Tesis ruiz, anchundia
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I UNIVERSIDAD LAICA “ELOY ALFARO” DE MANABÍ FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL TESIS DE GRADO PREVIO LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE INGENIERO INDUSTRIAL MENCION GESTIÓN DE LA SEGURIDAD INDUSTRIAL Y GESTION AMBIENTAL TEMA: “IMPLEMENTACIÓN DE UN BIODIGESTOR, PARA LA UTILIZACIÓN Y APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS GENERADOS EN LAS ACTIVIDADES PRODUCTIVAS DEL CAMAL MUNICIPAL DE MANTA.” DIRECTOR DE TESIS ING.ITALO PEÑA INTRIAGO AUTORES ANCHUNDIA DELGADO GERONIMO M. RUIZ CAICEDO BYRON IVAN MANTA – MANABI – ECUADOR
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I
UNIVERSIDAD LAICA “ELOY ALFARO” DE MANABÍ
FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
TESIS DE GRADO
PREVIO LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE
INGENIERO INDUSTRIAL
MENCION GESTIÓN DE LA SEGURIDAD
INDUSTRIAL Y GESTION AMBIENTAL
TEMA:
“IMPLEMENTACIÓN DE UN BIODIGESTOR, PARA LA UTILIZACIÓN Y
APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS GENERADOS EN LAS
ACTIVIDADES PRODUCTIVAS DEL CAMAL MUNICIPAL DE MANTA.”
DIRECTOR DE TESIS
ING.ITALO PEÑA INTRIAGO
AUTORES
ANCHUNDIA DELGADO GERONIMO M.
RUIZ CAICEDO BYRON IVAN
MANTA – MANABI – ECUADOR
II
2011 - 2012
UNIVERSIDAD LAICA “ELOY ALFARO” DE MANABÍ
FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
TESIS DE GRADO
PREVIO LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE
INGENIERO INDUSTRIAL
MENCION GESTIÓN DE LA SEGURIDAD
INDUSTRIAL Y GESTION AMBIENTAL
TEMA:
“IMPLEMENTACIÓN DE UN BIODIGESTOR, PARA LA UTILIZACIÓN Y
APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS GENERADOS EN LAS
ACTIVIDADES PRODUCTIVAS DEL CAMAL MUNICIPAL DE MANTA.”
DIRECTOR DE TESIS
ING.ITALO PEÑA INTRIAGO
AUTORES
ANCHUNDIA DELGADO GERONIMO M.
RUIZ CAICEDO BYRON IVAN
MANTA – MANABI – ECUADOR
2011 - 2012
III
UNIVERSIDAD LAICA “ELOY ALFARO” DE MANABÍ
FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
TESIS DE GRADO
“IMPLEMENTACIÓN DE UN BIODIGESTOR, PARA LA UTILIZACIÓN Y
APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS GENERADOS EN LAS
ACTIVIDADES PRODUCTIVAS DEL CAMAL MUNICIPAL DE MANTA.”
Sometida a consideración del Honorable Consejo Directivo de la
Facultad de Ingeniería Industrial de la Universidad Laica “Eloy Alfaro”
de Manabí, como requisito para obtener el título de:
INGENIERO INDUSTRIAL
Aprobado por el Tribunal Examinador:
______________________________ ___________________________
DECANA DE LA FACULTAD DIRECTOR DE TESIS
Ing. Leonor Vizuete Gaibor, Mba Ing. Italo Peña Intriago
__________________________ __________________________
JURADO EXAMINADOR JURADO EXAMINADOR
IV
RESPONSABILIDAD DEL DIRECTOR DE TESIS
En mi calidad de Director de Tesis, certifico, que el trabajo versado sobre
“IMPLEMENTACIÓN DE UN BIODIGESTOR, PARA LA UTILIZACIÓN Y
APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS GENERADOS EN LAS
ACTIVIDADES PRODUCTIVAS DEL CAMAL MUNICIPAL DE MANTA.” Durante
el período 2011-2012”, presentado previo la obtención del título de INGENIERO
INDUSTRIAL, MENCIÓN EN SEGURIDAD E HIGIENE INDUSTRIAL, fue
elaborado bajo mi dirección, orientación y supervisión; sin embargo, en el
proceso investigativo, los conceptos y resultados son de exclusiva
responsabilidad de los egresados, Ruiz Caicedo Byron Iván y Anchundia
Delgado Gerónimo Maximiliano.
Ing. Ítalo Peña Intriago
DIRECTOR DE TESIS
V
AGRADECIMIENTO
Al culminar mi carrera universitaria, quiero agradecer primero a Dios por
haberme permitido existir e iluminarme en cada paso dado, a mis padres
quienes siempre estuvieron prestos a colaborar , a mi esposa y mis hijas que
han sido el apoyo incondicional en todo momento.
Mi agradecimiento especial a la ULEAM por la acogida que me dio en sus aulas
y por hacer de mi un profesional, mis profesores forjadores de los conocimientos
y en especial al Ing. Ítalo Peña director de tesis quien con su paciencia y esmero
me guio en este trabajo.
Para todos ellos gracias
Ruiz Caicedo Byron Iván
VI
AGRADECIMIENTO
Esta tesis se la dedicó a Dios en primer lugar, por iluminarme y brindarme la
salud, a emprender con pasos firmes para llevarme alcanzar mi meta y
objetivos.
También agradezco a mis padres que con su incondicional y permanente apoyo
supieron ser un soporte invaluable en todo momento de mi vida.
De igual manera al Ing. Ítalo Peña, al Ing. Vicente García quienes aportaron con
sus conocimientos, experiencias y esfuerzo para la culminación de este trabajo.
Finalmente, quiero dejar constancia de mi agradecimiento a todas y cada una de
las personas que de una u otra manera se vieron involucrados en la
consolidación de nuestra meta, a todos ellos muchísimas gracias por su valiosa
colaboración, siempre estaré agradecido.
Anchundia Delgado Gerónimo Maximiliano
VII
RESPONSABILIDAD DEL AUTOR DE TESIS
Nosotros, Ruiz Caicedo Byron Iván y Anchundia Delgado Gerónimo Maximiliano
somos responsables por los hechos, ideas y doctrinas expuestos en ésta
tesis, corresponden exclusivamente al autor, y el patrimonio intelectual de la
Tesis de Grado corresponderá a la Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí”
VIII
RESUMEN
En nuestra actualidad existe la tendencia general de deshacernos
sistemáticamente de los restos orgánicos de nuestras actividades por
considerarlos inservibles y molestos.
EL presente trabajo es implementar un Biodigestor en el Camal Municipal de
Manta para aprovechar los residuos que se generan durante sus actividades
productivas, los cuales pueden ser usados para la producción de biogás y
bioabono, el cual se basó en experiencias desarrolladas a nivel internacional y
nacional
El Biodigestor de 38,75 m3 de capacidad utiliza el estiércol de vaca el cual fue
construido como una alternativa tecnológica que conduzca a mejorar el impacto
ambiental, económico y social tanto para la comunidad residente como para el
Camal.
Los capítulos presentados muestran una revisión de la historia de los
biodigestores, así mismo describe la transformación que sufre el estiércol,
además muestra las medidas de seguridad, el impacto ambiental y un análisis
económico que tendrá para su funcionamiento.
IX
ÍNDICE GENERAL
RESPONSABILIDAD DEL DIRECTOR DE TESIS .......................................................... IV
AGRADECIMIENTO .......................................................................................................... V
AGRADECIMIENTO ......................................................................................................... VI
RESPONSABILIDAD DEL AUTOR DE TESIS .............................................................. VII
RESUMEN ...................................................................................................................... VIII
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................. XII
CAPITULO I ........................................................................................................................ 1
DIAGNOSTICO ACTUAL DE LA EMPRESA ..................................................................... 1
1.1. Antecedentes ........................................................................................................ 1
1.2. Marco Legal .......................................................................................................... 3
1.2.1. Constitución de la República del Ecuador .................................................... 3
1.2.2. Texto Unificado de la Legislación Ambiental Secundaria (TULAS) ............. 6
CAPITULO II ....................................................................................................................... 8
2. MARCO TEÓRICO ...................................................................................................... 8
2.1. BIODIGESTOR. .................................................................................................... 8
2.1.1. Historia de los Biodigestores. ....................................................................... 9
2.1.2. Partes del Biodigestor. ................................................................................ 11
2.1.3. Funcionamiento de un biodigestor ............................................................. 12
2.1.4. Dificultades técnicas de los biodigestores. ................................................. 17
2.1.5. Clasificación De Los Biodigestores ............................................................ 18
2.1.6. Tipos de Biodigestores Existentes. ............................................................ 19
2.2. Biomasa .............................................................................................................. 22
2.3. Biogás ................................................................................................................. 24
2.4. Biol ...................................................................................................................... 30
2.5. Biosol (fertilizante sólido similar al compost) ..................................................... 32
2.6. Microorganismos Eficientes Autóctonos ........................................................... 36
X
CAPITULO III .................................................................................................................... 40
3. DESCRIPCIÓN DEL LUGAR DE INSTALACIÓN..................................................... 40
3.1. Descripción Del Proceso .................................................................................... 41
3.1.1. Diagrama De Flujo Del Sistema ................................................................. 41
3.1.2. Descripción Del Flujo De Proceso .............................................................. 42
3.2. Reparación del Biodigestor. ............................................................................... 45
3.3. Tipo de Biodigestor Construido .......................................................................... 46
3.4. Calculo del Volumen del Biodigestor. ................................................................ 47
3.5. Tiempo De Retención ......................................................................................... 49
3.6. Puesta en marcha del Biodigestor con estiércol de ganado vacuno. ............... 50
3.6.1. Llenado Del Biodigestor Con La Materia Prima ......................................... 50
3.6.2. Calculo de Llenado del Biodigestor ............................................................ 51
3.7. Balance de Masa. ............................................................................................... 53
3.8. Elaboración del Capturador de Microorganismos ............................................ 54
3.9. Evaluación de Resultados. ................................................................................. 59
CAPITULO IV .................................................................................................................... 61
4. MEDIDAS DE SEGURIDAD Y MANTENIMIENTO DEL BIODIGESTOR ................ 61
4.1. Medidas de seguridad. ....................................................................................... 61
4.1.1. Procedimientos de Seguridad. .................................................................... 61
4.1.2. Objetivo: ...................................................................................................... 61
4.1.3. Alcance: ....................................................................................................... 62
4.1.4. Desarrollo. ................................................................................................... 62
4.2. Mantenimiento del Biodigestor ........................................................................... 67
4.3. Higiene y Salud en la Operación del Biodigestor .............................................. 69
CAPITULO V ..................................................................................................................... 71
5. IMPACTO AMBIENTAL. ............................................................................................ 71
5.1. Objetivo. .............................................................................................................. 71
XI
5.2. Alcance. .............................................................................................................. 72
5.3. Desarrollo. .......................................................................................................... 72
Identificación De Las Acciones Susceptibles De Generar Impactos Ambientales .. 72
5.3.1. Identificación De Los Aspectos Ambientales ............................................. 74
5.3.2. Evaluación De Aspectos Ambientales ........................................................ 75
Evaluación de Riesgos de los Aspectos Ambientales. ............................................. 76
CAPITULO VI .................................................................................................................... 79
6. ANÁLISIS DE COSTO-BENEFICIO SOCIAL. .......................................................... 79
6.1. Análisis de costo del Biodigestor ....................................................................... 79
6.2. Beneficio Social del Biodigestor. ........................................................................ 87
CAPITULO VII ................................................................................................................... 88
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................ 88
7.1. Conclusiones. ..................................................................................................... 88
7.2. Recomendaciones. ............................................................................................. 89
BIBLIOGRAFÍA. ................................................................................................................ 90
ANEXOS ………………………………………………………………………………………………………….……………………91
XII
INTRODUCCIÓN
En la actualidad, la contaminación ambiental constituye una de las
preocupaciones más importante a nivel mundial.
Por lo tanto, la basura, por ejemplo debe ser depositada en las afueras del
sector urbano, ya que la misma constituye un foco de infección pues atrae
moscas, roedores, y otros animales, quienes aportan bacterias y con ellas
enfermedades a la población, además del mal olor que incorpora al ambiente.
El estiércol de res libre perjudica el desarrollo del pasto, además libera gran
cantidad de sustancias que provocan el efecto invernadero, y constituyen un
factor importante en el proceso de calentamiento global del planeta.
Los biodigestores son una alternativa importante, sencilla y práctica para la
preservación del medioambiente, y para el aprovechamiento de recursos de
desechos en las fincas ganaderas. Bajo éste criterio el proceso de obtención de
biogás debería masificarse. Este proceso se puede también desarrollar a partir
de otras sustancias de desechos biodegradables, como el estiércol de cerdo,
basura orgánica, etc.
El proceso de fermentación, del estiércol de res para la obtención de biogás,
está dentro de las consideraciones de lo que se conoce como biotecnologías.
XIII
Si no tomamos medidas de preservación y cuidado del medio ambiente, no
habrá mucho que heredar a las futuras generaciones, por tanto las alternativas
como la que presenta éste proyecto deben ser fundamentales en los centros de
producción agropecuaria, y en cualquier lugar en lo que se genere material
biodegradable.
El presente trabajo se trata sobre la “Implementación de un Biodigestor para el
aprovechamiento de los residuos generados en las actividades productivas en el
Camal Municipal de Manta”, con la finalidad de no contaminar el aire con la
emisión de metano que es uno de los gases efecto invernadero, y al mismo
tiempo se obtiene dos subproductos, como el biogás para la generación de
energía, todo depende de la cantidad de animales que se tenga y el biol, que
sirve como abono orgánico, para mejorar los cultivos o los pastizales, que
existen el Camal
.
