4500 y 6500 kcal/ m3. Tabla 1 - Composicin del biogsComponente Metano Gas Carbnico Hidrgeno Nitrgeno Monxido de Carbono Oxgeno cido Sulfhdrico Vapor de agua Caractersticas del Metano Densidad Solubilidad en agua Presin crtica Temperatura crtica Poder calorfico 1,09 kg/m3 Baja 673.1 Psia* 82,5C* 4500 a 6500 kcal/ m3 Porcentaje 60 80 30 40 5 - 10 1-2 0 - 1.5 0,1 0-1 0,3

3.2 Carga del digestor. Esta indica el volumen de biomasa que se alimenta al sistema o el material que debe ser procesado y la frecuencia. Las plantas de biogs domsticas y de pequeas granjas se alimentan con cargas de hasta 1,5 m3/da. Las plantas con cargas mayores pueden requerir control de temperatura y agitacin mecnica. 3.3 Contenido total de slidos. Usualmente expresado en porcentaje, indica la fraccin del peso total del slidos orgnicos en la mezcla acuosa. 3.4 Demanda bioqumica de oxgeno (DBO). Es la medida del oxigeno requerido por las bacterias para la oxidacin de la materia orgnica presente en las aguas. 3.5 Digestin anaerobia. Es oxidacin de la materia orgnica y transformacin en gas y lodos, en ausencia de aire, que se realiza en la naturaleza como parte de la cadena alimenticia de ciertos microorganismos (bacterias anaerobias). El gas resultante en este proceso se conoce como biogs. El proceso de digestin tiene lugar en un digestor sellado el cual crea las condiciones ideales para que las bacterias metanognicas fermenten el material orgnico en condiciones libres de oxigeno. Durante este proceso el 30 a 60% de la materia orgnica es convertida en biogs. 9



3.6 Digestin Psicroflica. Es la digestin anaerobia que se realiza a temperaturas entre 10C y 20 C. A estas temperaturas la carga debe permanecer en el digestor ms de 100 das. 3.7 Digestin Mesoflica. Es la digestin anaerobia que se realiza a temperaturas entre 30C y 35C. La carga debe permanece en el digestor 15 a 30 das. Este tipo de proceso tiende a ser ms confiable y tolerante que el proceso termoflico, pero la produccin de gas es menor y se requieren digestores de gran tamao. 3.8 Digestin Termoflica. Es la digestin anaerobia que se realiza a temperaturas mayores de 55C y el tiempo de residencia es debe ser de 12 a 14 das. Estos sistemas ofrecen una produccin de metano ms alta, caudales ms rpidos, mejor eliminacin de patgenos y virus. Estos sistemas requieren tecnologa ms costosa, consumen ms energa y requieren mayor asistencia y monitoreo. 3.9 Efluente. Subproducto de la digestin anaerobia el cual es una solucin orgnica estabilizada que puede ser utilizada como fertilizante, para riego y piscicultura. 3.10 Estircol lquido. Es el orn de los animales que tiene un contenido de slidos de menos de 3%. El orn se lava utilizando agua fresca o reciclada. Estos residuos tambin pueden utilizarse para la obtencin de biogs en climas clidos. 3.11 Estircol. Son las heces fecales de los animales. En general el estircol posee un contenido de slidos de 8% a 25%, dependiendo del tipo de animal. Este puede ser mezclado con agua para ser alimentado al digestor en relacin de 10 a 1. 3.12 Grado de digestin. Este indica cunto gas se obtiene en comparacin con la produccin potencial. La diferencia con el 100% indica qu cantidad de materia orgnica no ha sido procesada. En plantas de biogs sencillas, el grado de digestin alcanza alrededor del 50%. Esto significa que la mitad de residuos orgnicos queda sin aprovechar y salen como fertilizantes en el efluente. 3.13 Masa de agua. Cantidad de agua necesaria para mezclar con la materia prima con el fin de obtener la carga diaria al digestor, en las condiciones de mezcla de 10 partes de agua por 1 de slidos orgnicos. 3.14 Masa orgnica seca (SO). Es el contenido de materia orgnica de un estircol expresado como masa orgnica seca. Para el proceso de digestin son importantes slo los componentes orgnicos o voltiles de los residuos orgnicos, por lo tanto se trabaja solamente con la parte orgnica del estircol. 3.15 Materia prima. Es la totalidad de residuos orgnicos que pueden recolectarse y que pueden ser utilizados para cargar el biodigestor. Esta gua utiliza los trminos residuos orgnicos y materia prima para destacar la importancia de considerar este material como un recurso renovable (biomasa).

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3.16 Niveles de Amoniaco. Concentracin de iones NH4 en la mezcla acuosa (agua ms estircol) utilizada para cargar el biodigestor, este parmetro cobra importancia cuando se utilizan determinados materiales que contienen un alto porcentaje de nitrgeno, como es el caso del estircol de aves, el cual acidifica la carga del biodigestor e inhibe el proceso de gasificacin. 3.17 pH. Concentracin de iones hidrgeno (H+) o hidrxidos (OH+) que determinan la acidez o basicidad de una sustancia. El pH se mide de 0 a 14 siendo 7 una solucin neutra, de 0 a menor de 7 cida y mayor de 7 a 14 bsica. La concentracin de CO2 en la carga, la concentracin de cidos voltiles y la propia alcalinidad de la materia prima hacen variar el pH del biodigestor. 3.18 Potencial de produccin de biogs. Se refiere al volumen de gas tericamente obtenible de una materia prima, en funcin de la produccin especfica y de la cantidad disponible de materia orgnica seca. Aunque el producido no puede juzgarse independientemente de otras variables del proceso. 3.19 Produccin especfica de gas. Es la cantidad de gas medido en m3 que se obtiene de un biodigestor por unidad de masa orgnica seca alimentada al mismo. En la prctica ella indica la produccin de gas que se obtiene de una determinada materia prima durante un tiempo de retencin dado y a la temperatura de operacin del digestor. 3.20 Relacin carbono nitrgeno: Proporcin entre el carbono y nitrgeno presentes en la mezcla de carga. La literatura reporta que la relacin Carbono/Nitrgeno est ligada directamente a la produccin, entre mayor sea esta relacin y su ajuste al intervalo recomendado (20 a 30 partes de carbono por una de nitrgeno) mayor ser la produccin de gas por unidad de materia til. Esta es una de las razones por las cuales el estircol animal constituye la materia prima de mayor difusin. 3.21 Slidos totales (ST): Es el contenido de slidos totales presentes en un estircol, orn o material orgnico que se alimenta a un biodigestor, se expresa en porcentaje o peso de slidos secos. 3.22 Tiempo de retencin (TR). Es el lapso (en das) durante el cual la carga alimentada permanece en el digestor y es el tiempo necesario para la digestin del material orgnico a la temperatura de operacin del digestor. El TR es inversamente proporcional a la temperatura.

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TECNOLOGA DE PRODUCCIN DE BIOGS

Esta tecnologa permite producir biogs y fertilizante lquido, mediante el tratamiento de desechos orgnicos, por el proceso de digestin anaerobia. 4.1 GENERALIDADES DEL PROCESO Inicialmente la carga (residuos orgnicos previamente recolectados y tratados) se adiciona al digestor por medio de un tanque de carga. La digestin anaerobia tiene lugar en el digestor (tanque sellado) el cual crea las condiciones ideales para que las bacterias fermenten el material orgnico en condiciones libres de oxigeno. Es posible que el digestor necesite de calentamiento y de agitacin para lograr dichas condiciones y para que de esta manera las bacterias conviertan la materia orgnica en biogs. Durante este proceso entre el 30 y 60% de los residuos orgnicos se convierten en biogs. El biogs producido es atrapado en la parte superior del digestor y es removido dejando una tubera por la cual sale el gas colectado. Se utiliza un medidor de gas para monitorear el flujo de gas. Algunas veces se necesita un lavador de gases para limpiar componentes corrosivos contenidos en el biogs como el cido sulfhdrico. Ya que el espacio de almacenamiento de gas es limitado (Volumen bajo la cubierta), se utiliza un regulador de presin que controla el exceso de presin desde la cubierta. El biogs caliente se enfra a medida que viaja a travs de la tubera y que el vapor de agua en el gas se condensa. Un drenaje remueve el condensado producido. Cuando la produccin de biogs es continua este puede ser almacenado en un tanque, donde se recomienda su recoleccin y/o combustin; el biogs se utiliza para generar calor o electricidad o ambos. Otro subproducto de este sistema es el efluente, el cual se puede almacenar para ser utilizado como agua para riego o fertilizante lquido. Como se presenta en la Figura 1, un sistema de biogs se compone de los siguientes subsistemas: Sistema de recoleccin de residuos Digestor Sistema de almacenamiento del efluente Sistema de conduccin de biogs Equipos o sistemas de utilizacin del biogs

