biodigestor conservacionista - Ministerio de Agricultura y Ganadería

BIODIGESTOR CONSERVACIONISTA
metanogenética en gas metano CH4 y dióxido de carbono
CO2 a los 20 o 30 días de iniciado el proceso.
BIOGAS
Entre lo factores de producción de gas en el Biodigestor, se
Término que se aplica a la mezcla de gases que se obtienen a partir de la
descomposición en un ambiente anaerobio (sin oxígeno)
1
de los residuos
puede mencionar. La temperatura entre 20 a 33 Grados, pH 7,
5
relación sólido líquido entre 1 parte de estiercol y 1.5 a 3 de
2
orgánicos, como la boñiga, el estiércol animal, o la cambinación de ambos
3
agua, la cual no debe contener detergentes o antibióticos
4
productos y desechos de los vegetales .
EL GAS
EL PROCESO DENTRO DEL DEPÓSITO
En este proceso realizado por bacterias, se libera un mezcla de gases (55 a
70%) formada por :
Metano
Dióxido de
carbono
Hidrógeno
Nitrógeno
Ácido sulfúrico
La producción de biogas, además de aprovechar materia considerada como
desperdicio, origina como subproducto un fertilizante de calidad excelente. El
biogas tiene mucha importancia en los países en desarrollo, y en los
industrializados está aumentando la atención por este combustible.
Los gases se expanden libremente hasta llenar el recipiente
que los contiene, y su densidad es mucho menor que la de los
líquidos y sólidos.
Es un combustible económico y renovable; en la Región
6
Brunca se usan principalmente en cosinar los alimentos y en
algunos paises se utiliza en vehículos de motor, para mezclar
con el gas del alumbrado y para usos industriales
Los desechos estan.
Compuesto de
Proteínas
Grasas
Carbohidratos
Se transforman
Compuestos
solubles
Acidos grasos
Aminoácidos
en donde las bacterias los transforman en ácidos orgánicos simples como el
ácido acético y propianico los cuales se tranforman por medio de las bacterias
Metano, llamado gas de los pantanos, compuesto de carbono
e hidrógeno, de fórmula CH4, es un hidrocarburo, el primer
miembro de la serie de los alcanos.
Es más ligero que el aire, incoloro, inodoro e inflamable. Se
encuentra en el gas natural, como en el gas grisú de las
minas de carbón y como producto de la descomposición de la
materia en los pantanos.
El metano puede obtenerse mediante la hidrogenación de
carbono o dióxido de carbono, por la acción del agua con
carburo de aluminio o también al calentar etanoato de sodio
con álcali.
1
Existen varios modelos. Es un depósito escabado en el suelo, de 1.5 de profundidad,1.5 de ancho
y de 5 a7 metros de largo, cubierto de plástico en la parte superior, con una cavidad para el
depósito del gas, el cual es llevado con mangera de poliducto hasta una mecha de hierro, en donde
ocurre su combustion.
2
Estiércol, desechos vegetales o animales utilizados como fertilizante. Rico en humus (materia
orgánica en descomposición), el estiércol libera muchos nutrientes importantes en el suelo
3
Vaca,cerdo, caballo, Oveja, Aves.
4
Lirios acuáticos, pulpa de café, paja de arroz, desechos de frutas, otros deschos
5
Relacion C/N.Vaca 2 boñiga,5 agua.Caballo 2 boñiga, 6 agua. Cerdo
2 excremento, 3 agua
6
Al quemarse da una llama azul de 5400 kilocalorias/m3,equivalente a 0.61
litros de diesel.
El metano tiene un punto de fusión de -182,5 °C y un punto de ebullición de 161,5 °C. El metano es apreciado como combustible y para producir cloruro de
7
8
9
hidrógeno, amoníaco , etino y formaldehído.
MINISTERIO DE AGRICULTURA Y
Este gas es contaminante de la capa de osono y contibuye al calentamiento
global.
GANADERIA
Fuentes : Castillo, G.ITCR
Hashimoto A.G. Y.R Chen. Methane and Protein fron animal feedlot wastes, Jornal of
Soil an Water Conservation 1979.
SISTEMAS DE PRODUCCION
Experiencias de los autores.
