ELABORACION DE UN BIODIGESTOR

G. RAMIREZ

J. PEREZ     

INTRODUCCION

El biodigestor  es un sistema natural que aprovecha la digestión anaerobia (en ausencia de oxigeno) de las bacterias que ya habitan en el estiércol, para transformar este en biogás y fertilizante. El biogás puede ser empleado como combustible en las cocinas, o iluminación, y en grandes instalaciones se puede utilizar para alimentar un motor que genere electricidad. El fertilizante, llamado biól, inicialmente se ha considerado un producto secundario, pero actualmente se esta considerando de la misma importancia, o mayor, que el biogás ya que provee a las familias campesinas de un fertilizante natural que mejora fuertemente el rendimiento de las cosechas.

Definido de otra manera el biodigestor es en su forma más simple, un contenedor cerrado, hermético e impermeable (llamado reactor), dentro del cual se deposita el material orgánico a fermentar (excrementos de animales y humanos, desechos vegetales, no se incluyen cítricos ya que acidifican, etcétera) en determinada dilución de agua para que se descomponga, produciendo gas metano y fertilizantes orgánicos ricos en nitrógeno, fósforo y potasio. 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 hidropresión y postratamiento (filtro y piedras, de algas, secado, entre otros) a la salida del reactor.

BIODIGESTION

El fenómeno de biodigestión ocurre porque existe un grupo de microorganismos bacterianos anaeróbicos presentes en el material fecal que, al actuar sobre los desechos orgánicos de origen vegetal y animal, producen una mezcla de gases con alto contenido de metano (CH4) llamada biogás, sumamente eficiente si se emplea como combustible. Como resultado de este proceso genera residuos con un alto grado de concentración de nutrientes y materia orgánica (ideales como fertilizantes) que pueden ser aplicados frescos, pues el tratamiento anaerobio elimina los malos olores y la proliferación de moscas.

Se debe controlar ciertas condiciones pH, presión y temperatura a fin de que se pueda obtener un óptimo rendimiento.

El biodigestor es un sistema sencillo de implementar con materiales económicos y se está introduciendo en comunidades rurales aisladas y de países subdesarrollados para obtener el doble beneficio de conseguir solventar la problemática energética-ambiental, así como realizar un adecuado manejo de los residuos tanto humanos como animales.

Ventajas de la biodigestión

Ø  Proporcionar combustible (biogás) para suplir las principales necesidades energéticas rurales.

Ø  Reducir la contaminación ambiental al convertir las excretas, que hacen proliferar microorganismos patógenos, larvas e insectos, en residuos útiles.

Ø  Producir abono orgánico (bioabono), con un contenido mineral similar al de las excretas frescas e igualmente útil para los suelos y los cultivos.

Ø   Mediante la digestión por bacterias anaeróbicas se destruyen microorganismos, huevos de parásitos y semillas de maleza

Ø  contenidos en las excretas frescas, quedando el fertilizante residual libre de tales gérmenes y plantas indeseables.

Construcción y diseño de un Biodigestor

 Arriba es un dibujo del perfil de un biodigestor para tener una idea básica de su concepto. En el dibujo, A representa el tanque donde se va a digerir la mezcla de agua y estiércol. Cuando uno está trabajando con el estiércol de vacas en un biodigestor de este tamaño (1.9 metros de hondo X 1.5 metros de ancho X 3 metros de largo), hay que echarle 10 galones de agua y 5 galones de estiércol cada día. Con el uso del los desechos porcinos, uno puede trabajar con una relación 1:1, o sea, 5 galones de agua por el mismo volumen de desechos.

Hay que tener en cuenta que para ganado vacuno que se alimenta de grano probablemente va a tener desechos más favorables a la digestión con la proporción de agua y desechos de 1:1. En el dibujo, B y C representan el tubo de entrada y el tubo de salida respectivamente. El tubo de entrada debe entrar en el tanque cerca del fondo, y el tubo de salida debe entrar en el tanque justo por debajo de la primera fila de bloques de cemento. D y E representan la pila de carga y la pila de descarga respectivamente. La pila de carga debe tener un volumen mayor de 15 galones para poder mezclar el agua con los desechos antes de ingresar la mezcla al tanque. También, en el dibujo los círculos verdes representan los pines que van a sostener el marco del plástico en el caso de una bajada en el nivel de la mezcla en el tanque. Los círculos morados representan los ganchos que van a estar contra el marco del plástico mientras que intenta flotarse hasta la superficie. Los tubos con curvas que están en los dos lados del tanque son los tubos por los cuales pasa la soga delgada que es para mezclar el contenido del tanque para que no se forme una capa sólida por la superficie que puede ahogar a las bacterias que digieren adentro. Atados a esta soga estarán desde 3 hasta 5 envases (un galón cada uno) llenos hasta la mitad con arena que van a ayudar a batir la mezcla. En el dibujo, la raya amarilla suspendida representa el nivel de la mezcla líquida dentro del tanque. Nótese que el nivel está parejo con el nivel del tubo de salida. Esta paridad es importante porque cada día, cuando se echa la mezcla, el mismo volumen debe salir del tubo de salida que entró por la pila de carga. Este líquido que sale de la salida se recoge en un balde (pila de descarga) para echar a cualquier planta como fertilizante. La bolsa negra sobre el tanque es el plástico y su marco que se intenta flotar, se acomoda contra los ganchos y que coge el biogás que se escapa de la superficie de la mezcla. Las flechas representan el biogás que luego se escapa por el hoyo en el medio del plástico y se va por el tubo PVC hasta la cocina donde se quema para cocinar.

