Transcript
“UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO”
Facultad de Ingeniería Carrera Profesional de Ingeniería Ambiental y de Prevención de Riesgos COSTRUCCIÓN DE BIODIGESTOR Y OBTENCION DE BIOGAS EN LA COMUNIDAD DEL ALISO COLORADO CAJAMARCA- PERU Becerra García, Marixa. Chávez Herrera, Michael. Chávez Mendoza, Julio Cesar. Gallardo Díaz, Leyser Stalin. Guerrero Alarcón, José Luis. Huamán Sánchez, Elvia. Lezama Campos, Tania. Valencia Pachamango, Luis. DOCENTE: ING. Ambiental. Cueva Rodríguez, Roger Javier.
Cajamarca - Perú Abril - 2017
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE PREVENCIÓN DE RIESGOS
1. INTRODUCCIÓN.
2
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE PREVENCIÓN DE RIESGOS
2. OBJETIVOS. 2.1.Objetivo General: Tener acceso a gas natural, a partir del biogás obtenido de residuos agrícolas en la comunidad del Aliso Colorado.
2.2.Objetivos Específicos:
Promover la producción de biogás a bajo costo.
Comprender las etapas de generación del biogás.
Reducir las emisiones de gas de efecto invernadero gracias al consumo de fuentes de energía renovable y a la gestión adecuada de los residuos.
3
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE PREVENCIÓN DE RIESGOS
3. MARCO TEORICO. 3.1.El biogás. Biogás es el nombre común que se le ha dado a la mezcla gaseosa producida durante la biodegradación total anaeróbica de materia orgánica. La mezcla gaseosa está compuesta principalmente de metano y anhídrido carbónico. Es debido a la presencia del primero que el biogás puede considerarse un combustible gaseoso y, por lo tanto, desde la revalorización de los recursos fósiles energéticos, dicho proceso microbiológico ha captado la atención, tanto del generalista como del experto, como una fuente de un combustible proveniente de recursos renovables.
https://guzlop-
editoras.com/web_des/ener01/biomasa/pld0519.pdf El biogás es un combustible de mediano contenido energético (~22MJ/kg), obtenido como producto de la descomposición anaerobia de materia orgánica, que se da en forma natural en pantanos, estómagos de rumiantes, etc., o de manera artificial en sistemas llamados biodigestores.
http://www.perusolar.org/wp-
content/uploads/2013/01/6.pdf Se da este nombre a la mezcla gaseosa producida por la descomposición de
la
materia
orgánica
en
condiciones
anaeróbicas.
https://repository.uaeh.edu.mx/bitstream/bitstream/handle/123456789/ 10722/Biodigestores.pdf?sequence=1 La composición típica del biogás en una alta proporción corresponde al metano (CH4), un gas combustible que permite la utilización de este producto con fines energéticos. En este sentido, el biogás puede ser de gran utilidad en el campo ya que por su poder calorífico puede reemplazar con cierta ventaja a combustibles tradicionales que cumplen la
misma
4
función.
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE PREVENCIÓN DE RIESGOS
http://www.cubasolar.cu/biblioteca/energia/Energia22/HTML/articulo 04.htm Las áreas rurales se caracterizan por disponer de grandes cantidades de desechos provenientes de las actividades agrícolas y pecuarias que ahí se desarrollan. El estiércol de los animales, las cáscaras de las frutas, las hojas, los residuos de la cocina y los demás materiales orgánicos similares pueden, teóricamente, ser convertidos en energía y en abono que retorna a la tierra de donde fue tomado por las plantas. https://repository.uaeh.edu.mx/bitstream/bitstream/handle/123456789/ 10722/Biodigestores.pdf?sequence=1
3.1.1. Breve historia y perspectivas. Actualmente la tecnología del biogás se usa prácticamente en todo el mundo, especialmente en aquellas zonas donde no hay reservas considerables de combustibles fósiles. En los países en vías de desarrollo, la preocupación por el aspecto energético se ha manifestado mediante la proliferación de esquemas de biodificasión. Junto con la propuesta de diferentes diseños de biodigestores han aparecido un sin número de plantas de biogás, aunque todavía no las suficientes como para prescindir de los combustibles a base de petróleo. A continuación, se reseña la evolución del mundo en el descubrimiento y uso del biogás: https://repository.uaeh.edu.mx/bitstream/bitstream/handle/1234 56789/10722/Biodigestores.pdf?sequence=1 1770 el italiano Volta colecta gas de pantano e investiga su comportamiento.