1
CAPITULO I
DIAGNOSTICO ACTUAL DE LA EMPRESA
1.1. Antecedentes
El Camal Municipal de Manta, fue creado en el año de 1975 con una
infraestructura de la época, pero en la ciudad ha tenido una serie de
remodelaciones desde su infraestructura de hormigón, corrales de recepción
para el alejamiento de los animales que entran en el faenamiento, de sus
servicios básicos, vías de comunicación, el encargado de llevar la organización
es el Municipio del Cantón de Manta, pero actualmente está concesionado a la
Asociación de Comerciantes de Bovinos y Porcinos (COGAMANTA S.A.) para
su manejo.
El Municipio es el encargado de realizar monitoreos para su buen
funcionamiento, a través del profesional veterinario quien labora en el matadero
realizando su trabajo técnico, además el Municipio es el encargado de cancelar
el consumo mensual de agua y energía eléctrica.
El Camal se encuentro ubicado al suroeste de la ciudad en la vía al sitio San
Juan-circunvalación, en la ciudadela San Antonio, cuanta con cuatro hectáreas
2
tiene buen acceso y a su alrededor se encuentran varias viviendas, se faenan
mensualmente aproximadamente 920 reses, 400 porcinos y 200 caprinos, que
abastecen al mercado local y a los barcos que llegan al puerto.
Los días en que hay más movimiento son los viernes y sábados, en que se
matan hasta 55 reses. COGAMANTA S.A tiene 38 accionistas. Mensualmente
por concepto de las tasas de faenamiento ingresan entre 17 mil y 20 mil dólares.
Pero la administración demanda un gasto de entre 14 mil y 16 mil dólares
mensuales. Las cifras por faenar una res en el camal son de 15 Dólares.
Este precio incluye el traslado de la carne desde el camal hasta el puesto de
expendio, 6 Dólares cobran por faenar un cerdo.
El sistema de sacrificio se lo realiza con técnicas apropiadas tanto para bovinos,
porcinos y caprinos. Este matadero fue remodelado y adaptado a la tecnología
moderna, pero en la actualidad se sigue haciendo adaptaciones para llegar a los
estándares establecidos por las legislaciones nacionales de la ley de mataderos
y de higiene.
3
1.2. Marco Legal
En su búsqueda insaciable y cada vez más exigentes de fuentes de energía, el
hombre ha sido el responsable directo del severo deterioro del medio ambiente.
Esto pone en manifiesto la necesidad de madurar una nueva concepción sobre
la producción, transporte y consumo de energía, que permita alcanzar un
desarrollo amigable con el entorno natural.
Por lo cual ha sido necesario desarrollar políticas y leyes eficientes, acordes a la
realidad ambiental que atraviesa el mundo actualmente, a continuación se toma
en cuenta las políticas nacionales e internacionales establecidas por los
diferentes organismos de control.
1.2.1. Constitución de la República del Ecuador
Según la Constitución de la República del Ecuador indica en el:
TÍTILO DEL BUEN VIVIR
CAPITULO SEGUNDO.
Biodiversidad y Recursos Naturales
Art. 395.- La Constitución Reconoce los siguientes principios Ambientales.
4
1. El estado Garantizara un modelo sustentable de desarrollo ambientalmente
equilibrado y respetuoso de la diversidad cultural, que conserve la
biodiversidad y capacidad de generación natural de los ecosistemas,
asegure la satisfacción de las necesidades de las generaciones presentes y
futuras.
2. Las políticas de gestión ambiental se aplicaran de manera transversal y
serán de obligatorio cumplimiento por parte del Estado en todos sus niveles y
por todas las personas naturales y jurídicas en el territorio nacional.
3. El Estado garantizará la participación activa y permanente de las personas,
comunidades, pueblos, y nacionales afectadas en la planificación, ejecución
y control de toda actividad que genere impactos ambientales.
4. En caso de duda sobre el alcance de las disposiciones legales en materia
ambiental, estas se aplicaran en el sentido más favorable a la protección de
la naturaleza.
SECCIÓN SÉPTIMA
Biosfera, ecología urbana y energías alternativas.
Art. 413.- El Estado promoverá la eficiencia energética, el desarrollo y uso de
prácticas y tecnologías ambientales limpias y sanas, así como de energías
renovables, diversificadas, de bajo impacto y que no pongan en riesgo las
5
soberanía alimentaria, el equilibrio ecológico de los ecosistemas ni el derecho al
agua.
Art. 414.- EL Estado adoptará medidas adecuadas y transversales para la
mitigación del cambio climático, mediante la limitación de las emisiones de
gases de efecto invernadero, de la deforestación y de la contaminación
atmosférica: tomará medidas para la conversación de los bosques y la
vegetación y protegerá a la población en riesgo.
Art. 415.- El Estado Central y los gobiernos autónomos descentralizados
adoptarán políticas integrales y participativas de ordenamiento territorial y
urbano y de uso del suelo, que permitan regular el crecimiento urbano, el
manejo de la fauna e incentiven el establecimiento de zonas verdes. Los
gobiernos autónomos descentralizados desarrollarán programas de uso racional
del agua, y de reducción reciclaje y tratamiento adecuado de desechos sólidos y
líquidos. Se incentivará y facilitará el transporte terrestre no motorizado, en
especial mediante el establecimiento de ciclo de vías.
6
1.2.2. Texto Unificado de la Legislación Ambiental Secundaria (TULAS)
Expedido mediante Decreto Ejecutivo 3399 del 28 de noviembre del 2002,
publicado en el Registro Oficial No. 725 del 16 de diciembre de 2002 y ratificado
mediante Decreto Ejecutivo 3516, publicado en el Registro Oficial Suplemento
No. 2 del 31 de marzo de 2003, dentro del cual se encuentran las disposiciones
siguientes:
Políticas Básicas Ambientales (Título Preliminar).
Reglamento a la Ley de Gestión Ambiental para la prevención y control de la
contaminación ambiental (Capítulo III, Título IV, Libro VI De la Calidad
Ambiental).
Normas técnicas ambientales para la Prevención y Control de la Contaminación
Ambiental en lo que se refiere a las descritas a continuación:
Norma de Calidad Ambiental y de Descarga de Efluentes: recurso agua,
cuyo objetivo es proteger la calidad de éste recurso para salvaguardar y
preservar la integridad de las personas, ecosistemas y ambiente en general,
estableciendo los límites permisibles, disposiciones y prohibiciones para
descargas en cuerpos de aguas o sistemas de alcantarillado; criterios de
calidad de aguas y métodos-procedimientos para determinar presencia de
contaminantes. (Anexo 1, Libro VI, De la Calidad Ambiental).
7
Norma de Calidad Ambiental del Recurso Suelo y Criterios de Remediación
para Suelos Contaminados, cuyo objetivo es preservar la calidad del suelo,
determinando normas generales para suelos de distintos usos; criterios de
calidad y remediación para suelos contaminados. (Anexo 2, Libro VI, De la
Calidad Ambiental).
Norma de Calidad de Aire Ambiente, que establece los límites máximos
permisibles de contaminantes en el aire ambiente a nivel del suelo. (Anexo 4,
Libro VI, De la Calidad Ambiental).
Norma de Calidad Ambiental para el Manejo y Disposición final de desechos
sólidos no-peligrosos, que estipula normas para prevenir la contaminación
del agua, aire y suelo, en general. (Anexo 6, Libro VI, De la Calidad
Ambiental).
Listado Nacional de Productos Químicos prohibidos, peligrosos y de uso
severamente restringido que se utilicen en el Ecuador (Anexo 7, Libro VI, De
la Calidad Ambiental).
8
CAPITULO II
2. MARCO TEÓRICO
2.1. BIODIGESTOR.
BIOL: Porque biol, es de vida, o sea que contiene microorganismos vivos
llamados bacterias que son las que trabajan.
DIGESTOR: Porque la fermentación es oxígeno que se conoce como digestión
anaerobia.
Un biodigestor es un contenedor cerrado, hermético e impermeable, dentro del
cual se deposita el material orgánico a fermentar (excretas animales y humanas,
desechos vegetales – no se incluyen cítricos ya que acidifican-, entre otros) en
determinada dilución de agua para que se descomponga, produciendo gas
metano y fertilizantes orgánicos ricos en nitrógeno, fósforo y potasio.
El biodigestor es un sistema natural que aprovecha la digestión anaeróbica (en
ausencia de oxigeno) de las bacterias que ya habitan en el estiércol.
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
9
problemática energética-ambiental, así como realizar un adecuado manejo de
los residuos tanto humanos como animales
Características del digestor
Para una buena operación, es necesario que el digestor reúna las siguientes
características:
- Hermético, para evitar fugas del biogás o entradas de aire.
- Térmicamente aislado, para evitar cambios bruscos de temperatura.
- El contenedor deberá contar con una válvula de seguridad.
- Deberán tener acceso para mantenimiento.
2.1.1. Historia de los Biodigestores.
Debido a la poca cultura conservacionista que tienen la mayoría de los
productores de nuestro país, que no miden las consecuencias y percusiones,
que sus acciones provocan el medio ambiente, como la sequía, la destrucción
de las fuentes hídricas, el calentamiento del planeta etc. Los biodigestores
surgen como una alternativa de solución al gran problema de la contaminación
ambiental, estos tipos de tecnologías, no son alternativas nuevas en el mundo,
pero si vigentes y novedosas.
10
Así fue que en las décadas de los 70 hubo un esfuerzo tangible para extender el
uso de biodigestores en el medio rural. En ese momento los tipos de reactores
que más se construyeron fueron hechos de ladrillos y concreto, ya fuera de
cúpula fija en China, o de cúpula flotante en la India Hubo instalados más de
siete millones de biodigestores en china, según Kristoferson y Bokhalders
(1991). Sin embargo, un 50% de estas construcciones no estaban en uso en
una investigación de su aprovechamiento (Marchaim 1992).
Lo importante de esta experiencia fue el apoyo gubernamental notable para su
uso, lo que permitía a los campesinos disponer de un procedimiento de
tratamiento de residuales que ahorraba el consumo de leñas y preservaba las
áreas forestales del país. Las causas que determinaron el hecho de que los
biodigestores no se popularizaran y de que su uso en las áreas rurales no fuera
creciente entre los campesinos fueron varios como el alto costo de fabricación
de éstos.
En la práctica, hubo serias deficiencias en la construcción de biodigestores, no
solamente desde el punto de vista de la construcción como tal, si no calidad de
los materiales usados para hacer los biodigestores, lo que provoca fugas de
materiales dentro del reactor a través de sus paredes; la falta de personal
entrenado para construir estos reactores fue una de las razones fundamentales.
11
Como consecuencia de todo ello, Marchaim (1992) ha sugerido que es muy
importante combinar la implantación de la tecnología con las condiciones
sociales, culturales y ambientales del lugar donde se van a construir los
biodigestores, por lo que es imprescindible la evaluación del escenario de estos
biodigestores.
2.1.2. Partes del Biodigestor.
El biodigestor está formado por 5 partes
.
Pila de Carga:
Es una pileta pequeña donde se deposita y se mezclan los materiales que
alimentan el tanque digestor. Debe estar a mayor altura que el nivel de carga del
digestor (Tanque totalmente lleno).
El digestor:
Es un tanque alargado excavado en la tierra. Dentro de él los desechos son
descompuestos. Por un extremo se conecta el tubo de la pila de descarga.
12
Pila de Descarga:
Sirve para retirar los residuos provenientes del tanque que fueron digeridos.
Está colocada a menor nivel que la pileta de carga.
Cubierta:
Se coloca sobre un tanque digestor, cierra la entrada de aire al interior del
mismo y almacena el gas producido.
Tubería, válvula y llave de paso:
Se conecta una tubería en la parte superior de la cubierta plástica que conduce
el gas donde será aprovechado; además se conecta una sencilla válvula de
seguridad que evita sobre presión interna en la cubierta plástica y elimina el
agua condensada en la tubería. También es importante una llave que permite el
paso del gas cuando se necesita.
2.1.3. Funcionamiento de un biodigestor
El funcionamiento básico que se produce al interior del biodigestor consta de
varias etapas, en las cuales existen diferentes procesos biológicos que
producen biogás.
13
2.1.3.1. Biodigestion Anaerobia.
Básicamente, el proceso considera tres etapas:
- Hidrólisis, etapa en la que los polisacáridos (celulosa, almidón, etc.), los
lípidos (grasas) y las proteínas, son reducidas a moléculas más simples
- Acidogénesis, etapa en que los productos formados anteriormente son
transformados principalmente en ácido acético, hidrógeno y CO2;
- Metanogénesis, los productos resultantes de esta etapa son metano CH4 y
CO2, principalmente.
La materia prima preferentemente utilizada para someterla a este tratamiento
es la biomasa residual con alto contenido en humedad, especialmente los
residuos ganaderos y los lodos de depuradora de aguas residuales urbanas.
Considerando que las bacterias son el ingrediente esencial del proceso, es
necesario mantenerlas en condiciones que permitan asegurar y optimizar su
ciclo biológico.