AGROPECUARIA CONSERVACIONISTA
7
Cloruro de hidrógeno, gas incoloro, corrosivo e ininflamable, de fórmula HCl, y con un olor
BIODIGESTOR CONSERVACIONISTA
característico penetrante y sofocante. Tiene un punto de fusión de -114,22 °C, un punto de
ebullición de -85,05 °C y una densidad relativa de 1,268 (aire = 1,000). Se disuelve fácilmente en
agua: 1 volumen de agua a 20 °C absorbe 442 volúmenes de cloruro de hidrógeno gaseoso a la
presión atmosférica.
Entrada
salida gas metano
8
Amoníaco, gas de olor picante, incoloro, de fórmula NH3, muy soluble en agua. Disuelto en
agua, el amoníaco se convierte en hidróxido de amonio, NH4OH, de marcado carácter básico y
Plástico
similar en su comportamiento químico a los hidróxidos de los metales alcalinos. Su punto de
PvC
fusión es -77,7 °C, su punto de ebullición -33,35 °C, y tiene una densidad de 0,68 a su
agua
Nivel de
temperatura de ebullición y a una atmósfera (760 mm Hg) de presión.El amoníaco era conocido
por los antiguos, quienes lo obtuvieron a partir de la sal amónica, producida por destilación del
o abono
estiércol de camello. El amoníaco es importante y se usa mucho en la industria química,
especialmente en la fabricación de fertilizantes y ácido nítrico.
9
Metanal o Formaldehído, compuesto de carbono, hidrógeno y oxígeno de fórmula HCHO o
CH2O, Es el más simple de los aldehídos. A temperatura normal es un gas de un olor
agua/boñiga
meses
Información.
penetrante. Puede ser comprimido hasta el estado líquido; su punto de ebullición es -21 °C. La
formalina es el nombre comercial de una solución que contiene un 40% de metanal y un 60% de
agua, o de agua y alcohol metílico. Se utiliza como desinfectante, insecticida, fungicida y
Equipo Agricultura Conservacionista (SIPCo)
Ingeniero Mario E Chávez R. Región Brunca
desodorante.
6/2002
desague 18
SUBPRODUCTOS
ORGANISMOS DENTRO DEL BIODIGESTOR
Las bacterias
10
Fertilizante, sustancia o mezcla química natural o sintética
utilizada para enriquecer el suelo y favorecer el crecimiento
son muy pequeñas, entre 1 y 10 micrómetros (µm) de longitud,
vegetal.
y son muy variables en cuanto al modo de obtener la energía y el alimento.
Están en casi todos los ambientes: en el aire, el suelo y el agua. Algunas se
encuentran en muchos alimentos y otras viven en simbiosis
11
con plantas,
animales y otros seres vivos.
Descomposición, es la división de un compuesto en sus componentes más
Las plantas no necesitan compuestos complejos. Sólo exigen
una docena de elementos químicos, que deben presentarse
en una forma que la planta pueda absorber. Dentro de esta
limitación, el nitrógeno, por ejemplo, puede administrarse con
igual eficacia en forma de urea, nitratos, compuestos de
amonio o amoníaco puro.
simples por medio de una reacción química. En química, un agente común de
Los suelos vírgenes suelen contener cantidades adecuadas
descomposición es el calor, que puede descomponer tanto los compuestos
de todos los elementos necesarios para la correcta nutrición
inorgánicos como los orgánicos.
de las plantas. La aplicación de fertilizantes adecuados
estimula el crecimiento sostenible de las plantas.
La descomposición también puede producirse por :
Entre los nutrientes necesarios, el aire y el agua aportan
Acción química
Catálisis
Enzimas
La luz
hidrógeno, oxígeno y carbono en cantidades inagotables.
El término descomposición se aplica también al fenómeno de desintegración
biológica o putrefacción causado por los microorganismos. La fermentación,
por ejemplo, es causada por la acción de las enzimas
Casi todos los suelos encierran abundancia de azufre, calcio,
hierro y otros nutrientes esenciales. El calcio suele añadirse al
suelo, pero su función primordial es reducir la acidez, no
actuar como fertilizante en sentido estricto.
10
Bacteria (del griego, bakteria, ‘bastón’), grupo abundante de organismos
unicelulares y microscópicos, que carecen de núcleo diferenciado y se reproducen por
división celular sencilla.