1821 Avogadro identifica el Metano (CH4).
1875 Propoff establece que la formación del biogás se lleva a cabo bajo condiciones anaeróbicas.
5
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE PREVENCIÓN DE RIESGOS
1884 investigaciones de Pasteur sobre la información del biogás a partir de los desechos de animales. El propone la producción del biogás para su uso en las linternas de las calles.
1906 en Alemania se contribuye la primera planta de tratamiento anaeróbico de aguas residuales.
1913 primer digestor anaeróbico con uso de calentamiento.
1920 primera planta de depuración de aguas residuales en Alemania que provee el biogás recolectado en un servicio de gas público.
1940 adición del uso de residuos orgánicos a la depuración de aguas residuales para aumentar la producción del biogás.
1947 investigaciones demuestran que los desechos de una vaca pueden proporcionar cien veces más biogás que las heces fecales de una pequeña comunidad urbana.
1950 instalación de la primera gran planta agrícola del biogás.
1950´s Se construyen alrededor de 50 plantas productoras de biogás, alimentadas de una mezcla de aguas residuales y desechos fecales. Problemas técnicos llevan al cierre de todas las plantas excepto dos.
1974 después de la primera crisis energética aumenta el desarrollo y la implementación de nuevas tecnologías en la producción del biogás.
1985 se instalan alrededor de 75 plantas productoras de biogás. La demanda de este nuevo recurso aumenta.
1990 gracias a la estabilidad del precio para la formación del biogás y el desarrollo de tecnología se comienza a usar para la generación de energía eléctrica. Gracias al
6
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE PREVENCIÓN DE RIESGOS
avance tecnológico se comienza a experimentar con diferentes tipos sustratos para la generación de biogás.
1990 se funda la asociación de biogás alemana (Fachvertand Biogás).
1997 existen en Alemania más de 400 plantas agrícolas para la generación del biogás.
3.1.2. El biogás en Perú. http://larepublica.pe/11-12-2012/biogas-energia-para-enfrentarel-frio-utilizando-la-basura-organica En el Perú aún no se fabrican biodigestores o plantas de producción de biogás. Sin embargo, ya se han empezado a tener experiencias exitosas como la del Fundo América, en Santa Rita de Siguas, en Arequipa. Allí se ha instalado el primer biodigestor de la región. José Enrique Lozada, dueño del fundo, junto al Instituto de Energía y Medio Ambiente (IEMA) de la Universidad Católica San Pablo (UCSP), desarrollaron el proyecto. Ganaron la convocatoria del FINCYT (Fondos para la Innovación en Ciencia y Tecnología), del Ministerio de la Producción y lograron parte del financiamiento. Una planta mediana, como la implementada en Santa Rita de Siguas, cuesta 80 mil dólares. Se trata de una sola inversión, ya que la materia prima que usa es el estiércol del ganado, es decir que el costo de producción es prácticamente cero, porque se usan desechos. La planta se inauguró el 4 de mayo y ya se procesan alrededor de 700 metros cúbicos de biogás, para ello se requiere una cantidad similar de estiércol.
7
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE PREVENCIÓN DE RIESGOS
Lozada indica que con el biogás se genera suficiente cantidad de energía eléctrica para alimentar los motores de frío y calor para el funcionamiento de la planta lechera que hay en el fundo. "La energía eléctrica es usada para las actividades propias de la empresa ganadera, como la operación de las máquinas, en los sistemas de enfriamiento para la leche, y para generar calor, calentar el agua, etc.", comenta. En tanto, el director del Instituto de Energía y Medio Ambiente de la UCSP, Juan José Milón, refirió que la tecnología que se aplicó en la construcción del biodigestor en el fundo América, es brasileña. "Se dio gracias a la alianza que tiene la UCSP con la Pontificia Universidad Católica de Río de Janeiro. Pero son los miembros del Instituto quienes diseñan los kits de conversión, generadores, los sistemas de refrigeración o calentamiento, entre otros", anotó.