2.1.3.2. Condiciones para la Biodigestión
- Temperatura entre los 20 ºC y 60ºC
- pH (nivel de acidez/alcalinidad) alrededor de siete
- Ausencia de oxígeno
14
- Gran nivel de Humedad
- Materia orgánica
- Que la materia prima se encuentre en trozo más pequeños posibles
- Equilibrio de carbono/nitrógeno (9)
Temperatura y Tiempo de retención:
En el proceso de digestión anaerobia la temperatura es un factor importante en
la producción de biogás, dado que debemos simular las condiciones óptimas
para minimizar los tiempos de producción. La temperatura óptima es de 30ºC a
35 ºC aproximadamente.
A menores temperaturas del rango óptimo se produce biogás, pero de manera
más lenta. A temperaturas inferiores a 5ºC se puede decir que las bacterias
quedan „dormidas‟ y ya no producen biogás.
El tiempo de retención es la duración del proceso de digestión anaerobia, es el
tiempo que requieren las bacterias para digerir el lodo y producir biogás. Este
tiempo, por tanto, dependerá de la temperatura de la región donde se vaya a
instalar el biodigestor. Así, a menores temperaturas se requiere un mayor
tiempo de retención que será necesario para que las bacterias que tendrán
menor actividad, tengan tiempo de digerir el lodo y de producir biogás.
15
Tiempo de Retención según Temperatura
Región Características Temperatura ºC Tiempo de Retención días
Trópico 30 20
Valle 20 30
Altiplano 10 60
Acidez:
Este factor indica cómo se desenvuelve la fermentación. Se mide con un valor
numérico llamado pH, donde el valor óptimo oscila entre 6,6 y 7,6. Por encima
de este número significa alcalinidad, por debajo acidez
Cuando los valores superan el pH 8, esto indica una acumulación excesiva de
compuesto alcalino, y la carga corre riesgo de putrefacción.
Contenido en sólidos:
Se suele operar en mejores condiciones con menos de un 10% en sólidos, lo
que explica que la biomasa más adecuada sea la de alto contenido en
humedad.
16
Nutrientes:
Para el crecimiento y la actividad de las bacterias, éstas tienen que disponer de
carbono, nitrógeno, fósforo, azufre y algunas sales minerales.
Tóxicos:
Aparte del oxígeno, inhiben la digestión concentraciones elevadas de
amoníaco, sales minerales y algunas sustancias orgánicas como detergentes y
pesticidas.
El producto principal de la digestión anaerobia es el biogás, mezcla gaseosa de
metano (50 a 70%) y dióxido de carbono (30 a 50%), con pequeñas
proporciones de otros componentes (nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, sulfuro de
hidrógeno), cuya composición depende tanto de la materia prima como del
proceso en sí.
La cantidad de gas producido es muy variable, aunque generalmente oscila
alrededor de los 350 l/kg de sólidos degradables, con un contenido en metano
del 70%.
17
2.1.4. Dificultades técnicas de los biodigestores.
El digestor debe encontrarse cercano a la zona donde se recoge el sustrato
de partida y a la zona de consumo.
Debe mantenerse una temperatura constante la mayor parte del tiempo, por
eso se favorece construir un biodigestor en el suelo por su capacidad de
aislamiento. Esto puede encarecer el proceso de obtención en climas fríos.
Es posible que, como subproducto, se obtenga SH2, el cual es tóxico y
corrosivo, dependiendo del sustrato de partida y de la presencia o no de
bacterias sulfato reductoras. La presencia de SH2 hace que se genere
menos CH4, disminuyendo la capacidad calorífica del biogás y encarece el
proceso por la necesidad de depurarlo.
Necesita acumular los desechos orgánicos cerca del biodigestor.
Riesgo de explosión, en caso de no cumplirse las normas de seguridad para
gases combustibles.
Se debe evitar la entrada de aire ya que penetran otro microorganismo que
detienen el proceso de fermentación.
No utilice estiércol y orina de animales tratados con antibióticos tampoco
fungicidas o insecticidas cuando esto ocurre el biodigestor se indigesta y
detiene su funcionamiento , se debe vaciar su contenido lavarlo muy bien y
activarlo por medio de excreta de caballo y miel de purga
18
2.1.5. Clasificación De Los Biodigestores
SISTEMAS BATCH O DISCONTINUOS
Se realiza una sola vez la carga hasta que deje de producir gas y luego
descargar para cargar nuevamente.
SISTEMAS SEMICONTINUOS
Es el tipo de digestor más usado en el medio rural, cuando se trata de
digestores pequeños para uso doméstico. Los diseños más populares son el
hindú y el chino.
Entre los de tipo hindú existen varios diseños, pero en general son verticales y
enterrados. Se cargan por gravedad una vez al día, con un volumen de mezcla
que depende del tiempo de fermentación o retención y producen una cantidad
diaria más o menos constante de biogás si se mantienen las condiciones de
operación.
SISTEMAS CONTINUOS
Este tipo de digestores se desarrollan principalmente para tratamiento de aguas
residuales. En general son plantas muy grandes, en las cuales se emplean
19
equipos comerciales para alimentarlos, proporcionarles calefacción y agitación,
así como para su control.
2.1.6. Tipos de Biodigestores Existentes.
Tenemos los siguientes:
Pozos Sépticos
Biodigestor de domo flotante.
Biodigestor de domo fijo.
Biodigestor de estructura flexible.
Biodigestor con tanque de almacenamiento tradicional y cúpula de polietileno
Instalaciones industriales de biodigestión
Pozos Sépticos
Es el más antiguo y sencillo digestor anaerobio que se conoce, utilizado
normalmente para la disposición de aguas residuales domésticas. Se cree que
de allí deriva el uso potencial de los gases producidos por la fermentación
anaeróbica, para el uso doméstico
Biodigestor de Domo Flotante (INDIA).
Este biodigestor consiste en un tambor, originalmente hecho de acero pero
después reemplazado por fibra de vidrio reforzado en plástico (FRP) para
superar el problema de corrosión. Normalmente se construye la pared del
20
reactor y fondo de ladrillo, aunque a veces se usa refuerzo en hormigón. Se
entrampa el gas producido bajo una tapa flotante que sube y se cae en una guía
central. La presión del gas disponible normalmente varía entre 4 a 8 cm. de
columna de agua. El reactor se alimenta semi-continuamente a través de una
tubería de entrada.
Biodigestor de Domo Fijo (China)
Consiste en una firme cámara de gas construida de ladrillos, piedra u hormigón.
La tapa y la base son semiesferas y son unidos por lados rectos. La superficie
interior es sellada por muchas capas delgadas para hacerlo firme. Hay un tapón
de inspección en la cima del digestor que facilita el limpiado. Se guarda el gas
producido durante la digestión bajo el domo con presiones entre 1m y 1.5 m de
columna de agua. Esto crea fuerzas estructurales bastante altas y es la razón
para la forma semiesférica. Se necesitan materiales de alta calidad y recursos
humanos costosos para construir este tipo de biodigestor.
Más de cinco millones de biodigestores se han construido en China y ha estado
funcionando correctamente pero, la tecnología no ha sido popular fuera de
China.
21
Biodigestor con tanque de almacenamiento tradicional y cúpula de
polietileno
Otro tipo de planta de producción de biogás que ha logrado disminuir los costos
hasta 30% con respecto a los prototipos tradicionales, es la que se caracteriza
por tener una estructura semiesférica de polietileno de película delgada en
sustitución de la campana móvil y la cúpula fija y un tanque de almacenamiento
de piedra y ladrillo como los empleados en los prototipos tradicionales.
Este tipo de instalación posee a su favor que resulta más económica que los
sistemas tradicionales; por ejemplo, una instalación de 4 m3 puede costar,
aproximadamente, $550 USD y la estructura de polietileno flexible puede llegar
a alcanzar hasta diez años de vida útil.
Instalaciones industriales de biodigestión
Las instalaciones industriales de producción de biogás emplean tanques de
metal que sirven para almacenar la materia orgánica y el biogás por separado.
Este tipo de planta, debido al gran volumen de materia orgánica que necesita
para garantizar la producción de biogás y la cantidad de biofertilizante que se
obtiene, se diseña con grandes estanques de recolección y almacenamiento
construidos de ladrillo u hormigón.
22
Con el objetivo de lograr su mejor funcionamiento se usan sistemas de bombeo
para mover el material orgánico de los estanques de recolección hacia los
biodigestores y el 21 biofertilizante de los digestores hacia los tanques de
almacenamiento. También se utilizan sistemas de compresión en los tanques de
almacenamiento de biogás con el objetivo de lograr que éste llegue hasta el
último consumidor.
Para evitar los malos olores se usan filtros que separan el gas sulfhídrico del
biogás, además de utilizarse válvulas de corte y seguridad y tuberías para unir
todo el sistema y hacerlo funcionar según las normas para este tipo de
instalación. La tendencia mundial en el desarrollo de los biodigestores es lograr
disminuir los costos y aumentar la vida útil de estas instalaciones, con el objetivo
de llegar a la mayor cantidad de usuarios de esta tecnología.
2.2. Biomasa
Es un término genérico que hace referencia a la cantidad de materia viva
producida por plantas, animales, hongos o bacterias, en un área determinada.
Se suele utilizar para hacer referencia al combustible energético que se obtiene
directa o indirectamente de estos recursos biológicos.
23
Hay otra característica que diferencia a la biomasa de otros recursos
energéticos, y es el hecho de que es un recurso potencialmente renovable.
El carbón, el gas, el petróleo y otros combustibles fósiles, no se consideran
biomasa, aunque deriven de material vivo.
El tiempo necesario para la formación de estos combustibles (millones de años)
hacen que no puedan ser considerados como renovables.
La fuente original de la energía presente en la biomasa es el sol. Los
cloroplastos (pequeñas “factorías” presentes en las plantas) usan la energía
solar (en forma de energía luminosa, o fotones), el CO2 presente en el aire, y el
agua del suelo para fabricar carbohidratos (azúcar, celulosa, etc.).
La energía original proveniente del sol, se almacena ahora en todos estos
componentes.
Clasificación de la biomasa:
Biomasa natural: producida por la naturaleza sin intervención humana.
ejemplo: podas naturales.
Biomasa seca: subproductos sólidos no utilizados en actividades agrícolas,
forestales ni industrias agroalimentarias o madereras. Ejemplo: cáscara de
almendra, podas de frutales, aserrín.
Biomasa residual húmeda: vertidos biodegradables. Ejemplo: aguas
residuales, urbanas e industriales y residuos ganaderos.
24
Cultivos energéticos: cultivos cuya finalidad es producir biomasa
transformable en combustible. Ejemplo: girasol destinado a la producción de
biocarburante.
Biocarburantes: tiene su origen en el reciclado de aceites y también en la
transformación del trigo, maíz, girasol.
2.3. Biogás
Está constituido principalmente de Metano (CH4), dióxido de carbono (CO2) y
una serie de impurezas que dependen del origen primario del biogás, en la
tabla, se muestran propiedades de un tipo estándar de biogás
1 m3 de biogás sustituye a.
0.58 litros de Kerosén
0.5 - 1.5 Kg de leña
0.61 litros de gasolina
0.74 Kg de carbón vegetal
COMPOSICÓN FISICO-QUIMICA DEL BIOGAS
Metano 60 – 80 %
Dióxido de Carbono 20- 40 %
Hidrógeno 1- 3 %
Oxígeno 0.1 – 1 %
25
Ácido Sulfúrico 0.5- 1 %
Nitrógeno 0.5 – 3%
Agua (variable)
Propiedades de una composición estándar de biogás
Composición Dióxido de
carbono
55-70% metano
30-45% Dióxido de carbono
Trazas de otros elemento
Energía contenida 6,0 – 6,5 Kwh./m3
Equivalente en combustible 0,6 – 0,65 L petróleo/m3 biogás
Límite de explosión 6 - 12 % biogás en el aire
Temperatura de ignición) 650 - 750 º C (según metano contenido
indicado
Presión crítica. 75 89 bares
Temperatura crítica -82.5º C
Densidad normal 1,2 Kg./m3
Olor Huevos en mal estado
Masa molar 16,043 Kg./kmol
Teóricamente se puede obtener biogás de cualquier material orgánico. Este
material orgánico, o biomasa, debe de contar con 5-10 % de partes sólidas para
constituir un material apropiado, como cieno de fermentación. Una de las
materias orgánicas más utilizadas es el estiércol fresco de ganado vacuno, que
contiene alrededor de 16 % de material sólido y 84 % de agua, y que se
recomienda mezclar en proporción 1:1 con agua. El cieno de fermentación para
26
introducir en una planta de biogás tiene entonces 8 % de material sólido y 92 %
de agua.
Algunos índices de consumo a partir de las biomasas más utilizadas y
disponibles en Cuba para la producción de biogás se exponen en la tabla
Índice para determinar la Producción de Biogás a Partir del Peso y
Características de la Biomasa
EXCRETA
HÚMEDA
DIARIA
(KG/ANIMAL)
BIOGÁS
(M3/DÍA)
PROPORCIÓN
EXCRETA-
AGUA
TIEMPO DE
RETENCIÓN
ACONSEJABLE
VACA 10 0.360 1:1 40
TORO 15 0.540 1:1 40
CERDO (50KG) 2.25 0.101 1:1:3 40
POLLO 0.18 0.108 1:1:8 30
CABALLO 10 0.300 1:1:3 30
CARNERO 2 0.100 1:1:3 40
TERNERO 5 0.200 1:1 40
PERSONA
ADULTA 0,40 0,025 1:4 60
CACHAZA 0,035 kg/kg 30
RESIDUAL DE
MATADERO (1 m3 biogás/25 kg de residuos) 40
RESIDUAL DE
DESTILERÍA (15 m3 biogás/m3 de residuos) 40
RESIDUAL DE
LEVADURA (4 m3biogás/m3 de residuos) 40
LÍQUIDO DEL
CAFÉ (5 m3 biogás/m3 de residuos) 40
CÁSCARA DE
CAFÉ (0,1 m3 biogás/m3 de residuos) 50
CÁSCARA DE
CAFÉ (0,4 m3 biogás/25 kg de materia sea) 60
27
El biogás, al igual que otros gases como el LPG (licuado) y el gas natural, tiene
una gran variedad de usos, tanto doméstico como industrial.