Para construir un biodigestor de esta clase, hay que cavar el hueco primero. El hueco debe ser de 1.5 metros de ancho, 1.3 metros de hondo  y 3 metros de largo (o más si puede abastecer un tanque más grande). Luego, hay que cavar las dos sanjas, una para el tubo de entrada y otra para el tubo de salida. La zanja de entrada se debe cavar a un ángulo de unos 45°, entrando el tanque tan cerca del fondo posible, dejando no más de 30 centímetros entre el punto de la entrada y el fondo del tanque. El tubo de entrada debe estar por encima del tanque por lo menos unos 70 centímetros. El tubo de salida se debe cavar a un ángulo de 30° con la zanja entrando el tanque no por debajo de 30 centímetros desde la cima del hueco de 1.3 metros. También, con el tubo de salida, hay que dejar un pedazo de tubo que va 40 centímetros sobre el nivel del tanque para ser cortado más tarde ajustar el nivel del líquido dentro del tanque.

Luego, hay que hacer las paredes de cemento. La cantidad de materiales se puede variar para hacer esto, porque hay gente que usa diferentes proporciones de cemento, arena y piedra para hacer la mezcla.

Cuando estén listas las paredes, Ud. puede pegar las filas de bloques por la orilla del tanque. En la primera fila se pone un pin por cada dos bloques en el medio de lo alto del bloque. Los pines deben meterse unas 2-3 pulgadas para poder sostener el marco del plástico en el caso que se baje el nivel del contenido del tanque. Mientras que pone la primera fila, Ud. puede meter los tubos para la soga para mezclar por debajo de los bloques en el medio de cada uno de los dos lados más cortos del tanque. (Esto se puede observar en la siguiente figura) Luego, en la segunda fila de bloque, hay que meter un gancho en cada espacio entre los bloques por cada lado del tanque. Después de poner la tercera fila de bloques, lo único que queda para hacer el tanque es el piso que puede ser de la misma mezcla de cemento que se usó para las paredes, requiriendo más o menos un saco de cemento.

Ahora que tiene el tanque listo, Ud. puede hacer la casita que va a proteger el biodigestor. Esta se puede hacer de varias maneras de hacerlo con los materiales que más le convengan. Sin embargo, hay que tener en cuenta que es importante cubrir el tanque completamente y hasta un poco más para evitar que se meta agua en el tanque que puede diluir la mezcla que está adentro, tanto como contacto directo o con rayos de sol que pueden hacer daño al plástico.

Otra parte que se puede hacer en este momento es la pila de carga. Esto es algo que también se puede hacer con los materiales que mejor le convengan, pero cualquier cosa que tenga más de 15 galones de volumen va a servir para montarse en el tubo de entrada. Va a necesitar algo para tapar el hueco del tubo de entrada para poder mezclar el agua y el estiércol. Se puede meter algo para tapar el hueco, pero hay que tener una cadena o una soga atada para no tener que meter la mano en la mezcla para introducir el líquido al tanque. Otra forma de hacerlo que tal vez sea mejor es de ponerle una llave de paso al tubo de entrada para poder tenerlo cerrado mientras que se mezcla el líquido.

Ahora puede preparar el plástico para poner sobre el tanque. Primero, hay que poner el plástico en un piso plano y limpio. (libre de piedras y otra basura puede hacer daño al plástico). Cuando el plástico esté en el piso y cortado a las dimensiones de 5.5 metros por 2.8 metros, Ud. puede marcar una línea 20 centímetros dentro del plástico a lo largo del su orilla. Luego, corte cuatro formas pentagonales en cada una de las cuatro esquinas. Cada lado de los pentágonos debe medir unos 10 centímetros. Guarde estos pedazos para utilizar más tarde. Luego, use pegamento para tubo PVC para pegar las orillas del plástico parejamente con la raya que ya hizo 20 centímetros adentro. Esto va a formar unos bolsillos por las orillas con unos huecos en cada esquina donde se van a meter los tubos para formar el marco del plástico.