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TRANSPORTE DE BIOGS

UTILIZACIN DE BIOGS

BIOGSBIOMASA EFLUENTE RECOLECCIN DE RESIDUOS

BIODIGESTOR

ALMACENAMIENTO DE EFLUENTE

Figura 1 - Componentes de un sistema de biogs 4.2 ORIGEN Y RECOLECCIN DE RESIDUOS1 Las instalaciones agropecuarias deben utilizar sistemas de manejo de residuos para su recoleccin y almacenamiento por restricciones de tipo sanitario, ambiental, y operacional. Estos residuos pueden ser lquidos, semislidos o slidos y deben ser acondicionados antes de iniciar el proceso de produccin de biogs, para lograr las mejores condiciones de la carga y permitir as el desarrollo y la accin de las bacterias. La preparacin previa a que se someten los materiales depende de su naturaleza. El tamao de las instalaciones es un indicador primario de s la recuperacin de biogs ser econmicamente factible. Las instalaciones grandes generalmente producen suficientes residuos, de manera continua, para mantener un proyecto de biogs. Dichas fincas tienen rendimientos de biogs predecibles y disponibles para utilizar como energa, en cualquier poca. Aunque debe anotarse que el criterio de tamao no es absoluto, algunas fincas pequeas tambin pueden realizar exitosamente proyectos de recuperacin de biogs. La utilidad y costos de un biodigestor se deben evaluar por la produccin de biogs y los dems beneficios, tales como: el tratamiento de aguas, la disposicin de desechos y la disponibilidad de agua para riego y fertilizante lquido.

Adaptado de: A Manual For Developing Biogs Systems at Commercial Farms in the United States, AgStar Handbook, First edition, EPA, US, Julio 1997, Chapter 2.

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La produccin de biogs se adapta mejor en fincas que recolectan residuos lquidos o semi slidos los cuales tienen poca o ninguna disposicin. Esto hace que las condiciones para recolectar los residuos aseguren una alimentacin continua al digestor y una produccin de gas tambin continua. 4.2.1 Origen de los residuos

Los residuos orgnicos que se pueden encontrar en granjas o fincas pueden provenir de las siguientes fuentes: a) Animales: Estircol y orn de ganado (vacuno, porcino, equino, etc.), gallinaza b) Residuos del procesamiento de vegetales c) Otros materiales, cuya composicin debe ser evaluada ya que pueden afectar el funcionamiento del sistema. Una evaluacin ambiental debe identificar el impacto de la utilizacin de las diferentes materias primas, las cuales pueden ser: Residuos industriales orgnicos: de industrias de bebidas (Cerveceras), de industrias pisccolas, de industrias de papel y textiles (Arcilla blanqueadora), de industrias lcteas (Suero lcteo), de hatos (elaboracin de queso y yoghurt). Residuos de semillas oleaginosas Excrementos humanos

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Es importante saber que las sustancias txicas presentes en las materias primas deben ser mnimas, y que ciertos materiales no deben ser cargados al digestor ya que daan el proceso, estos incluyen: Materiales txicos que inhiben la digestin (ej. amonio, residuos de pesticidas, metales pesados, aceites y grasas). Los residuos deben estar libres de slidos y otros materiales como arena, rocas y piedras. Algunos materiales slidos como el aserrn o la paja muchas veces se mezclan con los residuos. La aglutinacin de slidos bloquea las tuberas del digestor y obstaculiza la operacin. Solamente una pequea cantidad de slidos es tolerada por la mayora de digestores y en muchos casos se debe eliminar o reducir la adicin de slidos a los digestores, mediante la construccin de un sedimentador antes del ingreso de la materia prima. Otros materiales como residuos medicinales (Antibiticos) detergentes, cidos o bases, sustancias con elementos halgenos, etc., pueden ser nocivos para la accin de las bacterias anaerobias, aunque estos materiales no han sido un problema en digestores a gran escala. No se han determinado limites para 14

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estos componentes, por lo que se debe evitar que este tipo de sustancias se aadan a los residuos conque se carga el digestor. 4.2.2 Almacenamiento de los residuos

La materia prima puede ser almacenada cerca al digestor o en otro sitio, aunque la necesidad de minimizar el transporte afectar la decisin de ubicar el punto de almacenamiento o el biodigestor. Los residuos orgnicos necesitan instalaciones de almacenamiento apropiadas, las cuales deben planearse de acuerdo a las condiciones y regulaciones ambientales, de higiene y seguridad. Generalmente, muchas instalaciones agrcolas o pecuarias recolectan los residuos en un solo punto de almacenamiento. Estas instalaciones que recolectan y entregan los residuos en un punto en comn cada da o cada tercer da son las mejores candidatas para implementar la tecnologa de produccin de biogs. El punto en comn puede ser una laguna, piscina, pila, tanque (para reducir el escape de olores) u otra estructura similar. Para esto, se deben tener en cuenta las siguientes recomendaciones: a) Recolectar residuos en un solo punto hace ms fcil cargar el digestor. En este punto, los residuos pueden ser mezclados con agua y homogeneizados antes de que entren al digestor. b) Si la instalacin no tiene un punto en comn de recoleccin, se debe evaluar la posibilidad de unir los puntos de produccin o de recoleccin. Si hay dos o tres puntos de produccin o de recoleccin de importancia, puede ser posible utilizar ms de un biodigestor. 4.2.3 Cantidad de residuos

El principal propsito del manejo y control de la carga al digestor es maximizar la calidad y cantidad de los productos, y por lo tanto de los beneficios ambientales y econmicos de esta. Dependiendo del producto que se desee obtener se afectar el criterio de calidad de la materia prima. a) Cualquiera que sea el producto que se necesite, biogs o efluente, los otros sern afectados. Se debe realizar un balance ya que el sistema podr ser viable solamente si se aprovechan todos los productos del biodigestor. b) Aunque existen muchos factores que influyen en la produccin de biogs a partir de residuos orgnicos, la cantidad y calidad de los residuos recolectados determina la cantidad de biogs a ser producido. La cantidad de residuos producidos en las instalaciones est directamente relacionada al nmero de animales que en ellas se encuentren, sin embargo, se tiene una mayor produccin de biogs, si los residuos son frescos y se alimentan al biodigestor 15



con regularidad, con una cantidad mnima de contaminantes. De acuerdo a esto, la cantidad de animales (ganado vacuno, porcino, etc.) que existan en una instalacin constituye el indicador de la potencial produccin de biogs. La cantidad de animales y la proporcin de residuos recolectados se utiliza para indicar qu otros detalles tcnicos deben tenerse en cuenta. c) Adems del nmero mnimo de animales (2 3) productores de residuos (vacas, cerdos, caballos, etc.), las instalaciones deben mantener esta poblacin relativamente constante en el ao, lo cual asegurar que una cantidad consistente de materia orgnica este disponible, de lo contrario, las bacterias morirn de inanicin. La cantidad de residuos recolectados es crtica para el funcionamiento del digestor. Si la cantidad de residuos producidos diariamente es mayor que la capacidad de diseo se reducir el tiempo de retencin disminuyendo la produccin de biogs y si es menor la poblacin bacteriana disminuir por la falta de alimento.d)

Para maximizar la produccin de biogs, los factores clave sern el contenido de material orgnico y el contenido total de slidos de la mezcla de carga. El contenido total de slidos depende del tipo de animal que produce el residuo y de la estrategia de manejo de residuos. La fisiologa del animal y el rgimen alimentario determina el porcentaje de slidos orgnicos. El estircol puede tener un contenido total de slidos de 8 a 25%, dependiendo del tipo de animal. Adicionar agua fresca, agua residual o inyectar agua reciclada disminuye el contenido total de slidos, de los residuos recolectados, hasta valores inferiores al 10%, que es lo deseable.

e) Las instalaciones que recolectan residuos lquidos o semi slidos son las mejores candidatas para proyectos de produccin de biogs. f) Para las instalaciones que manejan residuos slidos con bajos contenidos de agua o humedad y de difcil disolucin en agua, no es posible adaptar esta tecnologa. Estas necesitarn incorporar otros sistemas de manejo de residuos; deben considerarse otras opciones de manejo de residuos como el compostaje. Calidad de residuos

4.2.4 -

La calidad de la materia prima en trminos del rendimiento del gas depender en parte de su frescura: entre ms fresca sea, el rendimiento del gas ser mayor y tendr menor peligro de acidificarse. Las materias primas cidas o bsicas pueden inhibir o incluso daar las bacterias en el digestor. Si bien la digestin anaerobia es un proceso complejo y largo, el cual puede ajustarse a pequeos cambios, los cambios drsticos de materia prima deben evitarse y se debe tener cuidado en realizar la mezcla con las cantidades de agua recomendadas. 16

-



-

El carbono y nitrgeno presentes en la mezcla de carga debe estar entre 20 y 30; es decir 20 a 30 partes de carbono por una de nitrgeno. Pretratamiento de los residuos

