Departamento de Ciencias Bsicas e Ingenieras Bioenergticos

Profesor: Ing. Juan Antonio Escandn Aguilar

EnsambladodeunBiodigestorsemicontinuotipoTaiwnanivel

laboratorioEstudiantes:

Jose del Carmen Snchez Snchez Miguel Angel Olivera Alcocer

Introduccin Dado el marco econmico actual en el cual estamos condicionados por el uso de una energa cada vez ms escasa es necesario que todos utilicemos la energa propias y naturales que tenemos a nuestro alcance; energas renovables como la energa solar, la energa de la biomasa o el biogs que genera el gas metano, en este contexto podemos situar todo tipo de residuos orgnicos para el aprovechamiento de esta energa: ganadero, domstico, biomasa, etc, y as hay nuevas energas renovables En definitiva lo que se trata es de aprovechar todos los residuos orgnicos que actualmente no se aprovechan y que de no ser as representa un constante peligro de contaminacin ambiental. En la gran mayora de los sitios donde hay ganadera o criaderos de otros animales no existen medios para el aprovechamiento racional de los residuos de manera que son innumerables los vertederos donde se arrojan todos estos residuos contaminando el ambiente y perdiendo una energa de la cual tanto necesitamos. Marco terico Un biodigestor es un sistema sencillo de conseguir solventar la problemtica energtica-ambiental, as como realizar un adecuado manejo de los residuos tanto humanos como animales. En su forma simple es un contenedor (llamado reactor) el cual est hermticamente cerrado y dentro del cual se deposita material orgnico como excremento y desechos vegetales (exceptuando los ctricos ya que stos acidifican). Los materiales orgnicos se ponen a fermentar con cierta cantidad de agua, produciendo gas metano y fertilizantes orgnicos ricos en fsforo, potasio y nitrgeno. Este sistema tambin puede incluir una cmara de carga y nivelacin del agua residual antes del reactor, un dispositivo para captar y almacenar el biogs y cmaras de hidropresin y postratamiento (filtro y piedras, de algas, secado, entre otros) a la salida del reactor. El proceso de biodigestin se da porque existe un grupo de microorganismos bacterianos anaerbicos que al actuar en el material orgnico produce una mezcla de gases (con alto contenido de metano) al cul se le llama biogs. El biogs es un excelente combustible y el resultado de este proceso genera ciertos residuos con un alto grado de concentracin de nutrientes el cul puede ser utilizado como fertilizante y puede utilizarse fresco, ya que por el tratamiento anaerbico los malos olores son eliminados.

Existen diferentes tipos de biodigestores, cada uno posee diferentes ventajas y desventajas.

Discontinuo: Se cargan una sola vez y se retira cuando ya se ha dejado de producir gas, solo entonces se renueva de materia orgnica. Se usa cuando la disponibilidad de materia orgnica es limitada o intermitente

Continuo: Se cargan continuamente, y principalmente tienen la finalidad de tratamiento de aguas negras, as como de produccin a gran escala as como el uso de alta tecnologa para el control, es sobre todo de corte industrial

Semi-continuo: Se cargan en lapsos cortos como de 12 horas, 1 vez al da, o cada dos das, se utiliza cuando la disponibilidad de materia orgnica es constante en los das. Los principales, son el Hind, el Chino, y el Taiwans. Por su fcil elaboracin y por sus materiales flexibles ms baratos, locales y accesibles el biodigestor Taiwans es excelente para comenzar con la experimentacin de biodigestores.

En este biodigestor, el gas se va acumulando en la parte superior de la bolsa-reactor, parcialmente llena con materia orgnica en fermentacin, la bolsa se va inflando lentamente con una presin baja. Presenta los siguientes componentes: - Tubo de entrada: es un tubo de plstico de 20 a 30 cm de dimetro, que se utiliza para la insercin de materia orgnica y se dirige hacia adentro del reactor 15 cm de profundidad. - Reactor/Fermentador/bolsa de almacenamiento: Es el principal componente del biodigestor, el reactor, una bolsa en la que se almacena la materia orgnica y se dan los procesos de fermentacin. Su tamaa vara dependiendo de la cantidad de material a fermentar, sin embargo este no puede ser muy grande, si hay necesidad de procesar mucho material, se proceder a conectar cmaras mltiples. El gas producido por el digestor puede almacenarse en un espacio aadido al digestor o conducirse independientemente a otra instalacin de almacenamiento, cerca de la cocina, calefactor a usarse.