Su principal uso doméstico es en las cocinas y el alumbrado, por cuanto no
requiere ser purificado.
Los usos más importantes del biogás para determinar la demanda energética
del usuario son:
a) Cocinas. Se emplea con una presión de 75-90 mm de columna de agua
(CA), a razón de 0,38-0,42 m3 por persona-día. Para presiones inferiores el
per cápita debe calcularse a razón de 0,5 m3/día.
b) Alumbrado. Si se utiliza una lámpara de 10G0 candelas (aproximadamente
60 W), esta consume de 0,11 a 0,15 m3/h de biogás, requiriendo una presión
de 70 a 85 mm de CA.
c) Calderas. En dependencia del tamaño del quemador, los consumos serán:
• Diámetro del quemador 50 mm: 0,32 m3/h.
• Diámetro del quemador 100 mm: 0,46 m3/h.
• Diámetro del quemador 150 mm: 0,63 m3/h.
2.3.1. Origen del Biogás
La creación y utilización del biogás de manera artificial se remonta a la segunda
guerra Árabe-Israelí, a mediados de los años setenta del siglo XX, cuando el
precio del petróleo subió ostensiblemente al ser utilizado como arma política,
28
lloque hizo que se investigasen otras posibilidades de producir energía. Es
entonces cuando se experimentó con reactores, los llamados de alta carga,
capaces de retener los microorganismos anaerobios y de tratar las aguas
residuales mediante este proceso.
En un primer momento, el desarrollo del biogás fue más fuerte en la zona rural,
donde se cuenta de manera directa y en cantidad con diversos tipos de
desechos orgánicos, como el estiércol. De esta manera, el aprovechamiento de
los residuos agrícolas se practica desde hace años en instalaciones individuales
de tamaño medio que utilizan el biogás para cocinar o como fuente de
iluminación.
Según los expertos, ésta manera de tratar los residuos es más efectiva,
controlada y ecológica que las soluciones tradicionales de tratamiento, que en
algunos casos pasan directamente por el vertido incontrolado. No obstante, el
biogás también tiene sus inconvenientes porque, además del metano y dióxido
de carbono, pueden aparecer otros componentes minoritarios como el ácido
sulfhídrico que es necesario eliminar.
Por otra parte, si el residuo queda almacenado en condiciones de ausencia de
aire, como ocurre en los estercoleros, se formaría metano que escaparía a la
atmósfera, produciendo efecto invernadero y destrucción de la capa de ozono
sin que se aproveche su energía.
29
2.3.2. Componentes presentes en el biogás y sus efectos
Los componentes más comunes que se encuentran presentes en el biogás son:
CO2
H2S
NH3
Vapor de agua
Polvo
N2
Siloxenos.
Componentes del biogás y su efecto en las propiedades
CO2
25 - 50 % vol
Baja el poder calorífico
Incrementa el número de metano
Causa corrosión
Daña celdas alcalinas de combustible
H2S
0 - 0,5 % vol
Corrosión en equipos y piping
Emisiones de SO2 después de los
quemadores
Emisión de H2S en combustión imperfecta
Inhibición de la catálisis
NH3
0 - 0,05 % vol
Emisión de Nox
Daño en las celdas de combustibles
Vapor de
agua 1 - 5 % vol
Corrosión en equipos y piping por
condensado
30
Daños de instrumentación
Riesgo de congelar y bloquear tuberías y
válvulas
Polvo > 5μm Bloquea las boquillas y celdas de
combustibles
N2 0 - 5 % vol Baja el poder calorífico
Siloxenos 0 – 50 mg/m3
Actúan como abrasivos, daño en motor
2.4. Biol
Es el resultado de la fermentación de los residuos se obtiene un “fango” con alta
calidad de fertilizante. Este fango es separado de los componentes: el
componente líquido conocido como “Biol”, el cual representa la mayor parte del
fango resultante y el componente sólido conocido como “Biosol”.
Aproximadamente el 90% del material que ingresa al biodigestor se transforma
en BIOL. El cual el 8% de se transforma en Biosol y el 92% en Biol líquido.
2.4.1. Aplicación general del Biol.
El biol, como fertilizante líquido es muy útil para ser aplicado para ser aplicado a
través en los sistemas de irrigación.
31
Ejemplos de Dosificación de Biol
CULTIVO DOSIFICACIÓN
Papa 300 litros de Biol/ha en 3 aplicaciones foliares. Cada aplicación
en una dilución de 50% (100 litros de Biol en 200 litros de Agua)
Algodón 160 litros de Biol/ha en 4 aplicaciones foliares. Cada aplicación
en una dilución del 20% (40 litros de Biol en 200 litros de agua)
Uva 320 litros de biol/ha en 4 aplicaciones en una dilución c/u al 20%
Maíz 160 litros de biol/ha en 4 aplicaciones en una dilución c/u al 20%
Esparrago 320 litros de biol/ha en 4 aplicaciones en una dilución c/u al 20%
Fresa 480 litros de biol/ha en 12 diluciones (cada semana durante los
3 primeros meses) en dilución del 20%
2.4.2. Ventajas del uso del Biol como fertilizante.
El uso del Biol permite un intercambio catiónico en el suelo. Con ellos se
amplía la disponibilidad de nutrientes del suelo. Y a la creación de un
microclima adecuado para las plantas.
El Biol se puede emplear como fertilizante líquido, es decir para
aplicación por rociado.
También se puede aplicar junto con el agua de riego en sistemas
automáticos de irrigación.
32
Siendo BIOL una fuente orgánica de Fito reguladores en pequeñas
cantidades es capaz de promover actividades fisiológicas y estimular el
desarrollo de las plantas, sirviendo para: enraizamiento (aumenta y
fortalece la base radicular), acción sobre el follaje (amplía la base foliar),
mejora la floración y activa el vigor y poder germinativo de las semillas,
traduciéndose todo esto en un aumento significativo de las cosechas.
Prueba realizadas con diferentes cultivos muestran que usar Biol
sólo sería suficiente para lograr la misma o mayor productividad del
cultivo que empleando fertilizantes químicos.
2.5. Biosol (fertilizante sólido similar al compost)
El Biosol es el resultado de separar la parte sólida del “fango”
resultante de la fermentación anaeróbica dentro del Fermentador o
Biodigestor. Dependiendo de la tecnología a emplear, este Biosol tratado
puede alcanzar entre 25% a sólo 10% de humedad (de hecho esa humedad
principalmente es Biol residual).
Su composición depende mucho de los residuos que se emplearon para
su fabricación (en el fermentador). Se puede emplear sólo o en conjunto
con compost o con fertilizantes químicos.
33
Características Generales del Biosol Fresco (Fertilizante Sólido)
Después la Fermentación de Estiércol de Vacuno
Componentes %
Agua 15.7
Sustancia orgánica seca 60.3
pH 7.6
Nitrógeno total 2.7
Fósforo P2O5 1.6
Potasio K2O 2.8
Calcio (CaO) 3.5
Magnesio (MgO) 2.3
Sodio (Na) 0,3 0.3
azufre (S) 0,3 0.3
Boro (B) (ppm) 64
La composición arriba detallada corresponde a un Biosol proveniente de
estiércol de vacuno, que es el más común, pero a la vez uno de los más bajos
en nutrientes ya que el estiércol es un material que ya ha sido digerido
parcialmente por el animal, por lo que no contiene muchos nutrientes. Como se
34
dijo anteriormente, para mejorar la calidad del Biosol, éste debe provenir de
una mezcla de residuos más rica y variada.
2.5.1. Aplicación General del Biosol
Normalmente se aplica el „Biosol en el campo de la misma manera que se
emplea el compost, sin embargo la dosificación varía. Las cantidades de Biosol
usualmente empleadas se encuentran entre 2 a 4 Toneladas/ha (dependiendo
del tipo de cultivo y el tipo de suelo).
Con esta dosificación se obtienen los mismos resultados y beneficios que
con las cantidades notablemente mayores requeridas para el caso de
Compost (10 – 20 Ton/ha.) y guano (15 – 30 Ton/ha), las cuales dependen
también de las condiciones del suelo y los requerimientos de la planta.
También se puede incluir el Biosol en la preparación del suelo antes de colocar
las semillas.
En este caso deberá ser colocado a una profundidad de entre 10 – 20 cm.
Luego de la germinación y crecimiento de la planta se puede seguir
abonando el suelo con el Biosol, el cual puede ser reforzado con fertilizantes
35
químicos; en este caso las cantidades de fertilizantes químicos a emplear
son mucho menores a las que se usan normalmente.
Para la agricultura orgánica el Biosol es empleado sin fertilizantes
químicos.
2.5.2. Ventajas en el uso del Biosol (fertilizante sólido)
El uso de este abono hace posible regular la alimentación de la
planta. Los cultivos son fortalecidos y ocurre una mejora del
rendimiento. El uso del Biosol permite el uso intensivo del suelo
mejorando a la vez la calidad del mismo,
El Biosol confiere a los suelos arenosos una mayor cohesión mejorando con
ello la retención de los nutrientes en el suelo.
El Biosol mejora la estructura del suelo y la capacidad de retención
de la humedad del mismo, esto favorece la actividad biológica en el
suelo. Mejora la porosidad, y por consiguiente la permeabilidad y
ventilación.
También el Biosol puede ser combinado con la materia que va a ser
compostada, con el fin de acelerar el proceso de compostaje.
Una de las ventaja de usar el Biosol como fertilizante es que se
reduce la necesidad del abono, es decir solo se necesita de 2 – 4
36
Toneladas/Ha. Si se empleara sólo estiércol se necesitaría 15 – 30
Toneladas/Ha y si se empleara compost se necesitaría 10 –
20Toneladas/Ha. No hay que olvidar que estas cantidades son relativas
y dependen mucho del tipo de suelo y del cultivo.
Inhibe el crecimiento de hongos y bacterias que afectan a las plantas.
Reduce la erosión del suelo.
El Biosol cuenta con una mayor disponibilidad de nutrientes (nitrógeno,
fósforo, potasio, hierro y azufre) a comparación con el estiércol, entonces
esto mejora la disponibilidad del nutriente para la planta (a continuación ver
tabla sobre mejoras en la disponibilidad del nitrógeno amoniacal)
2.6. Microorganismos Eficientes Autóctonos
Los EMA's es un cultivo microbiano de especies seleccionadas de
microorganismos benéficos, que inoculado al suelo o abonos orgánicos sirve
como:
a. Corrector de salinidad
b. Desbloqueador de suelos
c. Acelerador de descomposición de desechos orgánicos
Los E.M. son una combinación de varios microorganismos agrupados en 4
grandes géneros:
Bacterias Fototrópicas,
37
Bacterias ácidolácticas,
Levaduras
Actinomicetos.
Bacterias Fototrópicas
Son bacterias autótrofas que sintetizan sustancias útiles como aminoácidos,
ácidos nucleicos y azúcares, a partir de secreciones de raíces, materia orgánica
y gases dañinos, usando la luz solar y el calor del suelo como fuentes de
energía
Bacterias Ácido-Lácticas
Son las que producen ácido láctico a partir de azúcares y otros carbohidratos
sintetizados por bacterias fototróficas y levaduras; también aumentan la
fragmentación de los componentes de la materia orgánica, como la lignina y la
celulosa
Las levaduras
Sintetizan sustancias antimicrobiales y útiles para el crecimiento de las plantas,
partir de aminoácidos y azúcares secretados por bacterias fototróficas, materia
orgánica y raíces de las plantas.
38
Los actinomicetos
Actúan como antagonistas de muchas bacterias y hongos patógenos de las
plantas debidos a que producen antibióticos
2.6.1 APLICACIONES
Los E.M. son utilizados en la producción avícola, ganadera y acuícola, cultivos,
mejora de suelos, manejo de desechos sólidos), preparación de abonos
orgánicos, eliminación de malos olores, descontaminación de fuentes de agua,
entre otros
En Agricultura
Los E.M. son utilizados en Agricultura porque mejoran las propiedades físico-
químicas de los suelos, aumentan la microflora bacteriana del mismo
(promueven la descomposición de la materia orgánica utilizada en la elaboración
de bioabonos, suprimen la acción de entes fitopatógenos, secretan fitohormonas
que ayudan al crecimiento de los cultivos y actúan como correctores de la
salinidad.
39
En Producción Animal
La tecnología E.M. es utilizada en la producción animal para controlar de malos
olores y patógenos en los galpones, como parte de la alimentación para
mejorarla flora bacteriana de los intestinos, para descomponer los desechos
fecales de los animales en las lagunas de oxidación.
En el Manejo de Desechos Sólidos Orgánicos
En este ámbito, los E.M. son utilizados para degradar sólidos presentes en las
lagunas de oxidación, para transformar desechos orgánicos en compost a través
de su fermentación, para contrarrestar la producción de malos olores en
procesos de descomposición, evita la proliferación de insectos vectores, como
moscas, ya que estas no encuentran un medio adecuado para su desarrollo.