3.1.3. El biogás en el ámbito mundial. Actualmente la tecnología del biogás se usa prácticamente en todo el mundo, especialmente en aquellas zonas en donde no hay reservas fósiles considerables. En los países en vías de desarrollo, la preocupación por el aspecto energético se ha manifestado mediante la proliferación de esquemas de biogasificación – particularmente en los países deficientes en fuentes de energía. Junto a la proliferación de diseños propuestos, se ha dado una escalada en el número de instalaciones para biogasificación que se suponen en operación en varios países en desarrollo. Aunque es verdad que el número de instalaciones construidas no es pequeño, hay poca evidencia
8
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE PREVENCIÓN DE RIESGOS
Que respalde la magnitud de los números reportados. Desgraciadamente los reportes normalmente no mencionan el número significativamente de aventuras sin éxito dentro de la biogasificación. http://web.worldbank.org/WBSITE/EXTERNAL/BANCOMU NDIAL/EXTSPPAISES/LACINSPANISHEXT/ MEXICOINSPANISHEXT/0,,contentMDK:html Es bien sabido que la biogasificación ha sido un elemento clave del tratamiento de aguas residuales en los países desarrollados casi desde los principios del tratamiento de las aguas residuales. Y mantiene ese status en la mayoría de los sistemas modernos del tratamiento de aguas. El rol es principalmente como un medio para tratar los sólidos suspendidos en la corriente y los sólidos producidos en el tratamiento secundario y terciario de aguas residuales. En años resientes se ha convertido en medio para
tratar
muchos
desechos
industriales.
https://repository.uaeh.edu.mx/bitstream/bitstream/handle/1234 56789/10722/Biodigestores.pdf?sequence=1
3.2.Biomasa. Según (Jarado Friederich, 2000) afirma que: La biomasa es toda sustancia orgánica renovable tanto de origen tanto animal como vegetal. La energía de la biomasa proviene de la energía que almacenan los seres vivos. En primer lugar los vegetales, al realizar la fotosíntesis, utilizan la energía del sol para formar sustancias orgánicas. Después los animales incorporan y transforman esa energía al alimentarse de las plantas. Los productos de esa transformación que se consideran residuos, pueden ser utilizados como recurso energético.
9
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE PREVENCIÓN DE RIESGOS
3.2.1. tipos de biomasa Existen diferentes tipos de biomasa que pueden ser utilizados como recurso energético. Aunque se puedan hacer multitud de clasificaciones, en esta monografía se ha escogido la clasificación más aceptada, la cual divide la biomasa en cuatro tipos diferentes: biomasa natural, residual seca y húmeda y los cultivos energéticos.
3.2.1.1.Biomasa Natural Es la que se produce en la naturaleza sin ninguna intervención humana. El problema que presenta este tipo de biomasa es la necesaria gestión de la adquisición y transporte del recurso al lugar de utilización. Esto puede provocar que la explotación de esta biomasa sea inviable económicamente.
3.2.1.2.Biomasa residual (seca y húmeda) Son los residuos que se generan en las actividades en la agricultura (leñosos y herbáceos), y ganadería de los forestales, en la industria maderera y agroalimentaria, entre otras y que todavía pueden ser utilizados y considerados subproductos. Como ejemplo ´podemos considerar el aserrín, la cascara de almendra, el orujillo, las podas de frutales, etc. Se denomina biomasa residual húmeda a los vertidos llamados biodegradables, es decir las aguas residuales urbanas e industriales y los residuos ganaderos (principalmente purines)
10
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE PREVENCIÓN DE RIESGOS
3.2.2. Procesos de conversión de la biomasa en energía Existen diferentes métodos que transforman la biomasa en energía aprovechable, expondremos los dos métodos en este momento, los termoquímicos y los biológicos.
3.2.2.1.Métodos Termoquímicos: Estos métodos se basan en la utilización del calor como fuente de transformación de la biomasa. Están muy desarrollados para la biomasa seca, sobre todo para la paja y la madera. Se utilizan los procesos de:
I.
