Biomasa.

Biomasa

Cuantificar la capacidad instalada máxima de un hogar estrato 3 que podrá atender un sistema de generación a partir de biomasa, si se cuenta con un total de (A+2) cabezas de ganado, (B+3) cerdos y (A+B) gallinas.

NOTA: La idea es establecer la generación de biogás que proporcionará el conjunto de animales y realizar un proceso de comparación con la curva del estrato.

A= 3 B= 7 5 cabezas de Ganado, 10 cerdos, 10 Gallinas

Introducción:

El biogás es un gas compuesto por alrededor de 60% de gas metano (CH4) y 40 % de bióxido de carbono (CO2) producto de la fermentación de los desechos sólidos sanitarios. Es un poco más liviano que el aire y posee una temperatura de inflamación de 700 ºC, y su llama alcanza una temperatura de 870 ºC. Con un contenido de metano mucho menor de 50 %, el biogás deja de ser inflamable.

El biogás puede ser utilizado como cualquier otro combustible uso que además de producir energía, reduce la contaminación y disminuye la cantidad de gases de efecto invernadero.

FIG 1.a Porcentaje de Metano en el biogás según animal

El BIODIGESTOR es una estructura en donde se fermentan excretas de animales e incluso del ser humano y se obtiene biogás. En su forma simple es un contenedor (llamado reactor) el cual está herméticamente cerrado y dentro del cual se deposita material orgánico como excremento y desechos vegetales (exceptuando los cítricos ya que éstos acidifican).

Los materiales orgánicos se ponen a fermentar con cierta cantidad de agua, produciendo gas metano y fertilizantes orgánicos ricos en fósforo, potasio y nitrógeno. Este sistema también puede incluir una cámara de carga y nivelación del agua residual antes del reactor, un dispositivo para captar y almacenar el biogás y cámaras de hidro-presión y post-tratamiento (filtro y piedras, de algas, secado, entre otros) a la salida del reactor.

El proceso de biodigestión se da porque existe un grupo de microorganismos bacterianos anaeróbicos en los excrementos que al actuar en el material orgánico produce una mezcla de gases (con alto contenido de metano).

Tipo de Animal Cantidad Peso vivo promedio kg Estiércol /cabeza /día [kg] Tiempo de Estación

Vacas 5 400 26,4000 19

Gallinas 10 1,5 0,0800 24

Cerdos 10 110 4,2100 24

Totales 25 511,5 30,6900

Tabla 1b. Cantidad de Animales en la Finca

Para el dimensionamiento de la capacidad del biodigestor es necesario de igual forma considerar los siguientes literales:

Cantidad de Agua requerida:

Los excrementos de los animales deben ser mezclados con agua para el funcionamiento correcto del biodigestor desde el punto de vista de la acción anaeróbica de las bacterias, la relación agua-estiércol (Kg) para cada uno de los animales de la finca se muestra a continuación:

Tipo de Animal Relación

Kg

Vacas 1:1

Gallinas 1:3

Cerdos 1:1 a 1:3

Tabla 2.c Relación estiércol agua según animal

VOLUMEN DIARIO DE BIOMASA

Partiendo del numeral anterior y considerando la característica húmeda de las heces fecales se considera que la densidad de la biomasa es la misma del agua es decir:

1 m^3=1000 Kg

TIEMPO DE RETENCIÓN

La biomasa requiere de un tiempo determinado para la descomposición total de sus elementos bajo la acción de las bacterias mesofílicas, este tiempo se ve estrechamente ligado a la temperatura del ambiente.

Para la ubicación de la finca que se encuentra en Piedecuesta Santander puede considerar una temperatura ambiente de 25 grados centígrados, para la cual se tiene un tiempo requerido para la biodegradación de la materia de 20 días.

VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO DE GAS

Las dimensiones del digestor deben permitir la totalidad de la biomasa (considerando su tiempo de retención) y un componente del volumen del gas producido diariamente que debe almacenarse.

Este cálculo se efectúa de acuerdo al tipo de animal tomando como referencia la figura 1.a en donde se destaca la cantidad de biogás útil por kg de estiércol para cada caso.

Tipo de Animal Cantidad kg estiércol total por día Agua requerida [kg] Biogás

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