PRESENTADO POR
ABALOS CHIPANA, EVELYN YOSSIE MAMANI RAMOS TANIA
COPARI LAURA, ERLAN GUSTAVO
FLORES MAMANI, DAVE FERNANDO DOCENTE: Blgo. SOTO GONZALES,
HEBERT HERNAN MATERIA: BIOTECNOLOGIA
MOQUEGUA – PERÚ 2021
TRABAJO GRUPAL: “PROYECTO GRUPAL DE INVESTIGACIÓN PRODUCCIÓN DE BIOGAS
INGENIERÍA AMBIENTAL UNAM ILO -MOQUEGUA - PERÚ”
UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA E.P. DE INGENIERIA AMBIENTAL-EPIAM
Hoy en día a consecuencia de la insatisfacción y requerimientos energéticos de la humanidad, es el aprovechamiento de los distintos tipos de fuentes de energía renovables que constituyen alternativas de solución sostenibles y amigables con el medio ambiente. La tecnología del biogás, por ejemplo, ha permitido el uso racional de los productos finales de ese proceso con sus correspondientes impactos sociales, ambientales y económicos.
OBJETIVO GENERAL
Evaluar la producción de biogás a partir de la fermentación de las mezclas de residuos orgánicos y estiércol pecuario del bovino y porcino.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Diseñar los biodigestores con las mismas capacidades de almacenamiento para los tres tipos de procesos anaeróbicos.
• Analizar los aspectos más relevantes, así como las variables que intervienen en el estudio y obtención del biogás a partir del aprovechamiento de residuos orgánicos y estiércol.
Analizar los aspectos más relevantes, así como las variables que intervienen en el estudio y obtención del biogás a partir del aprovechamiento de residuos orgánicos y estiércol.
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Residuos Orgánicos
Los residuos sólidos son clasificados en orgánicos e inorgánicos, siendo los residuos orgánicos los residuos más generados y recolectados. Una fuente de estos residuos son los desperdicios agroindustriales,
Tipo de residuos utilizados Referencia
1. Tipo de estiércol Estiércol de Vacuno Estiércol de Equino Estiércol de Porcino Estiércol de Ovino Estiércol de aves Reyes (2017, pág. 60 -78) 2. Tipo de Biomasa: Hojas de poda. Ramas secas Caña Mucilago Residuos de papa Montenegro, Rojas, Rojas y Hernández (2016, pág. 25 - 37) Fuente: https://repositorio.ucv.edu.pe/bitstream/handle/20.500.12692/53281/Macetas_C RL-SD.pdf?sequence=1&isAllowed=
Según Castellanos, J.Z. (1990), es el producto que se obtiene de la fermentación anaeróbica sucedida en el intestino de los residuos alimentarios no utilizados por el rumiante. Esta fermentación sintetiza una considerable cantidad de proteína que es desperdiciada, junto con parte de la energía no aprovechada
Estiércol
La producción porcina intensiva genera cantidades considerables de estiércol, y su disposición final representa un importante problema ambiental. Aplicaciones no controladas de estiércoles porcinos al suelo
Producción de estiércol bovino
Cuadro 2: Composición química del estiércol de ganado
vacuno
Producción de biogás
El biogás es una mezcla de diferentes gases producido por la descomposición anaeróbica de materia orgánica como el estiércol y la basura orgánica, la composición química del biogás indica que el componente más abundante es el metano (CH4); este es el primer hidrocarburo de la serie de alcanos y un gas de efecto invernadero. La mezcla de CH4 con el aire es combustible y arde con llama azul.
A pequeña y mediana escala, el biogás ha sido utilizado en la mayor parte de los casos para cocinar en combustión directa, sin embargo, también puede ser utilizado para iluminación, calefacción, como reemplazo de la gasolina o el diésel en motores de combustión interna, operar maquinaria agrícola o bombear agua. Este tiene un poder calorífico por lo general entre 50 y 70% del gas natural.
El biogás, además de metano tiene otra serie de compuestos que se comportan como impurezas: agua, sulfuro de hidrógeno, monóxido de carbono y
compuestos orgánicos volátiles como hidrocarburos halogenados, entre otros
Valoración energética del Biogás
Tiempo de retención. Es el tiempo que
requieren los microorganismos para degradar toda la materia orgánica y generar los productos de dicho proceso.
Tratamiento previo de la muestra. La materia
orgánica que contendrá el digestor en ocasiones requiere de un tratamiento previo para aumentar la producción de metano en el proceso de digestión anaerobia
Digestión anaerobia
La digestión anaerobia (EA) es un proceso biológico que produce biogás de desechos biodegradables por bacterias bajo o nulo condiciones de oxígeno. En las últimas dos décadas, AD se ha aplicado como una tecnología efectiva para resolver la escasez de energía y problemas de contaminación ambiental de las industrias biotecnológicas y actividades residenciales causadas por la calefacción y la
Biodigestores
Se considera un biodigestor como un tanque cerrado (denominado reactor o fermentador anaeróbico) en el cual se lleva a cabo un proceso de fermentación anaerobia de materia orgánica y donde se deposita el material orgánico o sustrato,
Tipos de biodigestores
El digestor de flujo Bacth o discontinuo tiene una sola carga y esta es de forma frontal y la descarga de este tipo de digestor se produce una vez que se deja de producir el biogás.