40
CAPITULO III
3. DESCRIPCIÓN DEL LUGAR DE INSTALACIÓN
El lugar donde se encuentra el Biodigestor está ubicado a unos 20 metros del
establo y aproximadamente unos 35 metros del matadero, el terreno está
totalmente despejado para atrapar los rayos del sol y mantener caliente al
digestor y en este lugar no hay problema de contaminación para las fuentes de
agua.
41
3.1. Descripción Del Proceso
3.1.1. Diagrama De Flujo Del Sistema
TRATAMIENTOY RECOLECCION DE LOS RESIDUOS ORGÁNICOS DE LA
VACA EN EL BIODIGESTOR
1 Recolección
2 Llenado
3 Transporte Hacia el
Biodigestor
4 Llenado al Biodigestor
8 Almacenamiento
5 Mezcla
6 Colocación del Caldo
Microbiano
7 Proceso de Fermentación
1
2
3
4
5
6
7
8
42
3.1.2. Descripción Del Flujo De Proceso
1. Recolección del Estiércol.
Una vez que comienza a faenar las vacas en el Camal Municipal de Manta los
trabajadores encargados de la Limpieza recogen el estiércol de la vaca, la
misma que está lleno de hierba y paja, por lo que para conseguir una buena
fermentación necesitaremos limpiarlo si es necesario.
El estiércol de vaca deberá estar bien homogenizado. Para evitar dificultades en
el vaciado a la pila de carga del Biodigestor.
2. Llenado
Se lo comienza a llenar los tanques por medio de herramientas manuales
como: lampas, donde se deberá verificar que los tanques estén en buenas
condiciones, para evitar posibles derrames.
3. Transporte:
Los tanques llenos de estiércol son transportados hacia el lugar donde está el
biodigestor, por medio de un camión.
43
4. Llenado al Biodigestor.
El estiércol es vaciado en la pileta de entrada a unos 70% de la altura de la
pared que separa al digestor en su interior, puesto que hay que dejar espacio
para el almacenaje del Biogás. Durante este proceso se deberá evitar que
penetre tierra o arena al interior del digestor (estos materiales ocupan volumen y
no alimentan a las bacterias metanogénicas).
5. Mezcla.
Una vez que se le agregó el estiércol se lo mezcla con agua 30%
aproximadamente hasta lograr un compostaje semi-pastoso.
El agua no debe estar clorada puesto que las colonias existentes de
microorganismos pueden morir o disminuir por acción del cloro.
6. Colocación del Caldo Microbiano.
Para acelerar el proceso de descomposición se le agrega el caldo
microbiano.(EMA‟s)que es un cultivo microbiano, que son obtenidos en los
ecosistemas locales y que tienen varios tipos de Microorganismos con funciones
diferentes.
7. Proceso de fermentación.
Para que este proceso se lleve a cabo es necesario que el biodigestor esté
completamente cerrado.
44
La mezcla de estiércol, agua, y caldo microbiano, comienza a degradar el
material orgánico sin la presencia de oxigeno atmosférico, dentro del cilindro del
biodigestor, comienzan a actuar alrededor de los 30 días en un tiempo suficiente
para generar gas, donde se elimina la mayoría de organismos, incluso los
parásitos intestinales, que pueden causar enfermedades. De esta manera el
estiércol es mejorado químicamente y biológicamente a partir de la
fermentación.
Se deberá verificar que no existan fugas.
8. Almacenamiento
Una vez que se ha producido el proceso de fermentación, se almacena el gas
en fundas de polietileno.
Una vez que se ha aprovechado el biogás se abre la pila de descarga o salida
del biodigestor para aprovechar el biol que será utilizado en los cultivos del
camal o almacenados en tanques.
PARAMETROS DE CONTROL.
PARAMETROS DE CONTROL
MÉTODO LÍMITES
CRÍTICOS ACCIONES
CORRECTORAS
pH Entrada Pila de carga (Mezcla del Estiércol + Agua)
Visual (Tiras para medir el pH)
6,6 y 7,6
Ajustar de acuerdo a lo requerido con una solución de lechada de cal
45
3.2. Reparación del Biodigestor.
La reparación de esta planta abandonada contó con las siguientes operaciones:
Limpieza de los alrededores del digestor: se realizó por medio de la recogida de
piedras y basura, manual, con el objetivo de crear las condiciones necesarias
para trabajar adecuadamente en el lugar y eliminar pequeños arbustos que
pudieran ocasionar daños a los neumáticos de tractores y automóviles que se
utilizarían en la zona.
Además se colocó, lastre por efecto del invierno, para que en el momento de
traslado de la materia orgánica (estiércol) el transporte no se quedara atascado
y así poder evitar esos inconvenientes. Se trabajó del modo siguiente. En la
parte del digestor se tuvo que abrir para realizar la limpieza puesto que se
encontraba lleno de estiércol de vaca y se quería saber en qué condiciones se
encontraba, y posteriormente hacer las mediciones para calcular su volumen,
puesto que no había datos del mismo.
En el digestor se encontraban 2 tapas de concretos, en donde hubo dificultad
para sacar la segunda tapa, se procedió entonces a derrumbar una parte de la
pared puesto que se encontraba bien cerrada para poder abrirse.
Una vez que se abrió se encontró con la novedad de que en el digestor había
desechos orgánicos, tenía un volumen aproximado de 28m3 tanto residuos
46
líquidos como sólidos, se lo dejo aproximadamente 1 semana, en donde se
auto gestiono con la ayuda del DEPARTAMENTO DE HIGIENE DEL
MUNICIPIO DE MANTA, y la EPAM.
Primero se realizó una inspección al biodigestor del camal por parte de la EPAM
Ing. Bello, para proceder con la debida extracción del desecho orgánico líquido.
Este procedimiento se llevó aproximadamente 8 horas, todo este residuo líquido
fue llevado a las lagunas de oxidación.
La Limpieza del interior del digestor: se realizó con el objetivo de poder realizar
las mediciones y para comprobar si se encontraba apto para su utilización y
conocer que capacidad tiene.
El biodigestor se encontraba en buenas condiciones sin fisuras.
3.3. Tipo de Biodigestor Construido
El camal Municipal de Manta cuenta con un Biodigestor tipo chino. Su
construcción fue realizada con paredes de bloques de hormigón y cúpula de
ladrillos, empleando otros materiales conocidos como cemento, arena, piedra,
asegurando con ello una alta resistencia y durabilidad de la obra.
En la siguiente figura se muestra el digestor aplicado. La cual tenía las
siguientes medidas.
47
3.4. Calculo del Volumen del Biodigestor.
VT=V1+V2-V3
V1=Volumen del cilindro
V2=Volumen de la cúpula de la esfera
V3=Volumen de la pared Interna
Volumen del cilindro
3
1
2
1
2
1
51.37
3)99.3(4
1
4
1
mV
mmV
hV
Volumen de la cúpula de la esfera
( r – h )2 + a2 = r2
h
a
r
r-h
a
r
48
a2 = r2 – ( r – h )2
3
2
22
2
22
2
22
2
2
32
32
0
2
0
0
2
0
222
2
0
2
795.2
)44.0()995.1(36
)44.0(
36
23
3
)3(3
3
3
322
..2
2
2
mV
mmm
V
hah
V
hh
hahV
hrh
Vc
hrhVc
hhrVc
dhhdhrhVc
dhhrhVc
dhhrhrrVc
hrrVc
hh
h
h
h
Volumen de la pared Interna
Volumen del Biodigestor
3
3.
3
3
5561.1
)99.3)(15.0)(6.2(
..
mV
mmmV
alhV
49
Vb=V1+v2-v3
Vb=37.51m3+2.795m
3-1.556m
3
Vb=38.75m3
Tenemos un biodigestor con una capacidad total de 38,75m3
3.5. Tiempo De Retención
Conociendo el volumen del biodigestor y la carga diaria de estiércol de la vaca,
podemos calcular el tiempo de retención para la operación.
VB=CD* TR
Calculo de Carga Diaria
Tanques de 100 litros (85 litros = 0.085 m3)
DÍA VT DEL ESTIÉRCOL
m3/días CANTIDAD
TOTAL
m3/días
Lunes 0,085 16 1,36
Martes 0,085 12 1,02
Miércoles 0,085 10 0,85
Jueves 0,085 8 0,68
Viernes 0,085 24 2,04
Sábado 0,085 26 2,21
Domingo 0,085 4 0,34
8,5
50
díasTR
díasm
mTR
Cd
VbTR
díamCd
díamdías
mX
3202,32
/21.1
75.38
/21.1
/21.17
5,8
3
3
3
33_
3.6. Puesta en marcha del Biodigestor con estiércol de ganado vacuno.
Para la puesta en marcha del Biodigestor fue necesaria una aportación inicial
de estiércol muy elevada, puesto que se precisa de una primera llenada
completa del digestor. La primera carga es hecha por la boca del digestor,
colocamos el estiércol de ganado vacuno a ambos lados de la pared divisora.
No hubo problemas para la puesta en marcha del biodigestor puesto que
disponíamos de suficiente materia orgánica necesaria.
3.6.1. Llenado Del Biodigestor Con La Materia Prima
Cuando se llena el biodigestor, el sustrato debe ser diluido aproximadamente
3/1 con una cantidad de agua 30% y estiércol 70%.
51
La transportación de la materia orgánica se la realiza en el momento de
faenamiento que comienza a las 6:00 PM, hasta las 9 PM,
Se utiliza como medio de transporte, un camión que es el encargado en realizar
la limpieza del Camal, para lo cual se lo realizó por medio de tanques de 100
litros
3.6.2. Calculo de Llenado del Biodigestor
Para llenar el biodigestor solo se lo realizará hasta la altura de la pared que
divide el interior del biodigestor a una altura de 2,55m (la altura máxima de la
pared es de 2.60, se dejará un espacio de 0,05 m)
VTLL=VLL - Vp
VTLL=Volumen total de Llenado
VLL=Volumen de Llenado
VLP=Volumen de la Pared
52
3
2
2
88,31
4
55.299.3
4
mV
mxmxV
hdV
LL
LL
LL
3
. 5261.1
)99.3)(15.0)(55.2(
..
mV
mmmV
alhV
P
P
P
VTLL=31.88m3-1.5261m3
VTLL=30,35 m3
De donde el 70% será de estiércol y el 30% de Agua
Volumen del Estiércol de vaca VE=30.35m3 X 70% = 21,25 m3
Volumen de Agua VA=30.35m3 X 30% = 9,10 m3
La mescla del Estiércol + Agua el 90% se digerirá en Biol Y Biosol
Volumen digerido = V X 90%
Vd=30,35m3 x 90%
2,5
5 m
1.92
m3
1.92
m3
0,15
m3
53
Vd=27,315m3
Calculo del Biol
El 92% de la masa digerida se convertirá en Biol y el 8% se convertirá en
Biosol(Residuo Sólido Orgánico no degradado)
Biol=Volumen digerido*92%
B=27,315m3*92%
B=25,1298 m3
Biosol(Residuo Sólido Orgánico no degradado)= Volumen digerido- Biol
O=27,315m3 - 25,1298 m3
O=2,1852 m3
El volumen de caldo microbiano es 200 litros es decir 0,20 m3
3.7. Balance de Masa.
MASA QUE ENTRA=MASA QUE SALE
C + A + M = B + O + G
C
A
M
G
B
O
54
Dónde:
C= Caldo Microbiano
A= Agua necesaria para obtener Biol
M= Residuo Sólido Orgánico necesario (Estiércol de Vaca)
B=Biol
O= Biosol (Residuo Sólido Orgánico no degradado)
G=Biogas
MASA QUE ENTRA=MASA QUE SALE
C + A + M = B + O + G
0.20 m3 +9.10 m3 +21.25 m3 =25,1298 m3+ 2,1852 m3 + G
30.55m3=27.315m3+G
G =30.55m3 - 27.315m3
G= 3.235 m3
3.8. Elaboración del Capturador de Microorganismos
Debido a los altos costos de las bacterias para acelerar el proceso de
descomposición de la materia orgánica de la vaca se procedió a capturar
microorganismos (Microorganismos Eficientes Autóctonos) en el ambiente y por
ende reduciendo costos. Para ello se utilizó los siguientes.
55
Materiales
1 tarro de plástico (tarrina)
1 pedazo de tela nylon (media de mujer)
1 liga
4 onzas de arroz cocinado con sal (sin manteca)
2 cucharadas de melaza.
2 cucharadas de caldo de carne.
Procedimiento
1. Poner 4 onzas de arroz cocinado con sal.
2. Agregue 2 cucharadas de melaza.
3. Agregue 2 cucharadas de harina de pescado o caldo de carne.
4. Tapar la boca del tarro con un pedazo de tela nylon y asegurarlo bien
Se recomienda preparar entre 20 a 50 capturadores a fin de asegurar una
elevada diversidad microorgánica
56
Preparación De Sustrato Para Capturar Microorganismos
Aplicación de melaza + caldo de carne sobre el arroz, contenido en una
tarrina de plástico
La tarrina se cierra con un pedazo de tela nylon y se sujeta con una liga o
elástico
Procedimiento
1. Elija los sitios donde realizar las capturas:
a. Un talud húmedo y cubierto de vegetación,
b. Un sector próximo a una fuente de agua: canal, reservorio,
c. Un árbol o arbusto sano y robusto. (Se recomienda buscar ecosistemas no
intervenidos (bosques nativos) o agro ecosistemas orgánicos.)
2. Proceda a enterrar los tarros o tarrinas en las áreas elegidas, dejando el
borde de las mismas a 10 centímetros de profundidad
3. Ponga materia orgánica en proceso de descomposición recogida en los
sectores circundantes, sobre el nylon que tapa la boca del tarro.