Combustión Es la oxidación de la biomasa por el oxígeno del aire, en esta reacción se libera agua y gas carbónico, y puede ser utilizado para la calefacción doméstica y para la producción de calor industrial.
II.
Pirolisis Se trata de una combustión incompleta a alta temperatura (500°c) de la biomasa en condiciones anaerobias. Se utiliza desde hace mucho para producir carbón vegetal. Este método libera también un gas pobre, mezcla de monóxido (CO) y dióxido de carbono (CO2), de hidrogeno (H2) y de hidrocarburos ligeros. Este gas, de poco poder calórico, se puede servir para accionar motores diésel, para producir electricidad, o para mover vehículos. Una variante de la pirolisis, es la pirolisis flash. Esta se realiza a una temperatura mayor, alrededor
de 1000 ° C, y tiene la ventaja de asegurar una gasificación casi total de la biomasa. Se optimiza en esta forma el “gas pobre”. Las instalaciones en las que se
11
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE PREVENCIÓN DE RIESGOS
realizan la pirolisis y la gasificación de la biomasa se llaman gasógenos. El gas pobre pobre producido puede utilizarse directamente o puede servir como base para la síntesis de metanol, el cual podría sustituir a las gasolinas para la alimentación de los motores de explosión (carburol) La gasificación tiene ventajas con respecto a la biomasa original: 1. el gas producido es más versátil y se puede usar para los mismos propósitos que el gas natural; 2. puede quemarse para producir calor y vapor y puede alimentar de motores de combustión interna y turbinas de gas para generar electricidad; 3. produce un combustible relativamente libre de impurezas
y
causa
menores
problemas
de
contaminación al quemarse.
3.2.2.2.Métodos biológicos I. Fermentación Alcohólica Se trata de una fermentación alcohólica que transforma la biomasa en etanol (biocombustible). Este alcohol se produce por la fermentación de azucares.
II. Fermentación Metánica
12
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE PREVENCIÓN DE RIESGOS
Otro método biológico es la fermentación Metánica, que es la digestión anaerobia de la biomasa por bacterias. Se suele utilizar para la transformación de la biomasa en húmeda. En loa fermentadores, o digestores. La celulosa es la sustancia que se degrada en un gas, el cual contiene alrededor de 60% de metano y 40 % de gas carbónico. Para este proceso se requiere una temperatura entre 30-35 ° C. Estos digestores por su gran autonomía presentan una opción favorable para las explotaciones de ganadería intensiva.
3.3. Biodigestores. Es un tanque cerrado de cualquier forma, tamaño y material; en el cual se almacena basura orgánica mezclada con agua que al descomponerse en ausencia de aire generan biogás. Definido por el diseño de la planta en función de las variables del proceso, ambientales y de utilización del sistema.
Al especificar que se puede tomar cualquier forma se está indiciando que se utilizan tanques cilíndricos, rectangulares, esféricos o semiesféricos, dependiendo de las preferencias del usuario y de las facilidades que se tengan para su construcción. Sin embargo, desde el punto de vista físico y del proceso no se recomienda emplear tanques rectangulares: Requieren mayor cantidad de materiales de construcción y crean dentro de la masa en digestión zonas de diferente composición y temperatura que impiden obtener mayor provecho del sistema.
3.3.1. Tipos de biodigestores. Una primera revisión de la apariencia física de los diferentes tipos de plantas de biogás describe los tres tipos principales de plantas simples de biogás: plantas de globo, plantas de domo fijo y plantas de tambor flotante.
3.3.1.1. Plantas de globo. 13
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE PREVENCIÓN DE RIESGOS
Este tipo de plantas tiene en la parte superior un digestor de bolsa en el cual se almacena el gas, la entrada y la salida se encuentran en la misma superficie de la bolsa. Sus ventajas son bajo costo, fácil transportación, poca sofisticación de construcción, altas temperaturas de digestión, fácil limpieza, mantenimiento y vaciado. Sus desventajas son su corto tiempo de vida, alta susceptibilidad a ser dañado, baja generación de empleo y por lo tanto limitado potencial
de
autoayuda.