García, Alamo & Aldana (2017) Afirman que este tipo de biodigestor se sustenta diariamente (flujo semi-continuo) con agua y material orgánico “Los residuos tienen entrada y salida en la cual entran y salen con igual cantidad de material digerido.
Los digestores de flujo
continuo son
desarrollados
generalmente para aguas residuales por ser muy grandes,
Factores que influyen en la producción del biogás
Temperatura
Potencial Hidrogeno (pH)
Relación Carbono–Nitrógeno (C: N) Cantidad de carga orgánica
Agitación Presión
DELIMITACIÓN DEL PROYECTO
El lugar donde se realizó el presente trabajo fue en la Provincia de Ilo, distrito de Ilo, Los Ángeles Mz. 84 Lt 3.
Materiales para la elaboración del biodigestor
1 vela 1 mangera de 3 m Cinta negra Botella de alcohol Cinta teflón Abrazaderas Caja de fosforo destornillador destornillador Válvula Conector macho Pistola de silicona Bidón de 30 Litros
Materia prima empleada en el procedimiento
Procedimiento del proyecto 1 8 7 6 5 4 3 2
RESULTADOS Y DISCUSIÓN Datos meteorológicos
Fecha T. máx. T. min. Precipitación 21-Jul 17 13 NO 22-Jul 16 13 SI 23-Jul 16 13 SI 24-Jul 17 13 NO 25-Jul 16 14 SI 26-Jul 16 13 NO 27-Jul 16 13 SI 28-Jul 16 13 SI 29-Jul 16 13 NO 30-Jul 16 13 NO 31-Jul 17 14 SI 01-Ago 17 13 NO 02-Ago 17 14 NO 03-Ago 17 14 SI 04-Ago 17 13 SI 05-Ago 16 13 NO 06-Ago 16 13 NO 07-Ago 17 13 NO 08-Ago 16 13 NO 09-Ago 16 13 NO
Temperaturas de la provincia de Ilo.
Se accedió a la data a través de la plataforma del SENAMHI, mediante el cual se puedo evidenciar las temperaturas de la provincia de Ilo, desde el 21 de Julio al 9 de Agosto del presente año.
El biodigestor durante su proceso de fermentación, tuvo que estar en un cuarto cerrado para evitar que la precitación pueda afectar a su composición. Por otro lado, los días que había presencia del sol se trasladó hacia el patio de la casa para que este pueda tener un mejor avance, un promedio de 5 a 6 horas se tenía expuesto al sol, con el monitoreo y vigilancia correspondiente
Se puede observar que el flotador se infló ligeramente, es decir un 45%, esto se debe a las condiciones climáticas, como al tamaño del flotador, el cual es de un tamaño mediano.
En la figura 2 se evidencia le biogás producido infló levemente el flotador, se puede ver la concentración en el cuerpo receptor. El biogás al salir del biodigestor está saturado de vapor de agua, el cual a medida que se enfría,
CONCLUSIONES
Los biodigestores son una valiosa alternativa para el tratamiento de los desechos orgánicos de las explotaciones agropecuarias ya que permiten: disminuir la carga contaminante, mejorar la capacidad fertilizante del material, eliminar los malos olores y, generar un gas combustible denominado biogás el cual puede fácilmente reemplazar al gas natural.
Por otro lado, los biodigestores aparte de generar biogás, son excelentes productores de bioabono, asegurando también la producción de este producto en periodos cortos.
Una de las aplicaciones más comunes del biogás es la generación de calor, por medio de la combustión. Es posible utilizarlo para calefacción y agua caliente, calentamiento de biodigestores, incineración, secado de forraje, cocina, lámparas o quemadores de estufa a gas.
RECOMENDACIONES
No todos los residuos pueden ser degradados en un biodigestor. Es muy importante conocer los desechos que pueden ser descompuestos dentro de él para poder alimentarlo correctamente.
Es importante que al momento de construir el biodigestor como tal, se tiene que implementar y asegurar los conductos por donde pasará el gas producido, puesto que si se tiene alguna fuga esto afectará a la concentración del biogás y no se podrá evidenciar adecuadamente los resultados.
Para la correcta utilización del gas, es preciso tener siempre presión de biogás en el acumulador, esto se logra añadiendo un contrapeso sobre el acumulador. Esta presión permite aprovechar el gas en forma continua.
Fig.1: Ilustración del mezclado de materia orgánica de bovino Fig.2: Ilustración de mezcla en el bidón de biogás. Fig.3: Agregación del residuo orgánico
Fig.6: Equipo de trabajo junto al biodigestor. Fuente: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?scri pt=sci_arttext&pid=S2007-07052015000300096