57
4. Identifique el sitio donde enterró las tarrinas, colocando una baliza
COSECHA
Después de 2 semanas desentierre la tarrina y saque el arroz que estará
impregnado de MICROORGANISMOS (EMAs)
Mezclar en un balde el arroz de todas las tarrinas cosechadas
OBTENCIÓN DE SOLUCIÓN MADRE
Agregue 9 litros de agua limpia cocinada pero fresca a la cosecha de arroz
con microorganismos
Agregue 3 litros de melaza o miel de panela y proceda a batir o licuar la
mezcla por el espacio de 5 a 10 minutos.
Proceda a filtrar la mezcla para eliminar la parte gruesa de la mezcla (se
obtienen 12 litros de SOLUCIÓN MADRE de Microorganismos Eficientes
Autóctonos
PROPAGACIÓN DE MICROORGANISMOS EFICIENTES AUTÓCTONOS
(EMAs)
MATERIALES
1 Tanque plástico de 200 litros (50 galones)
58
12 litros de SOLUCIÓN MADRE de MICROORGANISMOS (EMAs)
4 litros de leche
4 litros de melaza, miel de caña o panela
4 litros de yogurt simple
2 kilos de torta de soya o afrecho de chocho o maíz
PROCEDIMIENTO
Mezcle en el tanque de plástico, los materiales:
a. 12 litros de SOLUCIÓN MADRE de MICROORGANISMOS (EMAs)
b. 4 litros de leche
c. 4 litros de melaza, miel de caña o panela
d. 4 litros de yogurt simple
e. 2 kilos de torta de soya
f. Agregue agua limpia, fresca y sin clorar, hasta 15 centímetros antes del
borde del tanque.
g. Cierre el tanque y deje fermentar entre 8 a 12 días.
h. Abra la tapa del tanque periódicamente para facilitar el escape de gas
de la fermentación
Concluido el período de fermentación, proceda de la siguiente manera:
59
Pase todo el material por una cernidera o colador para separar el material
grueso del líquido.
El material grueso puede incorporarlo a la compostera o al bocashi.
Concluido el período de fermentación, proceda de la siguiente manera:
Envase el líquido impregnado en microorganismos (EMAs) en frascos plásticos
obscuros.
Almacene los Microorganismos Eficientes Autóctonos (EMAs) en sitios frescos y
oscuros.
3.9. Evaluación de Resultados.
Primer Ensayo Del Biodigestor:
La primera carga se realizó en el mes de Diciembre del año 2011, haciéndose la
mezcla con una relación de 1 a 3, es decir un 30% de estiércol y un 70% de
Agua, sin utilizar ningún tipo de microorganismos o bacterias para que aceleren
el proceso de descomposición de la mezcla estiércol-agua.
Segundo ensayo del biodigestor:
En este ensayo se cargó el biodigestor con una carga de relación 3 a 1 es decir
70% de estiércol y 30% de agua.
60
Este ensayo no se pudo completar por causa del invierno el camión en trasladar
el estiércol de la vaca no podía ingresar al lugar donde se encuentra localizado,
Por esta razón se colocó en primer lugar una volquetada de lastre para que
ingresara, por autogestión nuestra, comenzó a ingresar a llenar el biodigestor,
pero nuevamente hubo dificultades entonces, se colocó otra volquetada de
lastre, para evitar inconvenientes.
Antes de realizar el tercer ensayo en el biodigestor realizamos dos pruebas
pilotos recogiendo muestra del camal en envases de colas de 2 litros.
Las pruebas mostraron que durante los 15 días ya se estaban formando gas
debido a la poca cantidad que se utilizaba, en cambio con el biodigestor en el
camal se utilizó un gran volumen donde el tiempo de retención es mayor a los
30 días además debido a que se alimentó por la cubierta del digestor, la misma
que se encontraba abierta durante el proceso de llenado, donde se perdía el gas
metano, por tal motivo se en poco proporción, además es necesario instalar un
agitador y hacer una conexión directa, lo contrario fue de las botellas de colas
que en una sola llenada se la cerro y se lo agito una vez que fue cerrada, y por
ende hubo formación de gas. Por lo tanto solo se obtuvo como producto
bioabono. Biol líquido y sólido.
61
CAPITULO IV
4. MEDIDAS DE SEGURIDAD Y MANTENIMIENTO DEL BIODIGESTOR
4.1. Medidas de seguridad.
Durante el trabajo con el biodigestor se deben tener en cuenta diferentes
condiciones de seguridad, debido a que se trata de una planta de producción de
un combustible, en este caso de biogás.
Esta circunstancia debe ser bien entendida y comprendida por los operadores
de un biodigestor.
4.1.1. Procedimientos de Seguridad.
En el Camal Municipal de Manta se deberá cumplir con los procedimientos
generales de seguridad en el manejo y operación del Biodigestor que regulen la
actuación del personal propio, visitantes y otros.
4.1.2. Objetivo:
El objetivo de este procedimiento es establecer los lineamientos y
requerimientos para minimizar riesgos a las operaciones del biodigestor.
62
4.1.3. Alcance:
Dentro de este procedimiento están considerados para la realización de
trabajos peligrosos como: Trabajo de limpieza en el interior del biodigestor
(espacios confinados) donde se requiere autorización de permisos, así como la
manera correcta de operar
.
4.1.4. Desarrollo.
Si se toman en cuenta las siguientes observaciones y recomendaciones no
existe ningún riesgo o peligro en la operación de un biodigestor. Es muy
importante que todo el personal que tenga que ver con el manejo, operación y
mantenimiento reciba capacitación y entrenamiento, y sea aclarado sobre los
riesgos que puede ocasionar trabajando con un biodigestor.
4.1.4.1. Restricción del Acceso
Se deberá restringir el acceso al digestor, ya sea en el momento del llenado, a
personas no autorizadas, así como también de los animales, dado que se
produce biogás y este es un gas altamente tóxico e inflamable, por su gran
contenido de metano, por esta razón es necesario poner este anuncio visible
con las siguiente leyenda.
“PELIGRO: GAS ALTAMENTE INFLAMABLE” Y “SE PROHIBE FUMAR”.
63
4.1.4.2. Riesgos.
Los riesgos en la operación que puede ocurrir en el biodigestor se resumen a
continuación.
- Caídas de personas en el tanque de mezcla (cúpula del digestor, pila de
carga)
- Aspiración del biogás al respirar
- Roturas de tanque de almacenamiento de la cubierta de los digestores por
manipulación inadecuada.
- Explosiones de biogás por fuego no controlado el prender cigarrillos
Las mezclas de biogás con oxígeno a un 6 – 12 % puede explosionar si hay
fuego o llamas que alcancen una temperatura sobre los 700 pc. También existe
riesgo de explosión en mezclas de aire con más del 12 % de biogás.
Respirar biogás en altas concentraciones y en periodos grandes de tiempo
puede causar envenenamiento y muerte por ahogo o asfixia. El contenido de
ácido sulfhídrico en el biogás es altamente venenoso. El biogás no purificado
tiene el olor típico a huevos podridos. A concentraciones elevadas (> 1000mg/l)
ya se percibe el mal olor y puede causar envenenamiento. Todas las aéreas con
operaciones de biogás deben estar bien ventiladas.
64
A continuación se exponen los límites para el manejo del sulfuro de hidrogeno
- A una concentración de 0.03 – 0.15 ppm H2S el biogás huele a huevos
podridos
- A concentraciones de 15 – 75 ppm irrita los ojos y la dificultad la respiración,
da mareos, vómitos y desmayos.
- A concentraciones de 120 – 300 ppm paraliza los sentidos del olfato.
- A concentraciones > 375 ppm causa la muerte por envenenamiento en unas
pocas horas
- A concentraciones > 750 ppm causa desmayos y muerte en 30 – 60 minutos
- A partir de 1000 ppm causa la muerte instantánea en unos pocos minutos.
-
4.1.4.3. Riesgoso Al Trabajar En El Interior Del Digestor (Espacio
Confinado)
65
Puesto que el biodigestor es un considerado un espacio confinado ya que es un
contenedor herméticamente cerrado que se encuentra localizado debajo de la
tierra, puede representar un riesgo para la salud y seguridad de cualquier
persona que entre.
OBJETIVO.
El objetivo de los "Trabajos en Espacios Confinados" es informar a los
trabajadores, de forma breve y sencilla, sobre los riesgos comunes y
específicos, que conlleva la realización de estos tipos de trabajos.
Los riesgos específicos de éstos lugares, son debidos a la acumulación en su
interior de gases, tóxicos, combustibles, etc., que exigen unas medidas de
seguridad sumamente estrictas.
Adicionalmente un espacio confinado tiene muchos otros riesgos como:
Calor sofocante, por no correcta ventilación del aire.
Alta probabilidad de caídas al ingresar o salir.
Posibilidad de resbalarse por líquidos o materias en fondo.
ALCANCE.
Solo se ingresara al biodigestor por motivos de efectuar trabajos de reparación,
limpieza, sin olvidar otra gran razón como es la de realizar operaciones de
rescate en su interior.
66
Instrucciones Previas Para Trabajos En Espacios Confinados (Biodigestor)
- Verificar que se dispone de Autorización de Trabajo
- Verificar que se dispone de los equipos de trabajo necesarios.
- Verificar que el área de trabajo está ordenada y limpia.
- Verificar el estado de la atmósfera interior, para asegurarse que ésta es
respirable. Utilizar equipo de medición portátil de lectura directa. Medir
siempre: O2, CO2, CO, H2S, CH4.
- Utilizar obligatoriamente la señalización normalizada de que se están
realizando trabajos en el interior.
4.1.4.4. Equipos De Protección Y Seguridad Personal
Equipos De Protección Y Seguridad Personal
Se deberá suministrar a los operadores los aditamentos necesarios para trabajar
con seguridad en las actividades concernientes a la operación y mantenimiento
del biodigestor.
Deberán utilizar zapatos de seguridad, overol; respirador contra gases y
vapores, o en su caso mascarilla que evite el contacto directo con los gases;
guantes para la realización de las actividades en el llenado, y calzado adecuado.
En caso de Inhalación accidental de una alta concentración de biogás, se
deberá suministrar atención médica de forma inmediata. Trasladar la víctima
67
aun área no contaminada para que inhale aire fresco; mantenerlo(a) en reposo.
Si la víctima no respira, administrarle oxígeno suplementario o respiración
artificial.
4.2. Mantenimiento del Biodigestor
El digestor, una vez en fase normal de operación, tiene un mantenimiento muy
simple, que ocasiona muy poco trabajo.
Las actividades de mantenimiento del digestor se dividen en trabajos rutinarios
que pueden ser realizados por el personal no especializado y aquellas
actividades que deben ser realizadas por personal especializado.
Las actividades rutinarias del personal no especializado
Se refieren más a tareas de control, limpieza y verificación del funcionamiento.
- Realizar inspecciones periódicas del estado de la cubierta, buscando
detectar fugas, rasgaduras y daños en general.
- Realizar una remoción de basura y escombros arrastrados por el viento.
- Se eliminará inmediatamente cualquier acumulación de agua de la cubierta.
- Se hará una inspección diaria de tuberías, válvulas y equipo de medición,
para detectar a tiempo cualquier daño que presenten y en caso de haberlo,
instrumentar las acciones necesarias para su inmediata reparación.
- Verificar que la tubería de conducción del biogás no presente fugas.
68
Las actividades diarias rutinarias de mantenimiento y/o de operación para el
personal especializado que se deben realizarse son las siguientes:
- Limpiar el digestor, sacar las arenas y piedras que se hayan acumulado en el
fondo del tanque de mezcla
- Limpiar las tuberías de carga y descarga y retirara objetos acumulados
- Llenar el tanque de carga con nueva biomasa y la mezcla correspondiente,
mezclar bien el contenido
- Verificar que no ingresen trozos grandes de biomasa o desechos extraños al
digestor.
- En el momento de hacer la limpieza en el interior del digestor es necesario
evitar que el lavado de pisos y paredes con jabón o detergentes, puesto que
la presencia de estos residuos pueden destruir las bacterias o
microorganismos. Se recomienda hacerla cada 2 o 3 años una limpieza al
interior del biodigestor para evitar la acumulación de sólidos.
En caso de tener que vaciar completamente el BIODIGESTOR es necesario
almacenar una parte del lodo para iniciar nuevamente el arranque del
BIODIGESTOR.
- Si se introducen volúmenes de mezcla mayores que los de diseño, se
presentará un arrastre de las bacterias que degradan la materia orgánica y
los tiempos de retención hidráulica serán muy cortos.
69
- Esto puede ocasionar problemas de acidificación del proceso, malos olores,
disminución en la producción de BIOGAS y mal olor en el BIOABONO.
4.3. Higiene y Salud en la Operación del Biodigestor
Los operadores del biodigestor deben conocer de los peligros de enfermedades
producidas por residuos orgánicos, por lo que se necesitan entrenamiento
especial para evitar riesgos para la salud tanto como el riesgo de llevar
enfermedades a otros lugares, los principales riesgos se describen a
continuación.
Los estiércoles de animales contienen inevitables agentes patógenos de plantas
o animales (como Salmonella) y parásitos (como crytosporidium) en diferentes
grados y en diferentes materiales, los cuales pueden ser peligrosos para la
salud humana y animal.
Se necesitan por lo tanto tomar precauciones especiales si es cuando se utiliza
residuos de estiércol de animales.