www.cubasolar.cu/biblioteca/energia/Energia22/HTML/articulo04.htm
3.3.1.2. Plantas de domo fijo. Las plantas de domo fijo consisten en un recipiente fijo e inmóvil para gas, que se coloca en la parte superior del digestor. Cuando comienza la producción de gas, la mezcla se desplaza hacia el tanque de compensación. La presión del gas aumenta, el aumento de volumen del gas almacenado y con la diferencia de altura entre el nivel de la mezcla en el digestor y el nivel de la mezcla en el tanque de compensación.
a) Ventajas: costos de construcción relativamente bajos, larga vida útil. La construcción subterránea ahorra espacio y protege al digestor de cambios de temperatura; además
su construcción
implica la creación de fuentes de empleo.
Las principales desventajas son los frecuentes problemas con la permeabilidad para gases del recipiente de ladrillos para el gas (una pequeña fractura en el recipiente superior puede causar altas
14
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE PREVENCIÓN DE RIESGOS
pérdidas de biogás). Por lo tanto, las plantas de domo fijo, sólo son recomendables cuando la construcción puede ser supervisada por técnicos experimentados de biogás. La presión del gas fluctúa dependiendo sustancialmente del volumen del gas almacenado.
3.3.1.3. Plantas de tambor flotantes (Tipo Hindú) Las plantas de tambor flotante consisten en un digestor subterráneo y un recipiente móvil para gas. El recipiente para gas flota, ya sea directamente sobre la mezcla de fermentación o en una chaqueta de agua. El gas se recolecta en el tambor de gas, que se levanta o baja, de acuerdo con la cantidad de gas almacenado.
a)
Sus ventajas son su operación simple y fácil de entender: el
volumen almacenado de gas es visible directamente. La presión del gas es constante, determinada por el peso del recipiente de gas. La construcción es relativamente fácil; los errores en la construcción no llevan a problemas mayores en la operación y la producción de gas. b)
Sus desventajas son los altos costos de los materiales para
el tambor de acero, la susceptibilidad a la corrosión de las partes de acero, por lo que la vida útil de la planta es más corta; además se tienen costos fijos de mantenimiento para pintar el tambor.
3.4. ¿Cómo se forma el biogás? Se da este nombre a la mescla gaseosa producida por la descomposición de la materia orgánica en condiciones anaeróbica. Según (López Villanueva, 2001) nos dice que la biogasificación se puede designar alternativamente como fermentación de metano, producción de metano o digestión anaeróbica. .El término fermentación de metano se puede entender como la destrucción del gas mediante la fermentación microbiana. En la
15
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE PREVENCIÓN DE RIESGOS
digestión anaeróbica, no siempre hay formación metano, sin embargo los términos se usan indistintamente. Biogasificación se define como descomposición biológica de la materia orgánica de origen biológico en condiciones anaeróbicas, con la formación principal del metano (CH4) y bióxido de carbono (CO2).
3.4.1.Digestión anaeróbica. En la naturaleza existe microorganismo (las bacterias) que se alimentan de residuos como los antes mencionados. Si estos se desarrollan en ausencia de aire (condición anaeróbica), al alimentarse con materia orgánica la transforman en gas y en un lodo rico en nutrientes que puede ser utilizado como abono. Las bacterias requieren de un ambiente propicio, primero para sobrevivir y luego para multiplicarse hasta alcanzar una población suficiente para que su acción sea apreciable.
3.4.2. los tres pasos de la producción de biogás. a) hidrolisis. La materia orgánica es externamente enzimolizada por encimas extracelulares (celulosa, amilasa, proteasa y lipasa) de los microorganismos .Las bacterias descompones las largas cadenas de los complejos carbohidratos, proteínas y lípidos en partes cortas. b) acidificación. Las bacterias productoras de ácido, involucradas en el segundo paso, convierten los intermediarios de las bacterias de fermentación de ácido acético (CH3COOH), Hidrogeno (H2) y bióxido de carbono (CO2). Estas bacterias pueden crecer en condiciones ácidas. Para producir ácido acético necesitan oxígeno y carbono; para esto utilizan el oxígeno disuelto en la solución oxigeno enlazado. Debido a esto las bacterias productoras de ácido crean una condición anaeróbica que es
16
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE PREVENCIÓN DE RIESGOS
esencial para los microorganismos productores de metano.