El nitrógeno se halla presente en la atmósfera en cantidades
enormes, pero las plantas no pueden utilizarlo de esta forma;
ciertas bacterias proporcionan a las plantas de la familia de
las Leguminosas el nitrógeno necesario, que toman del aire y
11
Simbiosis (del griego, symbioun, '
vivir juntos'
), en biología, la interdependencia de
dos organismos de especies diferentes.Se suele denominar mutualismo al tipo de
simbiosis en la cual los organismos cooperantes, o simbiontes, obtienen un beneficio
mutuo.
lo transforman mediante una serie de reacciones llamadas de
fijación de nitrógeno.
Los tres elementos que deben contener casi todos los
fertilizantes son nitrógeno, fósforo y potasio. En ocasiones, es
preciso añadir a éstos pequeñas cantidades de algunos otros, entre ellos boro,
cobre y manganeso.
MINISTERIO DE AGRICULTURA
Desde la antigüedad se usan muchos fertilizantes que contienen uno o varios
GANADERIA
12
elementos valiosos para el suelo. Así, el estiércol y el guano
contienen
nitrógeno, los huesos contienen pequeñas cantidades de nitrógeno y son ricos
en fósforo, las cenizas de madera encierran cantidades apreciables de potasio
EXTENSION AGRICOLA
Esencial para la agricultura moderna, el abuso de los fertilizantes puede ser
nocivo para las plantas, los cultivos y el suelo. Además, la lixiviación de los
SISTEMAS DE PRODUCCION AGROPECUARIA
nutrientes puede causar contaminación del agua y alteraciones como la
CONSERVACIONISTA
eutrofización o desarrollo excesivo de la vegetación
BENEFICIO ECOLOGICO
À
À
À
À
À
À
À
À
BIODIGESTOR II
El uso favorece a no cortar arboles para cosinar, seca o en carbón
Ahorra tiempo en acarreo de leña, en bodegas, lavado de recipientes por las
usuarias al no tiznar las ollas.
Ahorra dinero en compra de leña, carbón, gas y derivados de petróleo y
otros usos a futuro.
Elimina malos olores y moscas transmisoras y contaminantes
Ahorra en la compra de fertilizantes y en el abuso de éste
Los animales no escretan en el campo, contaminando fuentes de agua en
laas Microcuencas Hidrográficas
Favorece el uso al reducir el daño en la capa de ozono al liberar menos
metano a la atmosfera
Más árboles, menos metano, más dinero, mejor ambiente
CONSERVACIONISTA
SISTEMA DE ESCAPE AL TENER ALTA PRESION
GAS
pvc
Fuentes : Castillo, G.ITCR
Hashimoto A.G. Y.R Chen. Methane and Protein fron animal feedlot wastes, Jornal of
NIVEL DE AGUA
Soil an Water Conservation 1979.
Experiencias de los autores( Chavez,Chi,Gutierrez)
Equipo
S.I.P.Co
12
Guano (del quechua, huanu, estiércol), excremento seco de ciertos
vertebrados, especialmente aves marinas, valioso como fertilizante. Los
peruanos usaban el guano desde tiempos prehispánicos.
BRUNCA
GAS
TAMAÑO DEL BIODIGESTOR DE ACUERDO CON EL NUMERO
13
DE VACAS Y CERDOS Y LA PRODUCCION DE BIOGAS
vacas
Estañon de 200
litros de boñiga
al dia
1/4
1/2
6
12
12
22
½
22
40
40
75
Tamaño en
m3
Produccion de biogas en
m3
5
10
2.22
4.44
1
10
15
4.44
8.14
1
2
15
30
8.14
14.8
75
2
3½
30
50
14.8
27.75
150
3 1/2
7
50
100
27.75
55.5
Cerdos
Estañon de 200
litros de boñiga
al dia
0.25
0.5
15
25
25
40
0.75
40
85
85
200
Tamaño en
m3
Produccion de biogas en
m3
5
10
2.75
1.5
1
10
15
4.5
7.30
1
1.5
15
30
7.3
1.5
200
1.5
3.5
30
50
15
36
400
3.5
7
50
100
36
70
Consumo 0.42 m3/día/persona
Ley de Boyle-Mariotte. Si un gas se mantiene a temperatura constante, su
volumen es inversamente proporcional a la presión. Si se comprime un gas
hasta la mitad de su volumen inicial. Se duplica la presión.
