Diseño de un Biodigestor para generar gas metano a partir de la fermentación de desechos ganaderos en la finca “San Andrés”

REPÙBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL  EXPERIMENTAL POLITÈCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL BOLIVARIANA

NÙCLEO - TRUJILLO

Diseño  de un Biodigestor para generar gas metano a partir de la fermentación de desechos ganaderos en la finca     “San Andrés”

Bach.

YURAIMA BECERRA

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

La crisis energética actual a nivel mundial se manifiesta fundamentalmente en una desigual distribución de los combustibles fósiles y sus derivados y a la explotación indiscriminada de estos tipos de combustibles no renovables, como el petróleo, el gas natural y otros, en tal sentido, resulta necesario encontrar fuentes de energía alternativa, basadas en la mejor utilización de recursos locales que mediante el uso de una tecnología apropiada aseguren el suministro de combustibles baratos, accesibles  y preserven el medio ambiente de la contaminación.

Los avances tecnológicos han permitido el desarrollo de procesos más limpios y eficientes para la conversión de biomasa en energía, transformándola en combustibles líquidos o gaseosos, los cuales son más convenientes y eficientes. Las fuentes más importantes de biomasa son los campos forestales y agrícolas pues en ellos se producen residuos que normalmente son dejados en el campo al consumirse sólo un bajo porcentaje de ellos con fines energéticos.

En Venezuela, y más específicamente en el Estado Trujillo, debido a la actual dependencia de los derivados del petróleo, no se han desarrollado alternativas de generación de energía orientadas a contribuir con el desarrollo sustentable del país.

El presente trabajo busca disminuir esa fuerte dependencia de los combustibles fósiles por lo que se propondrá el diseño de un biodigestor que no es más que un sistema que aprovecha la digestión anaeróbica (en ausencia de oxígeno) de las bacterias que ya habitan en el estiércol, para transformar éste en biogás, siendo el biogás producido es metano y  puede ser empleado como combustible en las cocinas, o iluminación, y en grandes instalaciones se puede utilizar para alimentar un motor que genere energía eléctrica.

Actualmente, el suministro de servicio electricidad y de los tanques de gas en la finca y en el recinto son obtenidos de forma irregular por motivos de la situación geográfica del lugar, además, la falta de uso de los desechos orgánicos del Ganado han deteriorado el ambiente en la finca y en sus alrededores, como lo es la generación de mal olor, el desagradable aspecto físico, la presencia de moscas y roedores y también la contaminación a las casas aledañas y de los ríos causado por los desechos orgánicos arrastrados por las lluvias.

La selección del diseño se efectuará de acuerdo a las condiciones ambientales presentes en la finca y a las características y disponibilidad de desechos ganaderos, lo que permitirá la adquisición de datos para realizar los cálculos de dimensionamiento del modelo seleccionado y la posterior construcción, puesta en marcha y evaluación del equipo

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN:

       OBJETIVO GENERAL:

        Diseñar un biodigestor para generar gas metano a partir de la fermentación de desechos ganaderos en la finca “San Andrés” ubicada en la vía el Paraíso 3 de febrero sector Carambu Municipio La Ceiba del Estado Trujillo

        OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Evaluar las condiciones ambientales de la finca San andres y factores que influyen en la digestión anaeróbica de los desechos ganaderos.

Especificar el diseño de construcción y ubicación del biodigestor.

Efectuar el cálculo y diseño básico de los componentes principales de la instalación.

Instalar, arrancar y operar el digestor anaeróbico.

Medir el rendimiento del biogás generado.

Evaluar la factibilidad económica del equipo en términos de tiempo de recuperación de la inversión y rendimiento de gas metano producido

ALCANCE Y LIMITACIONES

La construcción de un biodigestor para la producción de biogás resulta económicamente  viable debido a su bajo costo en la adquisición de materiales, así como la poca participación de mano de obra para su fabricación, manejo y mantenimiento.

La fácil obtención de materia prima como uno de los recursos indispensables en la elaboración de biogás hace que este proyecto mantenga una producción constante alcanzando un alto nivel de rentabilidad.