c) formación de metano. Las bacterias productoras de metano, que participan en tercer paso, descomponen compuestos con bajo peso molecular, por ejemplo .Utilizan hidrogeno, dióxido de carbono y ácido acético para formar metano y bióxido de carbono. En condiciones naturales las bacterias que producen metano ocurren en la medida en que se proporcionen condiciones anaeróbicas por ejemplo bajo el agua (como en sedimentos marinos), en estómagos de rumiantes y en pantanos. Son obligatoriamente anaeróbicas y muy sensibles en cambios ambientales. Las bacterias metanógenas pertenecen al género achaebacter o grupo de bacteria con morfología muy heterogénea. La diferencia principal son las bacterias acetogénicas, yace en la estructura de las paredes celulares de las bacterias.
3.4.3. Composición de biogás. El biogás es un combustible que se genera artificialmente, en dispositivos específicos, mediante la acción de unos seres vivos (bacterias metanogénicas), en ausencia del aire (en un ambiente anaeróbico). Cuando la materia orgánica se descompone en ausencia de oxígeno, actúa este tipo de bacterias generando biogás. De modo natural se produce en la putrefacción de materia orgánica y se llama gas de los pantanos o gas natural.
3.5. Partes de un digestor. Digestores anaeróbicos Para producir Biogás y Biol pueden emplearse diversos materiales
17
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE PREVENCIÓN DE RIESGOS
orgánicos tales como residuos vegetales, estiércol, basura doméstica etc.
3.5.1. Reactor. El reactor corresponde al dispositivo principal donde ocurre el proceso bioquímico de la degradación de la materia orgánica. Los reactores pueden tener forma cilíndrica, cubica, ovoide o rectangular construida de geomenbrana de PVC tiene capacidad para 10m3 el 75% es para la mezcla de agua y estiércol y el 25% es para el biogás. Éste está conectado a cuatro tuberías que se conectan al tanque de carga, tanque de descarga, salida de sólidos y salidas del Biogás Los digestores modernos tienen cubiertas, fijas o flotantes, cuya misión es impedir que escapen olores, conservar la temperatura, evitar la entrada de oxígeno y recoger el gas producido. Pueden estar construidos de distintos materiales desde una piscina cubierta de HDPE, concreto hasta acero inoxidable.
3.5.2. Tanques de carga. Es el ducto por el cual va a ser alimentado el digestor y está construido de ladrillo común y su superficie interna lleva un aplanado de cemento. La alimentación se prepara en el tanque de carga pasando por un canastilla que impida el paso de material grueso y se introduce al digestor por la parte inferior a través de un tuvo PVC dirigido hacia la línea central del tanque.
3.5.3. Tanque de descarga. Es el ducto por medio del cual se extraen los lados residuales producto de la digestión, está elaborado con los mismos materiales y de la misma forma que el tanque de carga. La descarga se efectúa por efecto de vasos comunicantes. Permite recibir y almacenar el Biol que se obtiene como producto de la carga y descarga diaria del biodigestor.
18
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE PREVENCIÓN DE RIESGOS
3.5.4. Tanque de almacenamiento de gas Para los digestores de domo fijo y de domo flotante el tanque de almacenamiento consiste en una construcción circular o cuadrada de ladrillo, y para los digestores de globo consistirá en una bolsa de material plástico resistente a la corrosión y al medio agresivo. El gas producido por el digestor se almacena con el fin de tener disponible una cantidad suficiente en el momento que se requiera.
3.5.5. Línea de conducción. La línea de conducción está compuesta por una manguera de polietileno (PET) de ½ `` de diámetro que traslada el gas desde el reactor a la cocina para una instalación típica, sus dimensiones van a depender de: a.)
Flujo de gas que se desea transportar.
b.)
Distancia existente planta y lugar de uso.
3.5.6. Válvulas de seguridad. Se utilizan mínimo dos válvulas para gas, la primera ira instalada inmediatamente al comienzo de la conducción y sobre el niple de salida. La segunda ira al final de la línea en el lugar de uso. Estas válvulas deben ser compatibles con el diámetro de la tubería para mayor seguridad.