4.2.5

Las diferentes clases de materia prima requerirn de tratamiento diferentes, dependiendo de la consistencia de dicha materia prima (que tan slida o lquida es). Ejemplos de pretratamiento incluyen: Adicin de agua hasta lograr una relacin de 10 partes de agua por una parte de slidos presentes en los residuos o en la mezcla de carga. Separacin de slidos inertes y materiales extraos, como ladrillo, arena, gravas, troncos, etc. Acondicionar los residuos vegetales tales como pasto, paja, hojas, tamo, mediante un proceso de corte o picado fino, molienda, maceracin, etc. Los equipos para esto pueden ser costosos. Mezcla y homogenizacin de residuos y calentamiento. Relacin carbono nitrgeno C/N

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4.2.6

Si la relacin C/N es alta, el nitrgeno ser consumido rpidamente por las bacterias metanognicas para formar protenas y no reaccionar con el material restante, por tanto la produccin de gas ser alta. De otra parte, si dicha relacin es muy baja, es decir, donde el nitrgeno sea abundante, el nitrgeno ser liberado y acumulado en forma de amoniaco, el cual incrementara el pH de la carga en el digestor. Un pH mayor que 8.5 comenzar a mostrar efectos txicos en la poblacin de bacterias metanognicas. Los materiales con una relacin C/N alta pueden mezclarse con aquellos de baja relacin C/N para dar la relacin promedio deseada a la carga, que es de 20 a 30 partes de carbono por una de nitrgeno. 4.3 CARACTERISTICAS DEL BIODIGESTOR El digestor es el componente del sistema de biogs que optimiza naturalmente el crecimiento y proliferacin de un grupo de bacterias anaerobias que descomponen y tratan los residuos dejando como subproducto gas combustible y un efluente liquido rico en nutrientes y materia orgnica estabilizada. Basados en limitaciones externas como inversin, eficiencia del tratamiento, rendimiento de la energa neta y rendimiento de las operaciones, el rango de las tecnologas disponibles vara desde los sistemas muy rudimentarios hasta los ms sofisticados tanto a escala domstica como a escala comercial. La eleccin de cual 17



digestor utilizar, esta condicionada inicialmente por la temperatura y las caractersticas del sistema de manejo de residuos existente o que se planee instalar el cual determina el mtodo de carga del digestor. 4.3.1 Temperatura

La temperatura es uno de los principales factores que afectan el crecimiento de las bacterias responsables de la produccin de biogs. La produccin de biogs puede ocurrir en cualquier sitio que se encuentre en el rango de temperatura de 4 C a 68 C. A medida que la temperatura aumenta, la tasa de produccin de gas tambin se incrementa, y por ende disminuye el tiempo de retencin de la materia orgnica dentro del digestor. En algunos casos se hace necesario implementar un sistema de calor suplementario para mejorar el rendimiento del proceso. 4.3.2 Mtodo de carga

El no cargar un digestor por una semana puede conducir a una prdida en la produccin de biogs. Ms importante an es que el cargar el digestor en intervalos irregulares puede interrumpir el proceso biolgico y causar que el sistema trabaje ineficientemente o hasta detenerlo completamente. Por lo tanto, muchos digestores son diseados para ser cargados diariamente. Con cargas continuas y descargas de material del sistema, las bacterias trabajan eficientemente y se procesan grandes cantidades de residuos. La recoleccin diaria de residuos es tambin eficiente en trminos de conservar los valores de nutrientes del residuo y preservar su potencial produccin de gas. Cualquier descomposicin de material orgnico fuera del digestor reducir la produccin de biogs, por lo tanto, es mejor cargar residuos frescos al digestor. Si no se recolectan diariamente residuos, debe considerarse la opcin de convertirse a esta prctica. 4.3.3 Tiempo de retencin

Esta variable depende de la temperatura ambiente y junto con la carga del digestor determinan las dimensiones del sistema. La Figura 2 presenta el tiempo de retencin en das en funcin de la temperatura ambiente. Es importante resaltar que no existe un criterio unificado para obtener el tiempo de retencin, por tanto fue necesario realizar un ejercicio de simulacin de la variacin del tiempo de retencin, con los datos de temperatura reportados por varias fuentes. La distribucin de estos datos genera una curva cuya tendencia logartmica permite obtener el valor aproximado de los das de retencin necesarios para que el proceso sea completo en un biodigestor para una temperatura establecida. Ntese que el coeficiente de correlacin entre la temperatura y el tiempo de retencin es de 0.88, 18



el cual aunque no es el optimo, permite obtener tiempos de retencin con mayor precisin que con los datos que reporta la literatura de manera independiente en la Tabla 2. Tabla 2 - Tiempo de retencin en das reportado por varias fuentesTemperatura C 5 10 15 20 25 26 30 35 40 45 50 55 60 BRITISH BIOGEN ND ND ND ND ND ND 30 15 ND ND 14 12 ND EPA ND ND ND ND ND ND ND 20 15 ND ND ND ND GTZ ND 100 ND 40 ND ND ND 20 ND ND 8 ND ND IIT ND ND ND ND ND 30 ND ND ND ND ND ND ND CIPAV ND ND ND ND 50 ND 40 30 ND ND ND ND ND CONICIT ND ND ND ND ND ND 30 20 ND ND ND ND ND

100 TR = -51,227Ln(T) + 206,72 R 2 = 0,8817

80 Das de retencin

60

40

20

0 0 10 20 30 Temperatura C 40 50 60

Figura 2 - Tiempo de retencin en funcin de la temperatura2

2

AENE Consultora S.A, Febrero 2003

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4.3.4

pH

El pH de la materia prima indica si el proceso de digestin se lleva a cabo en condiciones adecuadas. Las bacterias responsables del mecanismo de produccin de biogs son altamente sensibles a cambios en el pH, permiten un rango de variacin entre 6 y 8 unidades de pH, teniendo como ptimo un pH de 7 a 7,2. 4.3.5 Tipo de biodigestores

De acuerdo al mtodo de carga utilizado se distinguen dos tipos genricos de biodigestores: a) Biodigestores de flujo discontinuo: Se cargan una vez y quedan cerrados por un tiempo fijo de retencin hasta que haya terminado el proceso de fermentacin y no haya produccin de gas. En esas plantas al comienzo hay mucha masa orgnica y pocas bacterias y al final tienen muchas bacterias y poca masa orgnica. La operacin involucra principalmente cargar un biodigestor que permanecer cerrado con sustrato, un inoculante y en algunos casos, una base para mantener el pH casi neutral. El digestor es sellado, y la fermentacin se realiza entre 30 y 180 das, dependiendo de la temperatura ambiente. Durante este perodo, la produccin de gas aumenta paulatinamente hasta un mximo y luego declina. Esta fermentacin se puede realizar con un contenido de slidos orgnicos de 6 a 10%. b) Digestores de flujo continuo3: Los digestores de flujo continuo son cargados y descargados en forma peridica, por lo general todos los das. Cualquier tipo de construccin es apropiada para una planta continua, pero el material de fermentacin debe ser fluido y uniforme. Existen muchos diseos y formas segn su estructura, entre los cuales pueden citarse, como los de mayor uso, tres tipos: de estructura slida fija, de estructura slida mvil y de baln de plstico. a) De estructura slida fija. Consiste de una cmara de gas construida de ladrillos, piedra o concreto la cual permanece inmvil y fija. Tanto el tope como la base del reactor son semiesfericos y estn unidos por lados rectos. La estructura interna es sellada por varias capas para aislar el gas. El digestor es alimentado por un tubo de carga que es recto y finaliza en la mitad de nivel dentro del digestor. Hay un tapn manual en la parte superior del digestor para facilitar su limpieza, y el conducto de salida del gas sale de la cubierta. El gas producido durante el proceso es almacenado bajo el domo y desplaza algunos de los contenidos del digestor a la cmara del efluente. Esto crea fuerzas

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Adaptado de: Marchaim, Uri; Biogas Processes for sustainable development; FAO; 1992

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estructurales altas y esta es la razn por la cual el reactor tiene formas semiesfericas en el tope y en la base. Se recomienda que la construccin sea bajo tierra en suelos estables y firmes. Es el tipo de digestor ms comn en pases en va de desarrollo.Entrada Carga Descarga

Salida efluente

Figura 3 - Digestor de estructura slida fija, tanque cilndrico. b) Digestor de estructura slida mvil. Este digestor es en forma de bveda esfrica (o cilndrica) y tiene un depsito de gas mvil en forma de campana flotante. La campana puede flotar directamente en la carga de fermentacin o en un anillo de agua cilndrico. El gas se acumula en la campana, hacindola subir y luego vuelve a bajar cuando se extrae el gas a travs de un tubo instalado en la campana misma. Para evitar que la campana se ladee, se construye un soporte de hierro como gua. La campana adems de subir y bajar, es libre de girar, as puede mover la capa que eventualmente pueda flotar en la superficie de la carga de fermentacin Para su construccin se usa comnmente ladrillos, cemento, arena y grava; para la campana flotante, lmina de acero.

