Centro de Estudios Tecnológicos en Aguas

Continentales. 01 Jocotepec, Jalisco

“Marcos Castellanos”.

Biogás: Alternativa energética

sustentable para México.

Castellanos- Villa, Manuel Ángel.

Huerta- García, Norma Angélica.

Jocotepec, Jalisco a 30 de agosto de 2012.

• Los seres autótrofos (plantas,

fitoplancton, bacterias, etc.), tienen la

capacidad de emitir gases a la atmósfera

al efectuarse su degradación, mismos

que bajo factores físicos, químicos y

biológicos apropiados, producen biogás.

Autótrofos

Energía

El mayor problema de las

naciones.

En los últimos años hemos observado infinidad

de problemas alrededor del mundo acerca del

precio mundial del petróleo, los combustibles y

su efecto en las políticas energéticas de las

naciones. En los países ricos tal hecho ha

provocado un gran desarrollo en la explotación

de reservas aparentemente “ilimitadas” de

fuentes de energía baratas mientras que en los

países pobres se ha presentado un aumento

de su ya crítica situación, originando de esta

forma un largo camino entre sus necesidades

y su posibilidad de satisfacción.

Objetivo general

Diseñar y construir un Biogenerador

productor de biogás por medio de

desechos orgánicos.

Objetivos específicos

• Brindar una alternativa confiable de suministro

de energía.

• Aprovechar la producción natural de metano

(CH4).

• Disminuir la contaminación atmosférica.

• Ayudar al planeta y a la preservación de

recursos no renovables como el petróleo que

día a día amenaza con desaparecer.

Antecedentes historicos.

El biogás mundial

El metano en Ameríca latina

El biogás en México

• Según el Inventario Nacional de

Emisiones de Gases de Efecto

Invernadero, elaborado por la

SEMARNAT el 5.99% de los gases de

efecto invernadero son producidos por

actividades ganaderas, especialmente

por el manejo del estiércol.

• Los gases contaminantes que produce

son metano (40 - 70%), bióxido de

carbono (30- 60%), hidrogeno (0- 1%),

sulfuro de hidrogeno (0- 3%), entre otros.

Esquema tecnológico

Obtención de bigás por

sistemas especializados

Laguna cubierta

Metodología Biodigestor portatil

casero.

1. Se elegió un garrafón de 19 L. y el material

correspondiente. (en este caso fue un garrafón

anteriormente utilizado para almacenar

productos de limpieza) (Digestor)

2. Se lavó el garrafón con cloruro de benzalconio

al 0.5%, procurando eliminar los residuos de

cualquier otro producto antes almacenado para

evitar alteraciones en los resultados.

3. Se colocó una llave al digestor con la

implementación de aditamentos herméticos.

4. Se verificó que no sucedieran fugas.

5. Se calculó la capacidad del digestor y se

preparó una mezcla que contenia

alrededor de 20% de sólido y 80% de

agua. (200gr por cada litro.)

6. Se llenó el digestor con la mezcla.

7. Se cerró y se agitó un poco, al terminar se abrió el

digestor y se midió el pH utilizando un potenciómetro

marca Hanna, si la mezcla se encontraba ácida (pH 0-

6), se le agregó un poco de CaCO3 (carbonato de

calcio) para basificar (pH 8-14) la mezcla dentro del

rango ideal, al terminar se cerró muy bien el digestor.

8. Se dejó en un lugar donde recibiera los rayos solares

todo el día para que pudiera alcanzar una temperatura

adecuada (25-30 °C).

9. Al cumplir un día, se abrió un poco la llave

para purgar el CO2 y se cerró muy bien.

10. Durante los próximos 10 días se agitó a

diario durante un minuto y se procuró purgar el

CO2.

11. Adaptadas las conexiones y la manguera

se pudó utilizar la producción de metano en

práctica de campo en la determinación de olor

en muestra de agua. (Norma Mexicana NMX-

AA-083-1982. Análisis de agua. Determinación

de olor.

Resultados

Secuencia de

biodigestores.

Biodigestor 1

Prueba con excremento

de vaca.

Juinio/ Julio 2011

Materia orgánica. H2O. PH CaCO3 PH T°C ambiente

maxima.

1 Kg. 5 L. 8 10 gr. 10 25-27

• * El olor presentado es similar al del azufre o

el gas L.P. con variaciones muy leves.

• *La mayor parte del biogás producido se

escapó por mal acondicionamiento del

biodigestor.

Biodigestor 2

Prueba con excremento

de caballo.

Septiembre/ Octubre 2011

Materia

orgánica. H2O. PH CaCO3 PH T°C ambiente

máxima.

1 Kg. 5 L. 6 10 gr. 8 26-27

El día 15 se observó nuevamente el biogás,

pero desafortunadamente este se escapó ya

que era demasiada presión para el digestor.

• En este segundo biodigestor se

tomaron otras precauciones al acondicionarlo,

pero desafortunadamente no fueron

suficientes ya que la presión del biogás era

demasiada para la tapa.

Biodigestor 3

Face experimental con

excremento de caballo.

Septiembre 2011/ Marzo 2012

Materia

orgánica. H2O. PH CaCO3 PH T°C ambiente

máxima.

1.5 Kg. 5 L. 6 10 gr. 8 22

Observaciones

* En este biodigestor se decidió modificar

algunos parámetros establecidos en los

anteriores, ya que se decidió ubicarlo en una

zona careciente de rayos solares.