3.5.7. Filtro para H 2S (ácido sulfúrico). Es una estructura tubular construida de PVC de 3`` que contiene en su interior viruta de hierro. Su función es purificar el Biogás, ayudando a que el ácido quede atrapado en el filtro antes de llegar a los quemadores y no cause daño a la salud de las personas.
3.5.8. Techo invernadero. Consta de un toldo construido en base a una estructura en forma de cúpula cubierta con plástico. Su función es provocar y mantener la temperatura elevada en el reactor además de 19
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE PREVENCIÓN DE RIESGOS
protegerlo de posibles daños.
3.5.9. Reservorio o gasómetro. Es el depósito donde se almacena el Biogás mientras no es utilizado en la cocina, es de geomenbrana de PVC. Las dimensiones recomendadas son de 1.40 m de largo x 0.45 m de diámetro y permite almacenar más de 900 Lt de Biogás al día.
3.6. TABLAS DE CONTENIDO. 20
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE PREVENCIÓN DE RIESGOS
3.6.1. Herramientas.
N°
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
DESCRIPCION
CANTIDAD
CANTIDAD
BIODIGESTOR
COCINA
1 1 2
Reactor de geomembrana de PVC Gasómetro de geomembrana de PVC Cemento Ladrillo Tubería PVC 4" de 3 m (para desagüe) Reducción PVC de 4" a 2" Codo de 4" x 90° PVC Tubería PVC de 1" Plástico doble cara 5 m de ancho x 10 m de largo Codo de 1/2" PVC Codo de 1" PVC Llaves de paso de PVC de 1/2" roscada Te de 1/2" PVC c/r y s/r Unión de 1/2" PVC mixta Pegamento para PVC Tubería PVC 1/2" x 5 m (pesado) Teflón Varillas de f ierro corrugado 3/8 x 9 m.
TOTAL
UNIDAD
0 0 1
1 1 3
Unidad Unidad Bolsa
3 1 1 1
0 0 0 0
3 1 1 1
Unidad Unidad Unidad Unidad
0.00 0.00 61.50 0.00 37.50 3.00 2.50 8.00
10
0
m
75.00
Unidad Unidad Unidad Unidad Unidad Unidad Unidad Unidad Unidad
1.50 1.50 6.00 2.50 3.20 3.00 5.80 2.00 48.00 261.00
10 6 2 4 5 4 2 1 5 4
2 2 4 5 4 2 1 4 4 TOTAL DE GASTOS
4 0 0 0 0 0 0 1 0
HERRAMIENTAS
CANTIDAD
UNIDAD
3.6.2. Materiales
N° 1
Alicate
1
Unidad
2
Badilejo (de albañilería)
1
Unidad
3
Caja de herramientas
1
Unidad
4
Cordel nylon
1
Unidad
5
Escuadra metálica
1
Unidad
6
Guantes para concreto
1
Unidad
7
Güincha 5 m
1
Unidad
8
Plancha (de albañilería)
1
Unidad
9
Plomada
1
Unidad
10
Cal para marcar
1
Unidad
11
Picos
4
Unidad
12
Palanas
4
Unidad
13
Barreta
1
Unidad
3.7. ANEXOS. 21
PRECIO S/.
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE PREVENCIÓN DE RIESGOS
3.7.1 SELECCIÓN Y TRAZADO DE PLATAFORMA PARA LA INSTALACION.
16/04/17 1:14 PM Se construye una plataforma de 5 m de largo por 1.80m de ancho, con las siguientes características: terreno plano, sin riesgo de inundaciones o derrumbes-el terreno debe ser de propiedad de beneficiario-el lugar no debe estar bajo sombra-el lugar debe estar cerca de la cocina (menos de 20 m)-lugar cercano al ganado.
3.7.2. SELECCIÓN Y TRAZADO DE PLATAFORMA PARA LA INSTALACION.
22
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTONIO GUILLERMO URRELO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE PREVENCIÓN DE RIESGOS
23/04/17 10:15 AM Se construye una zanja trapezoidal en la plataforma hecha previamente; las paredes se construyeron de piedra y barro.
23