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Salida de Biogs

Gua Central

Tanque de Carga

Tanque de descarga

Ducto de Entrada

Figura 4 - Digestor de estructura slida mvil. c) De baln de plstico. Est compuesto de una bolsa de plstico, caucho, polietileno o geomembrana de PVC, completamente sellada. La parte inferior de la bolsa (75% de volumen) se rellena con la carga, mientras en la parte superior de la bolsa (25%) se almacena el gas. Los tubos de entrada y salida estn sujetos directamente a la pared de la bolsa. Aunque este digestor acta como un reactor de tapn de flujo, el gas puede almacenarse en una bolsa separada. El material plstico o de caucho para la planta, tiene que ser elegido con cuidado: resistente a la intemperie y a los rayos ultravioleta. Se puede recomendar para todos aquellos sitios donde no haya peligro de que se dae la pared de la bolsa y donde predominen temperaturas altas y constantes.

Salida de Biogs

Entrada de Carga GAS

Salida de Efluente

CARGA

Figura 5 - Digestor de baln de plstico. 22



Existen otros tipos de digestores desarrollados recientemente y en proceso de investigacin entre los cuales pueden nombrarse los de Filtro Anaerbico, Reactor de deflector anaerbico, Procesos de contacto Anaerbico, Digestores tubulares inclinados, etc., entre los cuales vale la pena mencionar: a) De tapn de flujo: A pesar de ser similar al digestor de baln de plstico, es construido con diferentes materiales y clasificado separadamente. Consiste de una zanja construida con concreto o con una membrana impermeable. El digestor se cubre con una cubierta flexible anclada al suelo, al concreto o al acero galvanizado. Estos tanques especiales son rectangulares y tratan residuos que contengan de 11% a 13% total de slidos. b) De mezcla completa. Son tanques especiales, construidos sobre o bajo tierra, que tratan residuos orgnicos cuya concentracin de slidos est en un rango de 3 a 10%. Aparte de los digestores de flujo discontinuo, todos los diseos discutidos se conocen como sistemas de crecimiento suspendido y cuando no hay reciclaje de slidos, el tiempo de retencin es igual al tiempo de retencin de los slidos biolgicos. La Tabla 3 resume las caractersticas de los digestores ms utilizados, y la cual puede ser servir de gua para la seleccin del digestor ms adecuado para cada caso particular de acuerdo con los residuos disponibles, y el monto de la inversin requerida.

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Tabla 3 - Resumen de caractersticas de algunos tipos de biodigestores4Caractersticas Cmara de digestin Nivel de tecnologa Presin del gas De estructura slida fija Esfrica / bajo tierra Madura No constante De estructura slida mvil Esfrica/Semiesfrica Madura Constante De baln de plstico Semiesfrica Madura Muy baja presin de gas, es necesario aumentar la presin con sobrepeso Todos los climas 5 aos Bajos costos de construccin Fcil transporte e instalacin Construccin horizontal y plana que favorece en los lugares con alto nivel fretico

Localizacin ptima Vida til Ventajas*

Todos los climas 20 aos Bajos costos de construccin. No posee partes mviles No posee partes metlicas que puedan oxidarse No tiene partes expuestas, por eso est protegido contra bajas temperaturas

Todos los climas 20 aos Manejo fcil El gas almacenado es visible a travs del nivel de la campana

Desventajas*

La presin puede ser muy alta, por eso la cpula tiene que ser cuidadosamente sellada; porosidades y grietas pueden afectar la planta.

Alto costo de construccin de la campana En la mayora de los casos, la campana es metlica y por eso sujeta a corrosin. Ms costos de mantenimiento causado por trabajo de pintura.

El material plstico est sujeto a daos y tiene que ser protegido.

4.4 PRODUCCIN Y CONDUCCIN5 DE BIOGS El sistema de conduccin de gas remueve el biogs desde el digestor y lo transporta hacia su uso final. Este sistema puede incluir: tubera, bomba de gas o turbina, medidor de gas, regulador de presin y evacuadores del condensado, en caso de ser requeridos. En la Figura 6 se presenta una lnea de conduccin para una instalacin tpica, sus dimensiones dependen de lo siguiente: - Del flujo de gas que se desea transportar - De la distancia existente entre la planta y el lugar de uso. Estas dos variables se utilizan para fijar el dimetro de tubera adecuada a los deseos del consumidor y a las caractersticas del diseo. Las plantas de Biogs utilizan casi siempre manguera o tubera de polietileno, PVC6, debido a que estos materiales no son afectados por la accin del cido sulfhdrico. La lnea de conduccin de gas ir preferiblemente enterrada o recubierta para evitar el deterioro (cristalizacin) por la luz solar. De lo contrario, se colocar elevada para evitar daos fsicos causados por personas o animales.

4 5

Difusin de la tecnologa del biogs en Colombia, GTZ 1987

Instituto de investigaciones tecnolgicas; PLANTAS DE BIOGS: DISEO, CONSTRUCCIN Y OPERACIN; Bogot; 19906

La norma NTC 1746 especifica los materiales aceptados para el transporte de gas.

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Una lnea de biogs debe ir provista de los siguientes accesorios, cuya localizacin e instalacin se pueden ver en la Figura 6, Figura 7 y Figura 8, estas figuras dan una idea aproximada de los accesorios requeridos para realizar estas operaciones y de su colocacin en la lnea. a) Vlvulas: se utilizan mnimo dos vlvulas para gas (Figura 7). La primera o principal ir instalada inmediatamente despus del almacenamiento del biogs, al comienzo de la conduccin y sobre el niple de salida. La segunda se monta al final de la lnea, en el lugar de uso. Estas vlvulas, cuyo tamao debe ser compatible con el dimetro de la tubera, debern estar construidas en acero inoxidable, polietileno o PVC6 para evitar la corrosin por el cido sulfhdrico. b) Trampas de cido sulfhdrico. Estn constituidas por un recipiente relleno con material de hierro finamente dividido formando un lecho poroso a travs del cual debe circular el gas, para que el H2S reaccione con el metal y se deposite en el lecho. La condicin de porosidad se alcanza utilizando como relleno virutas de hierro o esponjillas metlicas de cocina. Estos materiales tienen la ventaja de ser de bajo costo y de oponer poca resistencia al flujo de gas, aspecto importante en razn de las bajas presiones que se manejan en este tipo de sistemas. La forma del recipiente y las caractersticas del material utilizado para su construccin dependen del gusto del propietario de la planta. El nico requisito es el de que sean completamente hermticos para evitar fugas de gas. c) Trampas de llama: La trampa de cido sulfhdrico acta tambin como trampa de llama no solo por la presencia del relleno sino por el mayor dimetro del recipiente con relacin a la lnea de conduccin. d) Trampas de agua. El agua arrastrada por el gas se separa cuando la corriente encuentra en su trayectoria una expansin brusca y una contraccin posterior. Para lograr este propsito ser suficiente instalar sobre la lnea un accesorio idntico a las trampas de sulfhdrico, con la diferencia de que no se necesitar el relleno de material de hierro. Las trampas estn provistas de un grifo de purga por donde se debe evacuar peridicamente el agua depositada en el fondo. Es posible encontrar varios tipos de trampas y materiales de construccin, entre ellas: Rectangulares construidas en hierro o en acero, pintadas con el mismo material empleado en el terminado y proteccin de la campana. Cilndricas, en acero. Estas se construyen a partir de secciones de tubera estndar de 2 o ms. Al igual que las anteriores, requieren de pintura interior y exterior para protegerlas de la corrosin. Cilndricas en PVC, polietileno o caucho6. Se construyen tambin a partir de tuberas estndar o se arman utilizando los accesorios disponibles en el

-

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mercado. No requieren pintura protectora pero deben en lo posible no exponerse a los rayos del sol.Tanque de Almacenamiento de Gas Recoleccin de Residuos Trampa de Agua Trampa de cido y Llamas

Biodigestor

Vlvula de Gas Lnea de Conduccin Grifos de Purga Almacenamiento de Efluentes

Generacin Elctrica, Combustin Directa Vlvula de Gas

Figura 6 - Esquema tpico de una lnea de conduccin de gasTubera

Abrazadera Tubera

Vlvula de esfera

Tubera

Figura 7 - Vlvulas para gas.

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Gas Abrazadera

Reduccin Accesorio Relleno de viruta de hierro o esponjilla metlica Reduccin Grifo para purga Manguera

Gas

Grifo de purga

Figura 8 - Accesorios para la purificacin de gas. 4.5 UTILIZACIN DEL BIOGS7 El propsito de esta seccin es determinar cmo se utilizar el biogs en la finca. Se presentan algunos factores importantes a ser considerados para determinar una opcin de utilizacin de biogs y se describen las opciones potenciales de uso del gas. Existen algunos factores importantes que se consideran cuando se selecciona una opcin de utilizacin del biogs: a) Clase de energa utilizada. Cuando se utiliza electricidad, gas natural, propano o diesel como energa, el biogs puede utilizarse para reemplazar la compra de energa, para producir electricidad, calor o refrigeracin. Para muchas fincas, el mayor beneficio de la opcin de uso del biogs ser como combustible en

Adaptado de: A Manual For Developing Biogas Systems at Commercial Farms in the United States, AgStar Handbook, First edition, EPA, US, Julio 1997.

