Generación de biogás con residuos animales

Generación de biogás con  residuos animales

Aprovechamiento de energético

Bioenergía

Colegio de Ciencia y Tecnología

Ingeniería en Sistemas Energéticos

López Sánchez Antony F.[pic 1]

Morales Federico Omar

Narciso Galicia Luz Ma.

Winkler Gutiérrez Johnatan R.

Viernes/ 2/ Diciembre/ 2016

Índice

Preguntas de investigación+

Hipótesis+

Introducción+

Resumen+

Antecedentes +

Desarrollo/procedimiento/ metodología+

Memoria de cálculo +

Resultados

Conclusiones

Bibliografía +

Resumen

Los combustibles de mayor explotación son los derivados del petróleo, dentro de los cuales el más aprovechado es el gas licuado de petróleo (gas LP), el cual es el más utilizados  a nivel doméstico e industrial; sin embargo, el tratamiento de los desechos orgánicos procedentes de los residuos animales (excretas), por métodos biológicos, apunta como  una gran oportunidad de cubrir la demanda energética. Dichos residuos,  forman parte fundamental para el desarrollo de las comunidades y hace necesario la implementación de nuevas alternativas más eficientes para satisfacer la demanda a un bajo costo, es por ello que el reciclaje de excretas es una alternativa para sustituir la limitada disponibilidad de las fuentes de energía así como su distribución.

Las familias dedicadas a actividades primarias poseen cabezas de ganado y residuos de  sus actividades de agricultura, por tanto pueden aprovechar el estiércol para la producción de su propio combustible de manera sustentable sin requerir una inversión  mayor, ni un proceso  complejo. Por tanto, este es un proyecto encaminado en la experimentación y  desarrollo, basado en dos ejes principales: en primer lugar, la construcción de un biodigestor con materiales de fácil acceso, para la obtención de biogás con excretas de ganado bovino y excretas avícolas, como alternativa de combustible a escala domiciliaria, y en segundo, creando una metodología para el máximo aprovechamiento de estos residuos y estimar los costos de fabricación y producción.

Palabras clave: Digestión, tiempo retención, biogás, bioenergía, biodigestor

Introducción

Un biodigestor es un sistema en el que, a base del proceso de fermentación anaerobia, las bacterias que se encuentran en los desechos animales realizan el proceso de descomposición para que se genere el biogás. Este puede ser aprovechado a nivel doméstico como combustible, en iluminación utilizado lámparas de gas  o a gran escala para la generación de electricidad. Los biodigestores se caracterizan por su bajo costo, fácil instalación y mantenimiento, ya que estos pueden construirse con materiales reciclados y así darles un nuevo uso, por ello se considera una tecnología apropiada para la implementación tanto en zona rural como urbana.

Uno de los factores que contribuye a aumentar la demanda energética es el crecimiento demográfico, sin embargo, ante tal reto de abastecer a la población e fuentes de energía (combustibles y electricidad) se hace necesario la implementación de nuevas alternativas más eficientes para satisfacer la demanda a un bajo costo, es por ello que el reciclaje de excretas es una alternativa para sustituir la disponibilidad limitada de las fuentes de energía así como su distribución.

Esta propuesta de generación de biogás también ataca uno de los sectores más afectados en materia de salud, ya que las enfermedades respiratorias en mujeres más recurrentes es debido a la inhalación de humos productos de la quema de leña, el constante contacto con estos gases, por una exposición prolongada,  deteriora la salud de la familia entera. El biodigestor ayudaría a disminuir estas cifras en zonas rurales principalmente que es donde hasta el día de hoy se sigue utilizando la madera como combustible para su uso diario.

Objetivos

Objetivo 1

Diseñar e implementar un biodigestor  para evaluar su impacto ambiental y económico para uso doméstico.

H1

Que la obtención de biogás a través de las excretas de ganado bovino sea viable para reducir el consumo de gas L.P. y de esta manera se le pueda dar un mejor y eficiente uso a este tipo de residuos orgánicos.

Objetivo 2

Comparar la cantidad de biogás que se obtiene de las excretas de ganado bovino y de aves.        

H2

Mayor obtención de biogás de las excretas de ganado bovino en comparación con el de gallinas, dado el mayor volumen y cantidad de desechos orgánicos que se obtienen de cada animal.

Objetivo 3        

Comparar y evaluar los costos entre el gas L.P. y el biogás.        

H3

Que los costos del biogás sean menores para realizar  más implementaciones y darle un mejor aprovechamiento a los residuos orgánicos de los animales, y de esta forma disminuir emisiones de GEI.

Objetivo 4        

Estimar los costos de la elaboración del sistema y de acuerdo a la producción de biogás determinar en cuanto tiempo se amortizará la inversión.        

H4

Que los costos tanto de diseño como de implementación sean bajos y puedan redituarse a corto plazo.

Hipótesis

Que la obtención de biogás a través de las excretas de ganado bovino sea viable para reducir el consumo de gas L.P. y de esta manera se le pueda dar un mejor y eficiente uso a este tipo de residuos orgánicos.

Antecedentes

El Biogás proviene de la descomposición de materia orgánica ya se de origen animal (excretas de ganado porcino, bovino, ovino entre otros), vegetal (residuos de nopal,  vegetales, etc.) e incluso se puede obtener de las aguas residuales. Esto se lleva a cabo a través de la intervención de bacterias que degradan la materia orgánica.

Fue en India, en el año de 1890 cuando se construyó el primer biodigestor a escala real. Seis años más tarde en Inglaterra se alimentaban  lámparas de alumbrado con biogás que se recolectaba  de los biodigestores en los cuales se fermentaban aguas residuales. Pero fue en el año 1600 cuando comienza se   aludir  a cerca del biogás.  En Europa comenzaron a extenderse fábricas que producían biogás, este se empleaba en automóviles y tractores de esa época. A demás comienzan a difundirse los tanques Imhoff que se utilizan para dar tratamiento a las aguas residuales, esta difusión se da principalmente en zonas rurales  en Europa, China e India quienes se convierten en los líderes de esta tecnología.

Sin embargo la difusión fue interrumpida por el consumo de combustibles fósiles, pero con la crisis energética de la década de los  70´s,  nuevamente se retomaron las investigaciones y distribución hasta llegar a lo que hoy  se conoce como proceso de biodigestión y tecnologías más innovadoras.

En la actualidad los principales  países generadores de  este tipo de  tecnología son: China, India, Filipinas, Holanda, Gran Bretaña,  Suiza, Italia, Alemania y Estados Unidos.

El biogás es un  gas combustible,  es   una mezcla de gases compuesta por CH4, CO2, O2, N2, H2 y vapor de  agua.

Elaboración Propia (Red Mexicana de Bioenergía )  

Fuente: Deublein y Steinhauser

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