Luego, hay que hacer un hueco pequeño en el medio del plástico. Para hacer esto hay que doblar el plástico como una cobija unas dos veces. (El resultado será un plástico que es cuatro pedazos de grueso) Luego, en la esquina que corresponde al puro medio del plástico, hay que cortar un poco en la pura punta. Desdoble el plástico y verá un hoyo muy pequeño en el medio del plástico. Luego, tome dos de los pentágonos de antes y córtelos para ser dos cuadrados con los lados de 10 centímetros. Haga un hueco igual que el hueco en el plástico en el puro medio de cada uno de los dos cuadrados. Luego, usando el pegamento PVC, pegue los cuadrados al plástico, uno por un lado y el otro por el otro lado. Estos cuadrados van a evitar que se rompa el plástico en este punto más vulnerable. Luego, en por el lado del plástico que Ud. escoja como la parte abajo, ponga una arandela y luego un adaptador hembra. Por el otro lado, la parte de arriba, ponga otra arandela y un adaptador macho que va a conectarse con la hembra y, por el otro lado, con el tubo PVC de 1/2" dentro del cual se va el biogás para la cocina.

Ahora puede preparar el marco de tubo PVC de 1/2" que sostiene dentro de la orilla del tanque el plástico de ya se ha preparado. Para hacer esto hay que cortar los cuatro lados del marco para caber dentro de las filas de bloques. Los cuatros lados se van a conectar a cuatro codos para ser un solo marco; entonces, hay que tomarlos en cuenta cuando se miden los lados del marco. Ya cuando estén cortados los tubos, se puede meter por los bolsillos ya hechos en las orillas del plástico. Luego, hay que conectar los codos a las cuatro esquinas para terminar el marco. Ahora puede acomodar el marco por debajo de los ganchos. Luego, se puede conectar un pedazo de tubo al adaptador que está en el medio del plástico. Si lo necesita, Ud. puede poner un codo para guiar el biogás en una dirección predilecta para ir a la cocina. (Como se ve en la siguiente imagen).

 Ahora, a poca distancia del biodigestor pero todavía dentro de la casita del biodigestor, Ud. tiene que poner un sello de agua dentro de una botella de plástica por si se infla demasiado la bolsa, el agua tiene donde emitir la presión excesiva. Como en la foto, hay que meter un tubo por lo menos dos pulgadas por debajo de la superficie del agua dentro de la botella. Luego, hay que poner una llave de paso para cerrar el biogás cuando hay un periodo prolongado sin uso. Luego, hay que ponerle a la tubería un tubo de 1" suficientemente largo para meterle 3 o cuatro pedazos de alambrina (utilizado para filtrar impurezas del biogás). Esto va a ser el filtro que quita eso del biogás que puede manchar las ollas de la cocina. Luego, hay que ponerle otra vez la tubería de 1/2" para pasar el biogás hasta la cocina.

Ya cuando el tubo alcance la cocina, Ud. tendrá que hacer la conexión a la plantilla que tiene. Esto no va a ser necesariamente difícil, pero por la variedad de plantillas y materiales para meter los tubos, no voy a prescribir un método para usar en este paso. Cuando tenga los tubos conectados, Ud. puede subir el nivel del agua unos 15 centímetros por encima de los ganchos del tanque. También, puede echarle al tanque la mezcla de agua y desechos animales en las proporciones ya indicadas. El tanque va acumulando y digiriendo los desechos animales, y dentro de unas tres semanas de cuidado continuo, va a tener buena producción de biogás para empezar a cocinar con su nuevo biodigestor.

CONCLUSION

La utilización de los biodigestores ofrece grandes ventajas para el tratamiento de los desechos orgánicos de las explotaciones extrae gran parte de la energía contenida en el material sin afectar, su valor fertilizante y controlando de manera considerable con malos olores y asi disminuir  la contaminación ambiental, obtenemos gas para que asi sirva como un recurso alternativo y económico.

Se puede destacar a la vez la importancia que tiene la produccion de biogas a traves de los biodigestores  con un ejemplo muy comun en algunas partes en donde lo utilizan para la cocina y en donde ha dado muy buenos rendimientos, dandole un buen  uso a los desechos organicos y ademas  disminuyendo el impacto ambiental.CIBERGRAFIA

·         http://www.gstriatum.com/energiasolar/articulosenergia/260-que-es-biodigestor.html.  Fecha 26 de septiembre de 2010. Hora: 10:23 AM.

·         http://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080714160947AA2a01c. Fecha 26 de septiembre de 2010. Hora: 11:05 AM.

·         http://www.utafoundation.org/publications/botero&preston.pdf. Fecha 26 de septiembre de 2010. Hora: 2:37 PM.

·         http://www.ruralcostarica.com/biodigestor-2.html. Fecha 26 de septiembre de 2010. Hora: 3:30 PM.