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motores de generacin elctrica para uso en la propia finca o para vender fuera de ella. Otras opciones incluyen utilizar biogs como combustible para hornos de aire forzado, calentadores y refrigeradores de adsorcin. b) Cunta energa se utiliza y cuando. Los requerimientos energticos de la finca variarn diaria y temporalmente. Por ejemplo: el aire y calor acondicionados son usos temporales; la iluminacin se utiliza en la noche; el ordeo dos veces al da por 4 horas; la ventilacin de las porquerizas vara con el tiempo y la temporada. Muchas operaciones en las fincas tienen el potencial de producir bastante o todas sus necesidades energticas si se recolectan y se convierten todos los residuos orgnicos en biogs. c) La produccin potencial de energa respecto a las necesidades energticas. Cuando se adapta la disponibilidad de biogs con los requerimientos energticos, se debe tener en cuenta que el biogs es producido todo el ao y que el biogs almacenado por ms de 12 horas es costoso. Por lo tanto, el uso del biogs ms rentable es aquel que utiliza el biogs todo el ao. Los usos directos del gas, como calefaccin y refrigeracin varan temporalmente. Adems, estas opciones pueden usar solamente una fraccin de la energa potencial del gas. Disear un sistema para este uso limitado no ser rentable, a menos que el sistema sea diseado para control de olores. Las fincas de gran tamao estarn en mayor capacidad de compensar la produccin de energa del biogs con su utilizacin que las fincas pequeas. d) La electricidad como energa primaria requerida. Las bombas elctricas, ventiladores, motores, compresores al igual que iluminacin estn en uso generalmente todo el ao. La produccin de electricidad para utilizacin en la finca es la opcin ms viable. e) Mantenimiento de los motores de generacin. El fcil acceso para las labores de mantenimiento y disponibilidad de partes y servicios son consideraciones crticas. Tabla 4 - Opciones de uso potencial del gas2Opcin Generacin elctrica Combustin Directa Calderas/Hornos Refrigeracin Aplicacin Apropiada para muchas instalaciones Cocinas, iluminacin. Uso por temporadas o en situaciones especiales Refrigeracin en hatos (aproximadamente el 15 al 30% del uso de electricidad en hatos); enfriamiento temporal y en situaciones especiales

4.5.1

Generacin de electricidad

Los hatos modernos y las porquerizas requieren una cantidad significativa de electricidad para operar los equipos. Los criaderos de ganado porcino requieren una gran cantidad de calor circulante, pero pocas disponen del calor del agua 28



caliente. Casi todas utilizan lmparas elctricas para calentar y calentadores suplementarios de propano para mantener la temperatura. De la misma manera, 30% del consumo elctrico de un hato se usa para refrigerar leche. La tecnologa ms utilizada para generar electricidad es un motor de combustin interna con un generador. Recobrando el calor residual de estos motores se obtiene calefaccin y agua caliente para usos en la finca o para calentar el digestor, con lo que se mejora el rendimiento de energa total del sistema. 4.5.2 Combustin directa

El biogs recuperado puede ser usado directamente como combustible. Las fincas utilizan solamente una cantidad limitada de estos combustibles comparados con la electricidad. Calentamiento. El calentamiento es usualmente una operacin temporal. Las calderas y hornos pueden ser operados con biogs para producir calor. Por lo tanto este puede ser un uso eficiente del gas, que por lo general no es tan conveniente como la electricidad. Sin embargo, en algunas situaciones esta puede ser la mejor opcin. Calderas. Las eficiencias en la conversin estn tpicamente entre 75 a 85%. Las fincas requieren agua caliente todo el ao, pero generalmente es mayor la cantidad de biogs disponible que de agua caliente requerida. Las porquerizas para alimentar y para criar en climas fros son el nico tipo de fincas donde los requerimientos de calor podran consumir ms o todo el potencial de produccin de biogs disponible. Una caldera de fundicin a gas natural se utiliza para muchas aplicaciones agropecuarias. El aire y el combustible mezclados requerirn de ajustes y quemadores que debern ser alargados para un gas con bajo BTU. Estas calderas estn disponibles en un amplio rango de tamaos, desde 45,000 BTU/hora y ms. El biogs no tratado puede quemarse en estas calderas. Hornos. Se utilizan en porquerizas en lugar de calentadores de quema directa. El biogs deber ser tratado para remover el H2S para prevenir que este penetre en los diferentes sitios. Este tipo de unidades de quema de biogs no son muy difundidos y no son utilizados por mltiples razones.

-

Refrigeracin. Los hatos utilizan cantidades considerables de energa para refrigeracin. Aproximadamente 15 a 30% de la carga de electricidad de un hato se utiliza para enfriar la leche. Los refrigeradores a gas estn disponibles comercialmente y se utilizan para este propsito. Para algunas fincas, esta puede ser la opcin ms rentable para la utilizacin de biogs. Los refrigeradores a gas producen agua fra para enfriar la leche y para aire acondicionado. Los hatos refrigeran la leche todos los das del ao. El agua 29



refrigerada o el glicol se utilizan en sistemas de pre refrigerado en lugar de agua de pozo. Un hato requiere 0.014 toneladas de refrigerante por hora de ordeo por cabeza por da. Esto es casi 15% de la produccin potencial de biogs de la misma vaca (una ton de refrigerante = 12,000 BTU/hora). Los refrigeradores de doble efecto, producen agua caliente y fra simultneamente, estn disponibles para aplicaciones de ms de 30 ton y pueden ser acoplados al digestor. 4.5.3 Consumo

Es importante anotar que la mayora de gasodomsticos y equipos que utilizan gas, vienen diseados de fabrica para trabajar con GLP y gas propano a alta presin, por lo que es necesario modificar el dispositivo o fisto que regula el flujo de gas. Cuando se pasa de GLP o gas propano a gas natural el orificio del fisto es ampliado, para el caso del gas proveniente de biodigestores el orificio del fisto debe ser ampliado an ms, puesto que este gas es el que menos tiene menos presin y por tanto para mantener un mismo flujo se requiere un fisto con orificio de mayor dimetro. Esta operacin la debe realizar un tcnico con experiencia en gasodosmsticos. La utilizacin de gas y consumos para algunos gasodomsticos tpicos se presentan en la Tabla 5. Tabla 5 - Utilizacin y consumo de biogs8Equipo Estufa de cocina Fogn para cocinar alimentos de los alimentos o frutas Lmpara de gasequivalente a una bombilla de 60 W Calentadores para lechones o cra de levante Calentadores para cra de pollos Nevera de absorcin de amonaco Motor biogs diesel por b.h.p Produccin de 1 kWh de corriente elctrica con una mezcla biogs diesel 0.420 0.700 Consumo de biogs en m3/hora 0.150 0.200 0.300 0.100 0.250 0.150

4.6 UTILIZACIN Y ALMACENAMIENTO DE EFLUENTE El efluente que permanece luego que el gas se ha producido se bombea a un tanque de almacenamiento, luego de lo cual puede ser distribuido directamente al suelo. Sin embargo, este producto se considera parcialmente tratado en esta etapa,

8

Difusin de la tecnologa del biogs en Colombia, GTZ, 1987

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y para almacenarlo se requieren instalaciones de almacenamiento, ya que los nutrientes presentes en el efluente deben ser aplicados al suelo o a los sembrados en pocas determinadas. El tamao de la instalacin y del perodo de almacenamiento debe ser adecuado para los requerimientos de la finca. Como alternativa el efluente puede separarse en fibra y lquido. La fibra se utiliza para tratamiento de suelos o para compostaje. El lquido contiene un rango de nutrientes y se utiliza como un fertilizante el cual se vende o se utiliza en la finca como parte del plan de manejo de nutrientes para los sembrados que se tenga previsto. Estos subproductos de la digestin anaerobia pueden, por lo tanto, ayudar a los agricultores a reducir sus requerimientos de fertilizantes sintticos y otros reacondicionadores de suelos que son fabricados utilizando mtodos menos sostenibles. Adems, los efluentes del biodigestor se utilizan para estimular el crecimiento de algas en estanques pisccolas y por lo tanto proveen de alimento a los peces. De manera alterna, debido a su alto contenido orgnico, el efluente debe ser utilizado como un suplemento en la alimentacin de animales. Estas aplicaciones deben ser evaluadas segn cada caso. Los slidos de la digestin del estircol de los hatos se venden solos o mezclados para compostaje, suelos y recuperacin de suelos. Los mercados regionales para estos productos, existen; se venden al por mayor o a consumidores directos. Por ningn motivo el efluente puede ser descargado o vertido a cursos o cuerpos de agua naturales o a sistemas de alcantarillado, ya que no cumple los requisitos de calidad o remocin de materia orgnica que exige la Ley Colombiana9.