Ley de Charles y Gay-Lussac. Si un gas se mantine a presión constante, su
volumen es directamente proporcional a la temperatura absoluta. Si se calienta
un gas hasta una temperatura dos veces mayor que la inicial (en Kelvins) el
volumen se duplica.
Material
presentación
Blocks para dos filas
Unidad
Cemento dos filas
Sacos
Arena dos filas
M cúbicos
Varilla construcción 3/8
Unidad
Varilla lisa (ganchos)
Unidad
Tubo pvc 1/2 " (marco)
Unidad
Codos pvc 1/2 "
Unidad
Pegamento para plástico
0.5 bot.
Plástico salinero negro de
Metros
0.25 mm
T de pvc 1/2 "
Unidad
Unidad
Unión pvc 1/2 " macho rosca
hembra lisa
Unidad
Unión pvc 1/2 " hembra rosca
macho liso
Unidad
Uniones 1/2 " corrientes sin
rosca
Tubo pvc 1/2 " (hacia la
Unidad
cocina) **
Llaves de paso pvc 1/2 "
Unidad
Tubo pvc de 4 "
Unidad
Pegamento para pvc 240 ml
Unidad
Transporte materiales
Zinc largo # 30
Láminas
Clavos 2 "
Kgs
cantidad
65
2
0.5
1
1
3
6
1
6
3
1
1
6
6
3
1
1
1
6
1
El cálculo de cantidades de block en las dos filas se hace,
sumando las distancias que se necesitan y se divide entre 0.40
de un block y se toma en cuenta la altura del block corriente a
0.20 metros.
También se usa este mismo cálculo para los modelos
Hashimoto A.G. Y.R Chen. Methane and Protein fron animal feedlot wastes,
Jornal of Soil an Water Conservation 1979
instalados en terrenos arenosos y que necesitan toda la pared
de blocks.
DISEÑO DE 5X1.5X1.5
13
Castillo, G.ITCR
Pioneros en la Construcción de biodigestores en Pérez Zeledón
Nombre
Tamaño
Material
Ovidio Barrantes
Enrique Torres
Iginio Segura
Florentino Mata
Jose Barrantes
Ramon Borbon
Onofre Valenciano
Hnos Garcia
Hnos Mata
7x2 metros
7x2
5x2
5x1.5
5x1.5
5x1.5
8x1.5
7x1.5
7x1.5
boñiga
boñiga
Boñiga
Boñiga
boñiga
boñiga
boñiga
boñiga
boñiga
Nombre
Tama
ño
MINISTERIO DE AGRICULTURA Y
Lugar
GANADERIA
Valencia
B. Vista
Chimirol
Canaan
L. Angeles
Canaan
P. Blancas
Q. Jara
Tambor
Material
EXTENSION AGRICOLA
Lugar
Daniel Solano Cardenas
3x1.5
cerdos cabras
Tirra
Miguel Calderon Valverde
3x1.5
cerdos
Tirra
Angel portuguez Arias
4x1.5
bovinos cerdo
B. Vista
Ricardo Acuña Vasquez
4x1.5
bovinos
B. Vista
Alderico Calderon Granados
3x1.5
bovinos
B. Vista
Pedro Portuguez Hernadez
5x1.5
bovinos
La Piedra
Wilbert Mata Elizondo
6x2
bovinos
Canaan
Rodolfo Elizondo Mora
4x1.5
bovinos
Herradura
Virgilio Elizondo Valverde
3x1.5
bovinos
S. Antonio
BIODIGESTOR IIl
CONSERVACIONISTA
DATOS TECNICOS DEL BIODIGESTOR
SISTEMAS DE PRODUCCION AGROPECUARIA
CONSERVACIONISTA
cerdos fruta
Oscar Vega Garcia
3x1.5
cerdo gallina
S. Antonio
Juan Luis Guevara
3x1.5
cerdo
S. Antonio
Roberto Vargas V.
3x1.5
cerdo
S. Antonio
Ovidio Herrera Solano
3x1.5
cerdo
S. Antonio
Wilfrido Mora Valverde
3x1.5
cerdo
Concepción
Pascual Mora Camacho
3x1.5
cerdo
Concepción
Autores
Ing. M.E.Chávez ,H.Chi., L.Gutiérrez.
Equipo de Sistemas Integrados de Producción Agropecuaria
Conservacionista SIPCo
Extensión Agrícola. P. Z.
2000