* A la tapa se agregaron aditamentos

económicos para mantener hermética la mezcla

en su interior.

* Se decidió dejar el digestor el mayor tiempo

posible, para observar las variaciones de

resultados.

* El biogás producido durante las 22

semanas de almacenaje se utilizo

periodicamente cada 22-25 dias.

* Curiosamente bajo estas condiciones

y las medidas tomadas para evitar

fugas, la producción de biogás fue, a

gran escala; mucho mayor.

* La flama que salía del

biodigestor tubo una duración

aproximada de 43 minutos,

encendiéndola en periodos de

30 a 40 segundos por medidas

de seguridad.

* El color de la flama producida por el

biogás era en casi su totalidad azul

solo con matices de amarillo en límite

de la prolongación de la flama.

Biodigestor 4

Prueba con perifiton.

Abril/ Mayo 2012

Especie perifiton.

Materia organica. H2O. PH extracto de

alga. PH H2O. T°C ambiente

máxima.

Clorophyta 0.85 Kg. 2 L. 7 6 23 - 26.5

Biodigestor 5

Prueba con desechos

órganicos del hogar.

Abril/ Mayo 2012

Materia orgánica H2O PH extracto desechos

PH mezcla T°C ambiente máxima

Tipo de materia orgánica

1.2 Kg 3 L. 7.5 8 28 - 29 Cascaras, vegetales y frutas en degradación

Comparación de resultados

Resultados esperados

Beneficios

microeconómicos.

•

COSTO INICIAL MATERIAL 1 MES 1 AÑO 10 AÑOS PROMEDIO Y COSTO TOTAL (incluyendo costo inicial)

$850°° +

$327°°

$1,177

*Un tanque de 30kg

*30kg de gas L.P.

(consumo) 30L

Costo: $327°°

(consumo)

360L

Costo: $3,924

(consumo)

3,600L

Costo: 39,240

1L= $10.9

Total 10 años:

$40417°°

L: 3,600

Ahorro:

$36,967°°en 10 años

En un año:

$3,696.7°°

$300°°

$200°°

$50°°

$450°° ( por biodigestor

productor de 1/3 de

contenido de tanque de

gas L.P)

IGUALANDO

PRODUCCION

$1,650°°

( 30 L. Aprox.)

*1 tambo 50L.

*Conexiones y llave.

*accesorios aislantes.

Producción: 10L(equivalente)

Costo: $5°°

(por agua potable)

Producción: 120L

Costo: $60°°

(por agua potable)

Producción: 1200L

Costo: $600°°

(por agua potable)

1L= $2°°

Total 10 años: $1,150°°

Igualando producción

$3,450°°

Costo total con agua

captada de lluvias o del

Lago.

$1,650°°

Ahorro

$38,767°° en 10 años

Aplicación

• Normalmente puede utilizarse directamente

como cualquier otro gas combustible, pero

como fuente de energía limpia (al no

contaminar) y darle diversos usos como:

alumbrado publico, uso doméstico, generación

de electricidad, bombeo de agua y otras tantas

aplicaciones en las cuales se necesite una

fuente de calor a base de gas.

Beneficios

• Producción de energía (calor, luz, electricidad)

• Transformación de desechos orgánicos en

fertilizante de alta calidad.

• Mejoramiento de las condiciones higienicas.

• Beneficios ambientales.

• Beneficios micro-económicos (sustitución de

energia y fertilizantes) y macro-económicos

(reducción de costos de importación y

protección ambiental).

Discución

• La producción biogás puede verse

afectada por factores como la

temperatura, contenido de agua, tipo de

materia orgánica utilizada, etc.

• Es posible que en algunas ocasiones requiera

procesos distintos de producción y medidas de

seguridad, ya que cuando el biogás se mezcla

con aire en una porción de 1 a 20, se forma

una mezcla altamente explosiva y por lo tanto;

las pérdidas de las tuberías ( en sistemas ya

especializados) en espacios cerrados

constituyen un peligro potencial.

• El valor calorífico del biogás que se ha

estimado es cerca de 6 kwh por metro cúbico;

es decir, que un metro cúbico de biogás es

equivalente a apróximadamente 1/2 litro de

combustible diesel, claro que ésta cifra puede

variar dependiendo de los factores que

intervengan en su producción.

Conclusión

• Al poner en práctica este proyecto tecnológicamente

ecológico se solucionaría en cierta parte la demanda

energética, traería beneficios microeconómicos a las

familias mexicanas, beneficios macroeconómicos para

algunas industrias, se brindaría un fertilizante rico en

materia orgánica de alta calidad para nuestros cultivos,

ayudaríamos a la conservación de recursos no

renovables y a la disminución de la deforestación,

contaminación de suelo, aire y agua.

Bibliografía

• León de la Cruz Andrés y Chávez Romero

Alejandro. (2003) "La biblia de fisica y

quimica." Mexico D.F. Editorial Letrearte S.A.

RIO BALSAS 52-1.

• Monroy H. Oscar y Viniegra G. Gustavo (1990)

" Biotecnologia para el aprovechamiento de los

desperdicios orgánicos." Mexico D.F. AGT

Editor. Lenz del Rio Alberto. 1978.

• Leon Quintanar Andrés. (2005) "Guía de tareas

y metodos de estudio" Mexico D.F. Editorial

Letrearte S.A. RIO BALSAS 52-1.

• www.afexparachicos.tripod.com/biogas.

• www.bioenergeticos.gob.mx