- Tubo del afluente: el dimetro de este tubo plstico debe ser entre 10 a 15 cm, localizado por debajo del tubo de entrada en el lado opuesto del digestor, generando as una pendiente que proporcione el gradiente necesario para que fluya naturalmente y con facilidad a la hora de descargar el producto digerido, y tambin sumergido por debajo de 15 cm del fermentador, para as prevenir el escape de gas a la hora de descarga , - Tubo de metano: este tubo, se ubica en la parte superior de la bolsa de almacenamiento de metano, de 5 cm de dimetro, se utiliza para transportar el biogs a su lugar de uso, el tubo debe estar conectado a una salida sumergida en agua para que absorba la humedad condensada producto de la metanognesis y tambin es importantsimo que se conecte a un filtro absorbente de sulfuro de hidrgeno(producto tambin de la metanognesis) que puede ser de virutas de hierro u otros materiales. - Dispositivo de seguridad: se utiliza para prevenir la ruptura del fermentador ocasionada por las presiones altas del gas generado de la fermentacin anaerbica. Consiste en una botella de plstico de al menos 10 cm de profundidad insertada la tubo de salida, cuando la presin del digestor es mayor a la del agua(osea, la presin mayor a 10cm de agua), se liberar el gas. Objetivos Construccin:

Usar materiales cotidianos para la construccin y el ensamblaje de un biodigestor semi-continuo tipo Taiwn a nivel laboratorio.

Conocer de forma general la construccin y las partes de un modelo simple. Biodigestor:

Dar a conocer nuevas alternativas para el cuidado medioambiental, mediante el uso de biodigestores los cuales transforman la materia orgnica en biogs usado en la vida cotidiana.

Materiales/Equipo Equipo Cantidad Bolsa negra (para basura) 4-5

Sellador elctrico 1 Pegamento epxico 2 Normo gotero (para soluciones) 1 Botella de plstico 2 Tubos PVC 30 cm 2 Alambre 1 metro Cinta aislante 1 Tijeras 1 Jabn 1 Relleno (Esponja) 1 Caja contenedora 1

Procedimiento Elaboracin del Reactor. 1.- Se sujetan 2 bolsas y se les corta la base, de manera que queden con dos entradas; la entrada principal y otra entrada formada al cortar la base de las bolsas . 2.- Se calza una bolsa sobre de otra creando una capa doble, ste ser el cuerpo del biodigestor. 3.- Se hace una marca para sealar dnde se encuentra el centro de las bolsas, posteriormente se har una abertura en forma de X en el centro; lo suficientemente grande para que pueda pasar la tapa de una de las botellas. 4.- Se toma una de las botellas de plstico y se corta slo la parte superior; hasta la boquilla. 5.- Se sujeta otra bolsa para usar como aditivo, de esta se corta una pieza y con ella se crean dos parches que servirn para reforzar el sellado entre la botella y la abertura en forma de X en el cuerpo del biodigestor.

6.- Se liman los bordes de la botella que puedan causar daos o perforar el cuerpo del biodigestor. Se pone un parche sobre la parte del cuello de la boquilla de la botella y sta se introduce en la abertura en forma de X de las bolsas de adentro hacia afuera. Se coloca otro

parche sobre el extremo de la boquilla que sobresale del cuerpo del biodigestor, y se procede a aplicar pegamento epxico en en la boquilla de la botella y en los parches de manera que las superficies de las bolsas queden unidas entre ellas y stas a su vez, queden bien unidas a la boquilla de la botella. Esto para que al sellar con el pegamento epoxico no haya, ni se generen fugas en el biodigestor. 7.- Secado el pegamento y habiendo comprobado que la tapa de la botella an es permeable, se colocan en las dos entradas de la bolsa los tubos de PVC, exactamente en medio de las entradas y se pegan con pegamento epxico en el centro; estos servirn como entrada y salida de materia. 8.- Al ser colocados en la posicin indicada los tubos debern ser (junto con las aberturas de la bolsa) selladas. Secado el pegamento que adhiere los tubos de PVC a la superficie del centro en las entradas de la bolsa, se procede a sellar los extremos de las entradas an no adheridos entre ellos, esto con el sellador elctrico; conectar y esperar a que se caliente, cuando se haya calentado por completo se colocaran las secciones de la bolsa que se desean sellar, bastar con hacer presin con el sellador elctrico durante 3 segundos para que los extremos las superficies del reservorio queden bien unidas entre ellas. 9.- Cuando se haya sellado los extremos y el cuerpo del biodigestor contenga solo la abertura principal y, la entrada y salida de materia, se debern hacer dobleces

en los extremos sellados de bolsa para as incrementar la presin del gas hacia la boquilla. 10.- Despus de haber hecho los dobleces se asegurarn con cinta aislante y el alambre, los puntos donde pueda surgir desestabilidad en el biodigestor.

Prueba de sellado Se harn dos pruebas/ensayos para verificar que no haya fugas en el reactor. Prueba 1: Se inflar el cuerpo en busca de fugas superficiales, con ayuda del agua con jabn en los puntos crticos del cuerpo. Prueba 2: Se le introduce agua al reactor para cerciorarse de que el sellado haya sido completo y tanto el cuerpo externo como el interno no tenga fugas.