El proceso de digestión anaeróbica que se realizan en el digestor
probablemente no eliminará totalmente los agentes patógenos presentes en la
biomasa, por lo que se necesitan bastante precaución. En algunos casos,
dependiendo de la cantidad inicial de patógenos presentes en la materia prima,
los niveles de estos, luego de la digestión, permanecerán lo suficientemente
70
altos para causar enfermedades en aquellas personas que trabajan con las
materias primas antes y después del tratamiento, o que puedan tener algún
contacto con la biomasa.
PROBLEMAS SOLUCIONES
Olor a biogás Hay pérdida de gas. Alguna conexión abierta o dañada,
algún agujero.
Poco gas en el
reservorio
Comprobar que hay agua en la válvula de seguridad para
que no se escape el gas. Si hay un agujero en el
reservorio es que existen roedoras (ratas) en la cocina.
Poner veneno.
El biol presenta
nata (una capa
superficial dura)
Hace falta mezclar mejor el estiércol y el agua antes de
introducirlos en el biodigestor para que sea una mezcla
totalmente líquida.
Hay agujeros en el
invernadero
Investigar si han vuelto a entrar animales cerca del
biodigestor y cercarlo bien para que no entren.
El biodigestor no
produce más gas
Se añadió estiércol de vacas vacunadas o que han
tomado antibióticos. Dejar de alimentar el reactor con
estiércol con vacunas y buscar estiércol de vacas sanas.
Si no hay, no alimentar el biodigestor hasta 15 días.
71
CAPITULO V
5. IMPACTO AMBIENTAL.
Debido a que el objetivo de nuestro proyecto en la implementación del
Biodigestor es aprovechar los residuos generados en el Camal Municipal de
Manta estamos contribuyendo en disminuir el impacto ambiental.
Esto es porque, las heces o el estiércol de la vaca que se produce es llevado a
una esquina del terreno, lo que es liberado al ambiente sin ningún tratamiento
de descomposición lo los mismos que son altamente contaminantes, y con la
utilización del biodigestor entran en un proceso mediante el cual se transforman
en biogás y biol (fertilizantes), de esta manera no son desechadas al ambiente
evitando contaminación tanto del aire como del suelo.
5.1. Objetivo.
El objetivo principal es identificar y evaluar los impactos ambientales que se
producirán por la implementación del biodigestor, con el fin de prevenirlas o
eliminarlas.
72
5.2. Alcance.
Es aplicable en las actividades de recolección de los residuos orgánicos de la
vaca para ser utilizados en el biodigestor
5.3. Desarrollo.
Identificación De Las Acciones Susceptibles De Generar Impactos
Ambientales
Entre las acciones que generan impacto ambiental con la puesta en marcha del
Biodigestor podemos encontrar las siguientes acciones.
Impacto sobre el recurso agua.
Al ser un sitio plano y no tener a los alrededores ningún recurso hídrico, no
existe contaminación directa del agua, pero si su uso en la mezcla con el
estiércol, como también la contaminación de las aguas subterráneas que
pueden existir en la zona.
Impacto sobre el recurso suelo
Los desechos orgánicos de la vaca producidos en el trabajo diario son vaciado
hacia el digestor se producen derrames accidentales, ocasionando la
destrucción del suelo y pérdidas de sus características físicas-químicas, pero
73
con la utilización del biodigestor se también se espera reducir la contaminación
del suelo, puesto que gran parte de este materia orgánica de la vaca son
arrojados y desalojados a un lado del terreno del Camal Municipal de Manta.
Posteriormente el biol será utilizado para abonar parte del terreno donde existen
cultivos (limón, lima-limón etc.)
Impacto sobre el recurso aire.
El objetivo principal del proyecto es la obtención de gas metano el mismo que
será almacenado por un determinado tiempo, para su utilización con una estufa
o calentador lo que puede producirá la expulsión de gases al ambiente
produciendo un aire impuro.
Además debido a los derrames accidentales se pueden producir malos olores
debido a la putrefacción de la materia orgánica.
Impacto socio económico y cultural.
El nivel cultural y socioeconómico va a experimentar una mejora con la puesta
en marcha del biodigestor, debido a que va a permitir un mejor manejo de los
desechos orgánicos.
74
5.3.1. Identificación De Los Aspectos Ambientales
ELEMENTOS DE
ENTRADA
Gases
Residuos
semi-
solidos
ELEMENTOS DE SALIDA
INTERACCIÓN
CON EL AMBIENTE
Alteración
en la calidad
del aire
Alteración
en la calidad
del suelo
Estiércol de
vaca
Agua
Caldo
Microbiano
ELEMENTOS DE ENTRADA
75
5.3.2. Evaluación De Aspectos Ambientales
Para identificar si un aspecto ambiental, es importante se utilizará un método
que considera los siguientes elementos.
Escala de aspecto (E).Se consideran
Calificación Descripción
1 Pequeña
2 Media
3 Alta
ALTA: Será el aspecto ambiental que genere mayor volúmenes de
contaminantes comparados con el total de los que se generan el proceso del
Biodigestor.
MEDIA: Será el aspecto ambiental que genere volúmenes importantes de
contaminantes comparados con el total de los que se generan el proceso del
Biodigestor.
BAJA: Será el aspecto ambiental que genere volúmenes mínimos de
contaminante comparados con el total de los que se generan el proceso del
Biodigestor.
Severidad Del Aspecto (S).
Calificación Descripción
1 Pequeña
2 Media
3 Alta
76
BAJA: Cuan
do el impacto ambiental se puede presentar en el sitio de operación.
MEDIA: Cuando el Impacto Ambiental se puede presentar dentro de los límites
del Camal.
ALTA: Cuando el Impacto Ambiental se puede presentar fuera de los límites del
Camal
Probabilidad de ocurrencia del aspecto (P).
Calificación Descripción
1 Se presenta 1 vez en 12 meses o mayor
2 Se presenta 1 vez entre 1 y 6 meses
3 Se presenta 1 vez o más en el mes
El total es la suma de los tres factores anteriores, si el resultado es igual o
mayor a 6 es un impacto ambiental importante, que es considerado para evaluar
su nivel de significancia. Si el resultado es menor a 6 significa que su impacto no
tiene importancia para la organización y debe considerarse como trivial.
Evaluación de Riesgos de los Aspectos Ambientales.
Para valorar los riesgos de los aspectos ambientales aplicamos la ecuación de
grado de peligrosidad el cual se relaciona las Consecuencias (C), la Exposición
(E) y la Probabilidad (P) de los riesgos
GP= C x E x P
77
Consecuencia (C):
Es el resultado más probable que podría ocurrir si el factor de riesgo se
potencializa incluyendo daños personales y materiales.
MUY LEVE = 1 No causa daño significativo al medio ambiente.
LEVES=2 - 4 Daños al medio ambiente. Leves daños al personal.
GRAVES=5 – 7 Daño severo al medio ambiente. Lesiones graves al personal.
MUY GRAVES= 8 – 10 Daño irreversible al medio ambiente. Lesión irreparable
para el personal
Exposición (E):
Frecuencia con que se presenta la situación del riesgo que se trata de evaluar.
REMOTA = 1Algunas veces mes o al año
OCASIONAL = 2 – 4 Algunas veces a la semana
FRECUENTE = 5 – 7 Algunas veces al día
CONTINUA = 8 – 10 Continuamente o muchas veces al día
Probabilidad (P):
Grado de inminencia o rareza de ocurrencia real del daño. Es la posibilidad de
que se presente el evento en el tiempo bajo las condiciones normales de
trabajo, originándose las consecuencias no queridas ni deseadas.
78
MUY BAJA = 1 Cuando es casi imposible que ocurra
BAJA = 2 – 4 Cuando es remota pero posible (poco común)
MEDIA = 5 – 7 Cuando es muy posible (nada extraño que ocurra)
ALTA = 8 – 10 Cuando es inminente (ocurre con frecuencia
Priorización:
Para determinar la priorización o jerarquización de los factores de riesgo del
panorama general, que ameritan un plan de contingencia, se establecen
prioridades de acuerdo con los valores de peligrosidad obtenidos así.
GRADO DE PELIGROSIDAD
MAGNITUD PRIORIDAD
1 - 300 301 - 600
601 - 1000
Bajo Medio Alto
1P 2P 3P
Prioridad 1P Se requiere mejorar condiciones.
Prioridad 2P Se precisa Correcciones.
Prioridad 3P Corrección Inmediata.
A continuación presentamos un cuadro donde identificamos los aspectos e
impactos ambientales dentro del tratamiento y recolección de los residuos
orgánicos de la vaca en el biodigestor.
79
CAPITULO VI
6. ANÁLISIS DE COSTO-BENEFICIO SOCIAL.
6.1. Análisis de costo del Biodigestor
El análisis Financiero que tuvimos en la puesta en marcha del funcionamiento
del biodigestor en el Camal Municipal de Manta comprendió la siguiente
inversión.
Cuadro # 1
Costo de Inversión del Biodigestor
Ítem Descripción Valor
1 Costos de materiales de Construcción $ 2.365,00
2 Costo de Mano de Obra $2.120,00
VALOR TOTAL $4.485,00
Cuadro # 1.1
Costo de materiales de Construcción del Biodigestor
Ítem Descripción Cantidad Valor
Unitario
Valor
Total
1 Plywood 22 25,00 550,00
2 Cemento 60 7,50 450,00
3 Hierro 8 mm 100 7,00 700,00
4 Hierro 12 mm 15 13,00 195,00
80
5 Arena 8 10,00 80,00
6 Piedra 8 15,00 120,00
7 Ladrillos 1000 0,15 150,00
8 Cuartones 30 2,50 75,00
9 Cañas 25 1,00 25,00
10 Clavos 10 1,00 10,00
11 Alambres 10 1,00 10,00
TOTAL 2365,00
Cuadro # 2
Costo de Pruebas para el Funcionamiento
Ítem Descripción Valor
1 Costos de Limpieza 1030,50
2 Costo de Caldo Microbiano 64,90
3 Costo de Agua 100,00
VALOR TOTAL 1195,40
Cuadro # 2.1
Costo de Limpieza del Biodigestor
Ítem Descripción Cantidad Valor
Unitario
Valor
Total
1 Limpieza 2 400,00 800,00
2 Manómetro 1 85,00 85,00
3 Volquetada de lastre 2 35,00 70,00
4 Cemento 1 7,50 7,50
81
5 Arena 2 1,00 2,00
6 Albañil 2 30,00 60,00
7 Ladrillos (20*2) 40 0,15 6,00
TOTAL 1030,50
Cuadro # 2.2
Costo de Elaboración del Caldo Microbiano
Ítem Descripción Cantidad Valor
Unitario
Valor
Total
1 Tarrina de plástico 50 0,10 5,00
2 Medias Nylon 5 1,00 5,00
3 Ligas 50 0,02 1,00
4 Arroz (libras) 12,5 0,40 5,00
5 Melaza (30 kg) 1 12,00 12,00
6 Carne (libras) 1 2,25 2,25
7 Agua (tanque) 1 2,25 2,25
8 Tanque de plástico 1 20,00 20,00
9 Leche (litro) 4 0,80 3,20
10 Yogurt 4 1,95 7,80
11 Harina de soya (kilos) 2 0,70 1,40
TOTAL 64,90
82
Cuadro #2.3
Costo de La Mezcla con Agua
Ítem Descripción Cantidad Valor Valor
Total
1 Tanquero (6m3) 3,5 20 70
2 Tanquero (6m3) 1,5 20 30
TOTAL 100
Costo Anual de Operación
El costo anual de operación comprende el Salario de los trabajadores, agua
para la mezcla y el caldo microbiano que se lo hará cada 2 meses.
Cuadro # 3
Costo Anual de Operación
Ítem Descripción Valor
1 Costo del Salario 33484,72
2 Costo para la Mezcla de Agua 240,00
3 Costo de caldo microbiano 389,40
VALOR TOTAL 34114,12
83
Remuneración Jefe de Planta Operadores Chofer
Remuneración Básica 900,000 264,00 350,00
XIII Remuneración 75,00 22,00 29,17
XIV Remuenración 75,00 22,00 29,17
Fondo de Reserva 75,00 22,00 29,17
Aporte Patronal (11.15%) 100,35 29,44 39,03
CNCF (0.5%) 4,50 1,32 1,75
TOTAL DE R. MENSUAL 1.229,85 360,76 478,28
TOTAL ANUAL 14.758,20 4.329,07 5.739,30
Cuadro #3.1
Costo de Salario
Ítem Descripción Cantidad Valor
Mensual
Valor
Anual
Valor
Total
1 Jefe de Planta 1 1.229,85 14.758,20 14.758,20
2 Operadores 3 360,76 4.329,07 12.987,22
3 Chofer 1 478,28 5.739,30 5.739,30
TOTAL 33484,72
84
Costo de Mantenimiento
El mantenimiento General se lo va realizar cada 2 años $500,00
Ingresos.
Para determinar los Ingresos se ha Considerado lo siguien
Este proyecto se obtiene bio-abonos (biol y biosol) que pueden ser
aprovechados en el propio camal o bien comercializados que pueden
representar un ingreso económico. No se tomará el ingreso de Biogás porque es
poco lo que se produce.
Para determinar el precio de los bio-abonos se utilizó como referencia los
precios de venta al público por parte Granjeros Agroecológicos Valle Hermoso
de Otavalillo del cantón Ibarra provincia de Imbabura, donde el costo es de 0,25
ctvos el litro, y el Biol sol 0,08 ctvos el litro.