9

Decreto 1594 de 1984, Minsalud.

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SEGUNDA PARTE: CONDICIONES DE DISEO Y SELECCIN Esta seccin presenta algunas condiciones que deben tenerse en cuenta para la seleccin preliminar de un sistema de produccin de biogs. 1 REQUERIMIENTOS

Los principales requerimientos para un buen diseo de estos sistemas incluyen10: a) El diseo debe ser simple tanto para la construccin como para la operacin y mantenimiento. b) Materiales. Se deben utilizar materiales que estn disponibles localmente. Se debe emplear un tipo de material resistente a la corrosin, con propiedades de aislamiento efectivas. c) Duracin. La construccin de una planta de biogs requiere cierto grado de prctica. Una planta de corta vida podra ser econmicamente rentable pero puede no ser reconstruida una vez su vida til termine. Sera necesario construir plantas ms durables, pero esto puede aumentar los costos en la inversin inicial. d) Se deben implementar dispositivos de seguridad e) Utilizar el mnimo de equipo mecnico y elctrico f) Implemetar control ambiental en la disposicin y uso del efluente

g) Un sistema de produccin de biogs ideal debe ser de bajo costo tanto como sea posible (en trminos del costo de produccin por unidad de volumen de biogs). Particularmente y dependiendo de la escala del sistema para el diseo se tendr en cuenta. a) Recepcin apropiada de residuos e instalaciones de carga b) Digestor, tanque de carga, dispositivos de mezcla, almacenamiento de biogs, tanque de descarga y calderas para proveer calor al digestor (si se requiere).

10

Adaptado de BritishBiogen, Anaerobic Digestion of farm and food processing residues, Good Practice Guidelines, pag 30 -31



c) Equipo de transporte que puede incluir tubera, vlvulas, tea, descarga de calor, tubera para remover el agua condensada d) Utilizacin del biogs: Equipos de combustin y/o de generacin elctrica 2 CLCULO DE LA CANTIDAD DE RESIDUOS ORGNICOS

Con el potencial de residuos producidos por animal y su peso vivo promedio, puede estimarse la cantidad de desechos orgnicos producidos diariamente en la finca y los requerimientos de adicin de agua para mezcla y homogenizacin. Cuando no es posible obtener datos exactos sobre sta en kg./da, puede estimarse utilizando la siguiente tabla. Tabla 6 - Valores y caractersticas del estircol de algunos animales11% por peso vivo: Clase de animal PE - Estircol Vacunos Cerdos Caprinos, ovejas Caballos Avcolas, gallinas Humanos 5 2 3 5 4.5 1 PO - Orina 4 3 1.5 4 4.5 2 % EST Slidos 15-16 16 30 25 25 20 % del material de digestin % SO Slidos orgnicos 13 12 20 15 17 15 Relacin C/N P - Produccin de biogas (m de gas / 1 kg SO)3

20 13 30 20 5-8 8

0.250 0.350 0.200 0.250 0.400 0.300

Tambin, puede realizarse la digestin anaerobia con materiales vegetales frescos o desechos agrcolas como paja, tamo, hojas, pasto, etc., varias veces, con lo que se produce ms biogs que utilizando solamente estircol. Se aconseja utilizar residuos vegetales slo como material aditivo a los desechos. Tabla 7 - Valores y caractersticas de algunos desechos vegetales11Material fresco %EST Slidos totales 89 82 80 24 7 65 12 15 %SO Slidos orgnicos 93 94 91 89 75 78 86 10 P - Produccin de biogas (m3 de gas / 1 kg SO) 0.220 0.250 0.410 0.410 0.325 0.160 0.350 0.250

Paja de arroz Paja de trigo Paja de maz Hierba fresca Jacinto de agua Bagazo Desechos de verdura Desechos orgnicos de cocina

11

Difusin de la tecnologa del biogs en Colombia, GTZ, 1987

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2.1 ESTIRCOLE = NA PVP PE 100

donde, E =Estircol en kilogramos por da NA =Nmero de animales por una especie (vacas, cerdos, caballos, humanos, etc) PVP = Peso vivo promedio por animal PE = Produccin de estircol por animal por da en porcentaje de peso vivo. 2.2 ORNO = NA PVP PO 100

donde, O = Orn da en kilogramos (se asume que 1 litro de orn pesa 1 kilogramo) NA = Nmero de animales por una especie PVP = Peso vivo promedio por animal PO = Produccin de orn por animal por da en porcentaje de peso vivo (se asume que 1 litro de orn pesa 1 kilogramo). 2.3 MATERIA PRIMA PARA CARGA

MPC = E + Odonde, MPC = Materia prima para carga en kilogramos por da. E = Estircol en kilogramos por da O = Orn en kilogramos por da.

34



2.4 SLIDOS TOTALES%ST = E * %EST MPC

donde, %ST = Porcentaje de slidos totales contenidos en la materia prima para carga MPC = Materia prima para carga en kilogramos por da. %EST = Porcentaje de slidos en el estircol. E = Estircol en kilogramos por da 2.5 SLIDOS TOTALESST = %ST MPC 100

donde, ST = Cantidad de slidos contenidos en la materia prima para carga, en kilogramos por da. %ST = Porcentaje de slidos en la carga o materia prima, el cual debe ser inferior al 10%. MPC = Materia prima para carga en kilogramos por da. 2.6 MASA DE AGUA PARA MEZCLA Solamente se calcula cuando el porcentaje de slidos totales (%ST) es superior al 10%.MH 2O = MPC ST MPC 10

donde, MH2O = Masa de agua para mezcla que disminuye hasta un 10% los slidos orgnicos contenidos en la materia prima, en kilogramos por da. ST = Cantidad de slidos orgnicos contenidos en la materia prima para carga, en kilogramos por da.

35



MPC = Materia prima para carga en kilogramos por da 2.7 CARGAC = MPC + MH 2O

donde, C = carga diaria para alimentar el digestor en kilogramos por da o litros por da (sea asume que un litro pesa un kilogramo). MPC = Materia prima para carga en kilogramos por da. MH2O = Masa de agua para mezcla que disminuye hasta un 10% los slidos orgnicos contenidos en la materia prima, en kilogramos por da. 2.8 CLCULO DEL TIEMPO DE RETENCIN El posible tamao del digestor (volumen del digestor) es determinado por el tiempo de retencin (TR) y por la carga diaria. Se recomienda escoger el TR apropiado de acuerdo a la temperatura promedio del sitio en el cual va a operar, utilizando la relacin generada en la .TR = ( 51.227 * Ln(T C ) + 206.72)

donde, TR= Tiempo de retencin en das Ln= Logaritmo natural TC= Temperatura promedio en grados centigrados del sitio donde se instalar el biodigestor 2.9 VOLUMEN DEL DIGESTORVd = C * TR * 1,2

donde, Vd = Volumen del digestor, en litros

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C = Carga diaria para alimentar el digestor en litros por da TR = Tiempo de retencin en das. 1,2 = Volumen adicional para el almacenamiento del biogs 2.10 CLCULO DE LA POSIBLE PRODUCCIN DE BIOGSPG = MPC SO P

donde, PG = Gas producido en litros por da MPC = Estircol en kilogramos por da SO = Porcentaje de materia orgnica del estircol segn la especie. P = Produccin aproximada de m3 de gas/1 kg de masa orgnica seca total

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TERCERA PARTE: OPERACIN Y MANTENIMIENTO DE UN SISTEMA DE BIOGS El manejo es la clave para el xito de un sistema de biogs. Muchos sistemas han fallado porque los operadores no tienen soporte tcnico, tiempo, conocimiento o el inters requerido para mantener el sistema operando. El propietario debe saber que un digestor requiere regular atencin, y algo de tiempo. El manejo adecuado requiere lo siguiente: Soporte Tcnico. Existen componentes claves del sistema con los cuales el propietario/operador debe familiarizarse. El fabricante o distribuidor debe ensear al propietario la operacin y el mantenimiento del sistema de biogs con los estndares bsicos en aspectos de ingeniera sobre la utilizacin del equipo, con un conocimiento completo sobre los aspectos de seguridad industrial, para que estn preparados para reconocer los problemas y como resolverlos. Es importante recomendar que existirn casos en los que deba requerirse el soporte tcnico competente del fabricante o distribuidor. Mantenimiento. Los conocimientos generales incluyen reparacin de motores, mantenimiento y revisin, reparacin y control de problemas y averas, tuberas y soldadura. Adicionalmente, el servicio y reparacin de partes deben ser accesibles. Estos servicios los ofrecen muchas veces los fabricantes o distribuidores de equipos. El acceso a estos servicios es una consideracin importante cuando se toma la decisin de adquirir el sistema. Tiempo. El sistema requiere un tiempo de dedicacin. El mantenimiento y monitoreo diario de un sistema toma aproximadamente 15 a 30 minutos. Adicionalmente, tambin se requiere tiempo para una eventual reparacin o para mantenimiento preventivo. El propietario debe aceptar el sistema como de su propiedad y querer operarlo. Los propietarios deben entender como funciona la tecnologa y estar comprometidos a que el sistema sea exitoso. Los sistemas donde el manejo se deja como labor temporal de la finca o a terceras partes fallan por falta de motivacin e incentivos. GARANTA DE CALIDAD