Las condiciones climatológicas del Municipio La Ceiba  del Estado Trujillo son óptimas para la implementación de este proyecto ya que el máximo rendimiento en la producción del biogás se alcanza a  temperaturas de 32-37 °C.

JUSTIFICACION DE LA INVESTIGACION:

        Los cientos de proyectos realizados en el mundo que abarcan desde simples granjas lecheras hasta plantas de tratamiento de aguas servidas de las grandes ciudades, demuestran que la recolección de biogás con fines energéticos es económicamente sostenible y tiene al mismo tiempo un impacto favorable sobre el medio ambiente, a diferencia de lo que ocurre con la combustión de productos a base de petróleo, el biogás es recuperado de la digestión orgánica, por lo que no contribuye al aumento de gases de efecto invernadero ya que se trata de metano que se quema. Por otro lado si se produce biogás y se escapa sin ser usado o quemado, contribuye 22 veces más al efecto invernadero que el CO2, entonces recuperarlo y transformarlo en calor o electricidad es una necesidad económica y ambiental.

Muchas zonas rurales del país en la actualidad no cuentan con energía eléctrica para realizar las actividades normales que hace todo individuo, por lo que se han visto en la triste obligación de vivir como hace siglos atrás, en la oscuridad.

Con este trabajo, se pretende dar una guía para que esta gente pueda contar con una fuente de energía inagotable de bajo costo y muy segura; así de esta manera puedan ahorrar o sustituir, si tienen los medios, el uso de energía eléctrica, además de contribuir con el medio ambiente.

En Venezuela y especialmente en el Estado Trujillo, con una estructura productiva eminentemente agrícola, la producción de biogás para generar electricidad de forma descentralizada puede constituir una excelente solución para dar respuesta a las crecientes demandas energéticas, con una mayor seguridad en el servicio eléctrico, disminución de las pérdidas por transmisión de la energía, disminución del impacto ambiental de la generación energética y una mayor rentabilidad para las empresas que operan estas plantas, a la vez que concuerda con los planes actuales del gobierno venezolano de ubicar grupos electrógenos de forma descentralizada en el país para aumentar la seguridad energética.

        El presente trabajo, brindará aportes sobre el tema “diseño de un biodigestor para producción de biogás” a futuras investigaciones.

TIPO DE INVESTIGACION

        La investigación  a realizar será de tipo Correlacional debido a que se describirá el proceso de diseño de un biodigestor que se adapte a las condiciones ambientales encontradas en la finca San Andrés del municipio La Ceiba del Estado Trujillo y al mismo tiempo se evaluará el rendimiento de biogás de acuerdo a la cantidad de materia orgánica utilizada y factibilidad económica del equipo diseñado.

Hernández, Fernández y Baptista (1998), respecto a la investigación descriptiva señalan: “este tipo de estudios tienen como propósito medir el grado de relación que exista entre dos o más conceptos o variables (en un contexto en particular)” Por otro lado Ary (1994), la define como: "un tipo de investigación descriptiva que se usa comúnmente y que trata de determinar el grado de relación existente entre las variables. Permiten indagar hasta qué punto las alteraciones de una variable dependen de las alteraciones de la otra"

DISEÑO DE INVESTIGACION

        El diseño de la investigación a emplear en el desarrollo de este trabajo, responderá  a un diseño de tipo Experimental, debido a que se someterá la muestra en estudio a situaciones intencionalmente construidas y a una manipulación controlada de variables. Para poder obtener rendimiento óptimo de biogás se manipulará la variable independiente, que en nuestro caso será la cantidad de residuos orgánicos utilizados en el proceso de biodigestión.

        Hernández, Fernández y Baptista (1998), con relación a la investigación  Experimental expresan: “un estudio de investigación en el que se manipulan deliberadamente una o más variables independientes (supuestas causas) para analizar las consecuencias de esa manipulación sobre una o más variables dependientes (supuestos efectos), dentro de una situación de control para el investigador”.

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