En caso de haber encontrado fugas, determinar la mejor manera para sellarlas; podra sellarse con ayuda del sellador elctrico o con pegamento epxico. Una vez selladas todas las fugas, realizar de nuevo las pruebas de sellado. Sino se encuentran fugas, proseguir con la elaboracin de reservorio. NOTA: Almacenar antes de su uso en lugares con temperaturas inferiores a 32C, ocultar de los rayos directos del sol y de objetos filosos o que pudieran causar algn deterioro o agujeros en las superficies de la bolsa. Elaboracin del reservorio. 1.- Se toman 2 bolsas y se corta a la mitad, de manera que queden dos secciones del mismo tamao. 2.- Se calza una seccin sobre de otra creando una capa doble, ste ser el cuerpo del reservorio. 3.- Se hace una marca para sealar dnde se encuentra el centro de las secciones, posteriormente se har una abertura en forma de X en el centro; lo suficientemente grande para que pueda pasar la tapa de la botella restante. 4.- Se sujeta la segunda botella de plstico y se corta slo la parte superior; hasta la boquilla. 5.- Se sujeta otra bolsa y se cortan dos piezas para crear dos parches que servirn para reforzar el sellado de la botella y el cuerpo del reservorio. 6.- Se liman los bordes de la botella que puedan crear fisuras o daar el cuerpo del reservorio. Se pone un parche sobre la parte del cuello de la boquilla de la botella y sta se introduce en la abertura en forma de X de las bolsas de adentro hacia afuera. Se coloca otro parche sobre el extremo de la boquilla que sobresale del

cuerpo del reservorio,y se procede a aplicar pegamento epxico en la boquilla de la botella y en los parches de manera que las superficies de las bolsas queden unidas entre ellas y stas a su vez, queden bien unidas a la boquilla de la botella. Esto para que al sellar con el pegamento epoxico no haya, ni se generen fugas en el reservorio.

7.- Secado el pegamento y habiendo comprobado que la tapa de la botella an es permeable, se hace una pequea incisin en una de las puntas de la bolsa para que por ah pueda salir la manguera del normogotero. 8.- Se corta la mitad de la entrada mas grande del normo gotero para que pueda ser permeable la entrada

o salida del gas y se le coloca un parche en el cuello del tubo dentro de dentro hacia afuera de la bolsa, en la parte exterior se le colocara otro parche para reforzar el sellado. 9.- Al ser colocado el tubo donde se indic; se sellaran las aberturas del tubo con pegamento epxico y se esperar al secado, despus del secado del pegamento, las superficies an abiertas del cuerpo del reservorio sern selladas entre ellas, esto con el sellador elctrico. 10.- Cuando quede todo sellado y el cuerpo del reservorio contenga solo la abertura principal y salida de gas se deber de hacer dobleces en la bolsa para as incrementar la presin del gas hacia punta de la bolsa o cuerpo. 11.- Despus de haber hecho los dobleces se asegurar con cinta aislante y el alambre los puntos donde pueda surgir desestabilidad. Prueba de sellado Se harn dos pruebas/ensayos para verificar que no haya fugas en el reservorio. Prueba 1: Se inflar el cuerpo del reservorio en busca de fugas superficiales, con ayuda del agua con jabn en los puntos crticos del cuerpo. Prueba 2: Se le introduce agua al reservorio para cerciorarse de que el sellado haya sido completo y tanto el cuerpo externo como el interno no tenga fugas. En caso de haber encontrado fugas, determinar la mejor manera para sellarlas; podra sellarse con ayuda del sellador elctrico o con pegamento epxico. Una vez selladas todas las fugas, realizar de nuevo las pruebas de sellado. Sino se encuentran fugas, proseguir con el ensamblado entre el reactor y el reservorio y almacenar hasta ser usado. NOTA: Almacenar antes de su uso en lugares con temperaturas inferiores a 32C, ocultar de los rayos directos del sol y de objetos filosos o que pudieran causar algn deterioro o agujeros en las superficies de la bolsa. Conclusin La elaboracin de un biodigestor semi-continuo tipo Taiwn para la elaboracin de biogs cumpli con los objetivos establecidos en la prctica. Se usaron materiales cotidianos de fcil obtencin para su construccin, de igual manera se comprendi la importancia y la funcin de cada uno de los componentes del biodigestor; desde los tubos de entrada y salida, hasta el reservorio. Se comprendi el porqu es importante que no haya fugas en el biodigestor y se aprendi a realizar las pruebas para verificar que no haya fugas en el reactor o en

el reservorio, tambin a improvisar el cmo resolver el problema de una fuga hasta dejarlo completamente sellado, esto con la finalidad de que no haya fugas de metano cuando se ponga en uso el biodigestor. Es importante que est sellado y reforzado para que pueda soportar presiones relativamente altas y no se rompa o explote cuando comience la generacin de metano. La complejidad y dificultad en la elaboracin de un biodigestor estarn determinadas segn el tipo de biodigestor que se desee construir y, de los materias y el capital con el que se disponga.

Anexos:

Pegadoentreboquilladebotella,superficiesdelcuerpodelreactoryparchesparaselladocon

pegamentoepxico

Selladoentresuperficiesdelosextremosdelcuerpodelreactor

Reservoriofinalizado

Bombadevacoparapruebasdesellado

Referencias:http://biodigestores.blogspot.mx/2012/06/tiposdebiodigestores.htmlhttp://www.fao.org/docrep/019/as400s/as400s.pdf