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1

El factor crucial es identificar el diseo de planta apropiado que cumpla con los requerimientos del usuario para todo el proyecto. Para que la planta funcione bien debe tener una garanta de calidad de la materia prima y una garanta de rendimiento del sistema por parte de los fabricantes o distribuidores e instaladores. Algunas garantas de funcionamiento deben considerar los factores que se describen a continuacin: 38



1.1 DE LA MATERIA PRIMA Los ganaderos y agricultores deben saber de los peligros de enfermedades producidas por residuos orgnicos, por lo que necesitan entrenamiento especial para evitar riesgos para la salud tanto como el riesgo de llevar enfermedades a otros lugares, los principales riesgos se describen a continuacin. 1.1.1 Patgenos

Las materias primas inevitablemente contienen agentes patgenos de plantas o animales (como Salmonela) y parsitos (como Cryptosporidium) en diferentes grados y en diferentes materiales, los cuales pueden ser peligrosos para la salud humana y animal. Se necesita por lo tanto tomar precauciones, especialmente si los residuos provienen de diferentes sitios. La pasteurizacin (calentar los residuos a 70C por 30 minutos o por ms tiempo con una temperatura ms baja (ej. 55C durante cuatro horas) es el nico mtodo que asegura la eliminacin completa de agentes patgenos. Debe anotarse que la pasteurizacin puede afectar el balance de energa: a mayor calentamiento y velocidad se utiliza ms energa. El proceso de digestin anaerobia que se realiza en el digestor probablemente no eliminar totalmente los agentes patgenos presentes en la materia prima, por lo que se necesita bastante precaucin. En algunos casos, dependiendo de la cantidad inicial de patgenos presentes en la materia prima, los niveles de estos luego de la digestin permanecern lo suficientemente altos para causar enfermedades en aquellas personas que trabajan con las materias primas antes y despus del tratamiento, o que puedan tener algn contacto con dichas materias primas. A los trabajadores debe indicrseles el nivel de riesgo y las medidas que se tomarn para controlarlo. Esta es un rea muy compleja que contina en investigacin. Los peligros se reducen si se toman algunas precauciones, tales como: Utilizar fuentes de materia prima conocidas y fiables Control de calidad cuidadoso y anlisis de materias primas Monitoreo y control de enfermedades en los animales que producen los residuos Higiene personal. Parsitos

1.1.2

La digestin anaerobia que se realiza a 35C (conocida como digestin mesoflica, utilizada por la mayora de agricultores) reduce el nmero de posibles larvas y 39



huevos de algunos gusanos parsitos a niveles que no se detectan luego de una semana, sin embargo generalmente existe poco control de Ascaris, Tenias y Cryptosporidium. Aunque, el oosicyst (un tipo de huevo) de los gusanos el cual puede infectar cualquier animal si lo ingiere, permanece luego de 50 das a 35C. La digestin a 55C reduce significativamente la cantidad de oocysts, pero muchos permanecen, incluso luego del proceso de digestin por periodos extensos de tiempo. La digestin mesoflica no reducir significativamente el potencial de infeccin de residuos contaminados por parsitos. 1.1.3 Bacterias patgenas

Los experimentos con estircol de cerdo han mostrado que la digestin mesoflica durante cuatro das destruir el 90% de una poblacin de la bacteria Salmonella, sin embargo los bajos niveles de la bacteria persisten incluso luego de 70 das de digestin. Esta persistencia puede deberse a una mezcla pobre en el digestor, permitiendo que algunas bacterias sobrevivan en la superficie. Manejada apropiadamente, la digestin anaerobia puede reducir los niveles de bacterias con un factor ms grande, pero pueden persistir niveles bajos debido a una mezcla deficiente. La digestin anaerobia mesoflica reducir significativamente los niveles de bacterias patgenas, pero no las eliminar completamente de los residuos y debern determinarse las medidas requeridas para controlar los daos potenciales en la salud humana. 1.1.4 Virus

Las investigaciones han mostrado que la digestin anaerobia mesoflica reduce la cantidad de virus en muestras de agua residual, pero unidades de virus pueden encontrarse presentes, incluso luego de extensos periodos de digestin. 1.1.5 Prcticas que disminuyen el contenido de slidos

La adicin de agua a los residuos puede ser deliberada (ej. Procesos de adicin de agua) o incidental (dilucin por lluvia). Ya que el porcentaje de slidos es el factor de control para determinar cual digestor utilizar, conocer el grado de dilucin de los slidos con agua es importante. El exceso de agua y el volumen de residuos incrementado puede limitar la capacidad de manejo de residuos y de las instalaciones de almacenamiento. Toda el agua que entra al sistema de manejo de residuos debe ser contabilizada para disear el digestor. Proceso de adicin de agua fresca. En hatos, procesar el agua del sitio de ordeo es una fuente de lquidos al alcance del sistema de manejo de residuos. Muchas porquerizas gastan varios das a la semana lavando el sitio con fines sanitarios. El agua es utilizada para refrescar a los cerdos y vacas y esto puede contribuir con el proceso. Los cerdos gastan agua cuando la beben o juegan 40



con los bebederos. Estas prcticas contribuyen de 1 a 4 galones de agua fresca residual por galn de estircol de cerdo aadido al sistema de recoleccin. Recoleccin con agua. El estircol puede ser recolectado en porquerizas o hatos utilizando sistemas de reciclaje lavando con agua. Las porquerizas pueden usar una recoleccin en fosa de alimentacin donde 4 a 12 pulgadas de agua fresca o reciclada se mantiene bajo los pisos de la porqueriza y es reemplazada cada una o dos semanas. Las fincas pequeas pueden utilizar mangueras de lavado diario. Esta recoleccin diluye los residuos frescos pero suministra diariamente slidos voltiles frescos al sistema. Si todos los residuos son recolectados diariamente, entonces no habr prdidas de slidos voltiles aptos para la digestin. La recarga en fosas provee algo de residuos viejos al sistema, con pocas prdidas de digestibilidad. Los residuos que son recolectados por remocin con agua son diluidos a menos del 2% total de slidos. Un manejo cuidadoso de sistemas de recarga de fosas permiten la recoleccin de residuos con un contenido de slidos mayor al 3%. Dilucin por lluvia. Los residuos dejados en lotes abiertos mientras llueve sern diluidos, obteniendo residuos con bajo contenido de slidos.

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Ya que la cantidad de agua adicionada a los residuos vara en cada finca, la dilucin de slidos con agua debe ser evaluada con base en el sitio especfico. 1.1.6 Prcticas para incrementar concentracin de slidos

Adicin de material seco. El contenido de slidos en los residuos puede incrementarse por adicin de paja, arena o aserrn. Los materiales para cultivo generalmente se secan y se utilizan para absorber residuos lquidos. Estas prcticas constituyen un manejo de residuos slidos con equipos como trituradoras de residuos. La paja, hojas y en especial jacintos de agua slo se pueden adicionar a determinados sistemas, previo tratamiento especial y bien picada, para evitar la formacin de capa flotante.

1.2 RECOMENDACIONES PARA EL SISTEMA Para asegurar un rendimiento ptimo del digestor deben considerarse los siguientes aspectos: a) Nivel de amoniaco. Para un correcto funcionamiento, los niveles de amoniaco dentro de los digestores deben mantenerse por debajo de los 2000 mg/litro. b) Mantenimiento del pH en el digestor.