Valor comercial de los productos a vender.
Concepto Unidad Precio
Biol litros 0,25
Biolsol litros 0,08
Al considerar las características técnicas del biodigestor, tomando en cuenta la
paralización y el arranque del equipo al año se estima una producción de
25,1298 m3 de Biol y 2,1852 m3 Biolsol,
85
Mes Biol
Precio
del Biol
Total
Biol Biolsol
Precio del
Biolsol
Total del
Biolsol
Valor
Total
2 25129,8 0,25 6282,45 2185,2 0,08 174,816 6457,266
4 25129,8 0,25 6282,45 2185,2 0,08 174,816 6457,266
6 25129,8 0,25 6282,45 2185,2 0,08 174,816 6457,266
8 25129,8 0,25 6282,45 2185,2 0,08 174,816 6457,266
10 25129,8 0,25 6282,45 2185,2 0,08 174,816 6457,266
12 25129,8 0,25 6282,45 2185,2 0,08 174,816 6457,266
Total Anual 38743,596
86
La vida útil de este proyecto es de 20 años
Año Inversión Costo de operación
Costo Puesta en Funciona.
Costo de
Manteni. Ingresos Flujo Neto
Interes 36% Interes 37%
F. Conversión VAN F. Conversión VAN
0 -4485,00 -4485,00 1,0000000000 -4485,00 1,0000000000 -4485,00
1 0,00 0,7352941176 0,00 0,7299270073 0,00
2 0,00 0,5406574394 0,00 0,5327934360 0,00
3 0,00 0,3975422349 0,00 0,3889003182 0,00
4 -34114,12 -1215,40 38743,60 3414,08 0,2923104668 997,97 0,2838688454 969,15
5 -34114,12 38743,60 4629,48 0,2149341668 995,03 0,2072035368 959,24
6 -34114,12 -500 38743,60 4129,48 0,1580398285 652,62 0,1512434575 624,56
7 -34114,12 38743,60 4629,48 0,1162057563 537,97 0,1103966843 511,08
8 -34114,12 -500 38743,60 4129,48 0,0854454090 352,85 0,0805815214 332,76
9 -34114,12 38743,60 4629,48 0,0628275066 290,86 0,0588186288 272,30
10 -34114,12 -500 38743,60 4129,48 0,0461966961 190,77 0,0429333057 177,29
11 -34114,12 38743,60 4629,48 0,0339681589 157,25 0,0313381793 145,08
12 -34114,12 -500 38743,60 4129,48 0,0249765874 103,14 0,0228745834 94,46
13 -34114,12 38743,60 4629,48 0,0183651378 85,02 0,0166967762 77,30
14 -34114,12 -500 38743,60 4129,48 0,0135037778 55,76 0,0121874279 50,33
15 -34114,12 38743,60 4629,48 0,0099292484 45,97 0,0088959328 41,18
16 -34114,12 -500 38743,60 4129,48 0,0073009179 30,15 0,0064933816 26,81
17 -34114,12 38743,60 4629,48 0,0053683220 24,85 0,0047396946 21,94
18 -34114,12 -500 38743,60 4129,48 0,0039472956 16,30 0,0034596311 14,29
19 -34114,12 38743,60 4629,48 0,0029024232 13,44 0,0025252782 11,69
20 -34114,12 -500 38743,60 4129,48 0,0021341347 8,81 0,0018432687 7,61
Total 73,77 Total -147,92
87
6.2. Beneficio Social del Biodigestor.
Como se puede observar este proyecto presenta rentabilidad adecuada puesto
que la TIR es superior al costo del capital en el mercado donde la tasa promedio
de créditos financiero nacional es del 12% y nuestra TIR es del 36,33% donde lo
supera en 24,33.
La inversión se recupera de forma rápida y representa un gran beneficio para el
camal donde le permitirá incursionar en una nueva línea de producción
aprovechando eficiente mente recursos que anteriormente, a más de no ser
utilizados causaba graves perjuicios al entorno natural y medioambiental.
%33.36
33276,036
)3327619,0)(1(36
92,14777,73
77,73)3637(36
)(
Tir
Tir
Tir
Tir
ivanivan
ivaniiiTir
88
CAPITULO VII
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
7.1. Conclusiones.
La importancia que tiene esta tecnología ayudo al mejoramiento de las
condiciones sanitarias del Camal Municipal de Manta, además resulta
beneficioso desde el punto de vista social, y amigable desde el punto de
vista ecológico.
Con la utilización de Biodigestores ofrece grandes ventajas para el
tratamiento de los desechos orgánicos, puesto al que disminuir la carga
contaminante de los mismos, mejorando su valor de fertilizante y
controlando de manera considerable los malos olores.
Gracias a la utilización y aprovechamiento de los desechos orgánicos a
través del biodigestor, se controla y disminuye la aparición de epidemias
que pueden afectar a las casa vecinas.
89
7.2. Recomendaciones.
Es sumamente necesario resaltar que, los dueños o poseedores de
ganado, deben considerar la aplicación de un biodigestor en sus fincas o
granjas, para así disminuir la contaminación ambiental y a la erradicación
de las enfermedades producidas a raíz de los desechos orgánicos.
Utilizar el Biol líquido para regar las plantas del camal, así no desperdiciar
nada, a excepción del gas que no se pudo lograr, por lo tanto se deberá
realizar nuevos estudios de Investigación.
Realizar periódicamente las operaciones de mantenimiento y conservación
necesarias para mantener el biodigestor en pleno funcionamiento.
90
BIBLIOGRAFÍA.
2010, CORVALAPAN, Roberto. “Estudio y Diseño de un Biodigestor para
aplicación en pequeños ganaderos y Lecheros”. Tesis Universidad de Chile,
Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas Departamento de Ingeniería
Mecánica.
2010, PONTÓN Rubén, “Diseño de un sistema para la obtención de Biol
mediante los residuos sólidos orgánicos generados en el Cantón Joyas de
los Sachas”. Tesis Escuela Politécnica de Chimborazo, Facultad de Ciencias
2008, ARPACANA ROBLES, Sandra, JANSEN Andrea, “Estudio sobre el
valor de fertilizante de los productos del proceso de Fermentación Anaerobia
para producción de Biogás”. Lima-Perú
2007, GUARDADO CHACÓN José, “Diseño y Construcción de Plantas de
biogás Sencilla”. Habana-Cuba
2007, ARIAS Vega, “Estudio
Referencias de Internet.
Biomas http://es.wilkipedia.or/wiki/Biomasa
Microorganismo Eficientes Autóctonos https://docs.google.com/ los-
microrganismos-eficientes-autóctonos-ema
Microorganismo Eficientes Autóctonos
http://www.itscalazacon.edu.ec/itsc-02/index.php/superior/17-los-
microorganismos-efectivos
91
92
ANEXOS
I PILA DE ENTRADA PILA DE DESCARGA O SALIDA
93
ANEXO II
LIMPIEZA DEL BIODIGESTOR
94
ANEXO III
LIMPIEZA DEL BIODIGESTOR
95
ANEXO IV
INTERIOR DEL BIODIGESTOR
96
ANEXO V
INTERIOR DEL BIODIGESTOR
97
ANEXO VI
ELABORACIÓN DEL CALDO MICROBIANO
PROPAGACIÓN DE MICROORGANISMOS EFICIENTES AUTÓCTONOS
(EMAs)
98
ANEXO VII
ELABORACIÓN DEL CALDO MICROBIANO
PROPAGACIÓN DE MICROORGANISMOS EFICIENTES AUTÓCTONOS
(EMAs)
99
ANEXO VIII
ELABORACIÓN DEL CALDO MICROBIANO
PROPAGACIÓN DE MICROORGANISMOS EFICIENTES AUTÓCTONOS
(EMAs)
100
ANEXO IX
ELABORACIÓN DEL CALDO MICROBIANO
PROPAGACIÓN DE MICROORGANISMOS EFICIENTES AUTÓCTONOS
(EMAs)
101
ANEXO X
102
ANEXO XI
103
ANEXO XII
104
ANEXO XIII
105
0,15m
1,92 m 1,92 m
2,6
0 m
3 m
3.4
4 m
ANEXO XIV
2”
2”
106
E S P
Desarrollo de Microorganismos Patógenos en el 2 1 1 4 se necesita mejorar condiciones Producción de Olores 2 2 1 5 se necesita mejorar condiciones Deterioro de la calidad del aire y del suelo 1 1 1 3 se necesita mejorar condiciones
Generación de vectores de enfermedades 1 1 1 3 se necesita mejorar condiciones
Aumento de Residuos a Disponer 3 1 1 5 se necesita mejorar condiciones
Transporte
Transporta los
tanques (estiercol de
vaca) hacia el
biodigestor
Derrame Accidental del
EstiercolDeterioro de la calidad del aire y del suelo 1 1 1 3 se necesita mejorar condiciones
Descargar el estiercol
hacia el Biodigestor
Derrame Accidental del
EstiercolDeterioro de la calidad del aire y del suelo 1 1 1 3 se necesita mejorar condiciones
Mesclar el estiercol
con aguaUso de agua potable Agotamiento del Recurso agua 2 1 1 4 se necesita mejorar condiciones
Generación de Energía 1 1 1 3 se necesita mejorar condiciones
Contaminación del Aire 1 1 1 3 se necesita mejorar condiciones
Generación de Biol Mejoramiento del suelo 3 1 1 5 se necesita mejorar condiciones
Generación de Biosol Mejoramiento del suelo 3 1 1 5 se necesita mejorar condiciones
Se retiene el estiercol
en el BiodigestorAlmacenamiento
ACTIVIDADESPROCESO ASPECTO AMBIENTAL
Generación de Biogas
Descripción del Impacto
Vaciado y
Llenado
IMPACTO AMBIENTALVALORACIÓN
TOTAL
Recolección Y
Limpieza
Se recoge el Estiercol
de la Vaca en el Lugar
de Faenamiento por
medio tanques
Generación de residuos
solidos orgánicos
(estiercol de Vaca)
107
GLOSARIO
Anaeróbico: Es un término técnico que significa sin aire (donde "aire"
usualmente es oxígeno), es opuesto a aeróbico. En el tratamiento de aguas
usadas, la ausencia de oxígeno es indicada como anóxico; mientras que
anaeróbico se usa para indicar la ausencia de Aceptadores finales de electrones
(nitrato, sulfato u oxígeno).
Bioabono: Sustancia o mezcla química natural o sintética utilizada para
enriquecer el suelo y favorecer el crecimiento vegetal
Biogás: Término que se aplica a la mezcla de gases que se obtienen a partir de
la descomposición en un ambiente anaerobio (sin oxígeno) de los residuos
orgánicos, como el estiércol animal o los productos de desecho de los
vegetales.
Biomasa: Materia total de los seres que viven en un lugar determinado,
expresada en peso por unidad de área o de volumen.
Cúpula: es un elemento arquitectónico que se utiliza para cubrir un espacio de
planta circular, cuadrada, poligonal o elíptica, mediante arcos de perfil
semicircular, parabólico u ovoidal, rotados respecto de un punto central de
simetría.
Densidad: Masa de un cuerpo por unidad de volumen.
Desechos orgánicos. Son el conjunto de residuos orgánicos producidos por los
seres humanos, ganado, etc. Incluyen heces y otros materiales que pueden ser
108
descompuestos por bacterias aeróbicas, es decir en procesos con consumo de
oxígeno.
Digestores, un contenedor cerrado, hermético e impermeable, dentro del cual
se deposita de cúpula. El material orgánico a fermentar (excrementos animales
y humanos, desechos vegetales-no se incluyen cítricos ya que acidifican.),
produciendo gas metano y fertilizantes.
Dióxido de carbono: Gas incoloro, inodoro y con un ligero sabor ácido, cuya
molécula consiste en un átomo de carbono unido a dos átomos de oxígeno
(CO2).
Efecto invernadero: Término que se aplica al papel que desempeña la
atmósfera en el calentamiento de la superficie terrestre. La atmósfera es
prácticamente transparente a la radiación solar de onda corta, absorbida por la
superficie de la Tierra.
Efluente: Que emana o se desprende de algo. Aguas contaminadas
descargadas.
Estiércol: desechos vegetales o animales utilizados como fertilizante. Rico en
humus (materia orgánica en descomposición), el estiércol libera muchos
nutrientes importantes en el suelo. No obstante, es deficiente en tres de ellos:
nitrógeno, fósforo y potasio. Un fertilizante comercial contiene unas veinte veces
más nitrógeno, fósforo y potasio que el estiércol. Por ello, éste se utiliza a
109
menudo junto con otros fertilizantes. El estiércol contribuye también a aflojar el
suelo y retener el agua.
Excretas: enfermedad infecciosa aguda producida por el bacilo Salmonella
typhi. Se contagia por la leche, el agua o los alimentos contaminados por heces
de enfermos o portadores.
Fertilizante: Sustancia o mezcla química natural o sintética utilizada para
enriquecer el suelo y favorecer el crecimiento vegetal.
Microorganismo: también llamado microbio u organismo microscópico, es un
ser vivo que sólo puede visualizarse con el microscopio. La ciencia que estudia
a los microorganismos es la microbiología
Nitrógeno: Elemento químico de número atómico 7. Gas abundante en la
corteza terrestre, constituye las cuatro quintas partes del aire atmosférico en su
forma molecular N2, y está presente en todos los seres vivos.
Oxigeno: Elemento químico de número atómico 8. Muy abundante en la corteza
terrestre, constituye casi una quinta parte del aire atmosférico en su forma
molecularO2.