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Tabla 8 - Valores de pH para la Produccin del BiogsPH 77.2 6.2 7.6 ptimo Retarda la acidificacin Retarda la amonizacin Produccin

Esto significa que la carga de fermentacin no debe ser ni alcalina ni cida. Si la carga del digestor es demasiado alta, el valor del pH disminuye. Se debe agregar correctores de pH, para aumentarlo se adiciona cal y para disminuirlo se adiciona cido. c) En caso de cambiar el tipo de materia prima que se utiliza para la carga, se debe redimensionar el biodigestor para adaptarlo a las nuevas condiciones. d) No introducir en el digestor fertilizantes fosfatados. Las condiciones de ausencia de aire producen compuestos de fsforo altamente txicos. e) No hacer llama en sitios cercanos. f) No usar el gas inmediatamente despus de retirar el efluente del tanque de almacenamiento del digestor. Al realizar esta operacin de descarga puede producirse eventualmente un efecto de presin negativa que puede tener las siguientes consecuencias: Devolver la llama al digestor, provocando una explosin Introducir aire al digestor, lo cual sera nocivo para el proceso. Por ello se recomienda compensar el sistema alimentando al digestor una cantidad igual (carga diaria) al volumen de efluente retirado del tanque. Efectuada esta operacin se deja transcurrir un tiempo prudencial (no ms de hora) para que se restablezca la presin positiva antes de usar el gas.

g) Como una buena prctica, para un esquema de cualquier tamao se necesitar tener en cuenta que se har cuando el digestor alcance el final de su vida til. Algunas recomendaciones sobre la ubicacin del digestor son: No debe estar prximo a corrientes o nacimientos de agua. Evitar las zonas con trfico continuo de personas o animales. Cerca del sitio donde se usa el efluente. La distancia mnima a lugares muy calientes o donde haya llama debe ser de 30 metros. El digestor debe ser diseado para funcionar como parte de las operaciones de la instalacin.

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1.2.1

Limpieza

El digestor (de estructura slida fija y de estructura slida mvil) debe limpiarse internamente cada dos aos. Para realizar esta operacin se utilizarn guantes y botas de caucho y se proceder as: Suspender la carga diaria. A los 15 das aproximadamente: Cerrar la vlvula de gas y desconectar la lnea de conduccin. Dejar escapar el gas abriendo la vlvula. Desocupar el digestor utilizando un balde de plstico o una bomba, si la hay. El contenido del digestor se usa como abono. Para efectuar una buena limpieza: Lavar las paredes, el fondo y el almacenamiento de gas con un cepillo de cerdas duras (no metlicas) y agua. Al final se retiran con el balde las aguas de lavado. Inspeccionar el tanque para descubrir filtraciones. Si las hay, proceder a su reparacin. Lneas de conduccin

1.2.2 -

Inspeccin peridica (preferiblemente todos los das en el momento de efectuar la carga) de la lnea de gas en las uniones, vlvulas, acoples y dems accesorios para detectar fugas. Si stas se presentan, debe procederse de inmediato a su reparacin, cambiando las piezas o sellando los escapes con pegante comercial para PVC o con resina epxica. Purgar peridicamente las trampas de agua y de cido sulfhdrico, utilizando el grifo de drenaje de la respectiva caja. Revisar semanalmente el relleno de trampa de cido sulfhdrico. Si el relleno est gastado, remplazarlo por material nuevo para garantizar el correcto funcionamiento de la trampa.

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Tabla 9 - Dimetro de tuberas de conduccin de biogs12FLUJO DE BIOGS (m3/hora) 25 0.45 0.68 0.90 1.35 1.81 DISTANCIA AL LUGAR DE USO (metros) 50 1m a 25 m: 25 m a 50 m: 1 1 100 1m a 75 m: 1 75 m a 100 m: 1m a 50 m: 1 50 m - 100 m: 1 150 1m a 100 m: 1 100 m a 150 m: 1m a 100 m: 1 100 m a 150 m: 1 1m a 100 m: 1 100 m a 150 m: 1

1.2.3

Limpieza del gas

El biogs producido usualmente necesita limpiarse a diferentes grados tan pronto como sea posible luego de su generacin por dos razones principales: El gas es corrosivo y puede daar los motores. Por razones de seguridad e higiene; se necesita realizar una evaluacin de riesgo.

Alternativamente, la zonificacin puede utilizarse para excluir al personal de las reas que puedan representar un riesgo. En general, no es aconsejable quemar el gas producido en otra parte que no sea un motor para producir electricidad o en un quemador para producir calor. Existen diferentes formas de limpiar el gas. Lo mejor es escoger el equipo apropiado, consultar a los fabricantes sobre los mejores mtodos para requerimientos de plantas especficos, y asegurar que quien va a manejarlo este completamente entrenado para operarlo eficientemente. 2 RIESGOS EN LA OPERACIN

Una buena prctica requiere una planeacin y manejo cuidadosos para asegurar que el beneficio de los productos de la digestin anaerobia, incluyendo la produccin sostenible de energa, sea acorde con el manejo sensitivo y efectivo del sistema. Como en todo desarrollo industrial agrcola o pequeo, la operacin del esquema tendr algn riesgo de impacto ambiental negativo. Todos estos aspectos necesitarn ser direccionados con el fin de obtener permisos y para que puedan ser realizados bajo las condiciones planeadas. Algunos de estos impactos, y por lo tanto cualquier actividad de mitigacin, pueden ser despreciables en esquemas pequeos. Sin embargo, incluso los sistemas a mayor escala pueden compararse

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*Anil K Dhussa, Designing biogs distribution system Bioenergy, Renews 2, 1983

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ms fcilmente con otros desarrollos agrcolas que con instalaciones industriales. En general, y especialmente en esquemas a mayor escala, se necesita atencin en los siguientes aspectos: Emisiones al aire. Existe el potencial de emisiones de metano (gas de efecto invernadero) a la atmsfera por fugas del sistema. Es importante asegurar la combustin eficiente ya que el monxido de carbono (por riesgos a la salud humana), los xidos de nitrgeno (precursor de la lluvia cida) y los componentes orgnicos voltiles (contaminantes txicos del aire) son liberados a niveles inaceptables s el biogs no se quema completamente. Emisiones al suelo y cursos de agua. Los cursos de agua podran ser afectados por descargas, resultado de un almacenamiento deficiente de la materia prima, de un inapropiado almacenamiento del efluente o derrames del efluente. Se requerirn contenedores en el sitio. Si se presentan derrames accidentales o escapes que afecten los cuerpos de agua, debe notificarse inmediatamente a la autoridad ambiental. Las medidas de prevencin de la contaminacin de suelos deben tomarse en la etapa de planeacin. Trazas de amoniaco y de cido sulfhdrico pueden surgir durante la produccin del gas, del almacenamiento de las materias primas y en los recipientes de mezcla o tanques transportadores. La exposicin a cualquiera de estos gases puede ocasionar enfermedades o la muerte, y los niveles presentes en el biogs pueden variar amplia y cclicamente. El dixido de carbono, el amoniaco y el cido sulfhdrico son todos gases txicos y estn sujetos a regulaciones como sustancias peligrosas para la salud. Las personas que trabajan con sistemas de biogs deben conocer el riesgo de exposicin a estos gases (y a otras sustancias peligrosas como patgenos), y tomar medidas para controlar este riesgo. Identificar los riesgos en el diseo del sistema, o en la etapa de construccin, que se presenten durante la operacin normal o durante el mantenimiento y reparacin, har que la operacin subsecuente de la planta sea ms fcil.

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Una buena prctica brinda el uso de medios para controlar riesgos. Los controles pueden incluir remover los elementos txicos del gas, estabilizar totalmente los sistemas cerrados, sistemas que minimicen o concentren las sustancias peligrosas, sistemas de aireacin local y general o, como ltimo recurso, equipos de seguridad personal. Los controles utilizados no deben depender de la aireacin (que puede crear riesgos en cualquier sitio debido a la naturaleza de los gases emitidos). 3 CONDICIONES ESPECIALES

Utilizando la informacin de pasos anteriores, puede realizarse una evaluacin inicial. Incluso si no se cumplen uno o ms pasos an existe la posibilidad para producir biogs bajo ciertas circunstancias. 45



Los siguientes tipos de condiciones especiales podran favorecer la recuperacin de gas: a) Problemas severos de olores. En algunas fincas, los olores asociados con residuos orgnicos atentan contra la calidad del aire, son un dao para los vecinos. En reas donde estos problemas son significativos, la instalacin de un sistema de produccin de biogs ser favorable, ya que este remueve los olores. Utilizar digestores con el fin principal de control de olores, es un beneficio si los costos de no controlar son substanciales. b) Problemas ambientales. Los residuos orgnicos son una fuente de contaminacin agrcola la cual afecta canales, suelos y aguas subterrneas. Los sistemas de biogs ayudan a reducir esta contaminacin dando al propietario un punto de control y ganancia del manejo de residuos. c) Alto costo de la energa. Los altos costos de la energa favorecen este tipo de proyectos. Los sitios pequeos podran mantener potencialmente proyectos de recuperacin de gas rentables. d) Alto costo de fertilizantes comerciales.

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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS BritishBiogen, Anaerobic Digestion of farm and food processing residues, Good Practice Guidelines EPA, A Manual For Developing Biogas Systems at Commercial Farms in the United States, AgStar Handbook, First edition,US, July 1997 GTZ, Difusin de la tecnologa del biogs en Colombia, Cali, 1987 Instituto de Investigaciones Tecnolgicas; Plantas de biogs: diseo, construccin y operacin; Bogot; 1990 Marchaim, Uri; Biogas Processes for sustainable development; FAO; 1992

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Documents

Guia Implementacion Sistemas Produccion de Biogas