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Biodigestores plásticos de
flujo continuo, experiencia de
la Fundación UTA
Lylian Rodríguez y equipo de trabajo
UTA- Finca Ecologica TOSOLY - Colombia
La estrategia para un mejor
presente
Producción de energía y alimentos
Cambio en el sistema de vida
Reciclaje como eje de los sistemas productivos.
El reciclaje en el sistema de
producción agropecuario
• Manejo de excreta de los animales
en los biodigestores alternativa
• Las excretas de diferentes
especies difieren en sus
caracteristicas.
• Hay que escoger el camino de
reciclaje más apropiado de
acuerdo con las características de
cada desperdicio.
Fuentes de desperdicios
• En una finca se encuentran desperdicios procedentes de:
Rechazos alimenticios
Excreta animal y humana
Residuos de cosecha
La estrategia:
El reciclaje de residuos
alimenticios
Cerdos/ser humano Pollos Cabras/
conejosBovinos/búfalos
Moscas / larvas Cama para pollos
en sistema de busqueda
Larvas \
pupas
Biomasa
animal y
vegetal
Reciclaje de excreta
Cerdos / HumanosBovinos /
búfalosCabras /
conejosPollos
Biodigestor Cama de
los pollosLombrices
Lombrices
CultivosPlantas acúaticas /
peces
LombrinazaEfluente
Biomasa
microbial
y fauna
Compost
Efluente
AlimentosExcreta Excreta
Residuos: Podas de citricos
Podas de cacao
Podas de sombrio de café
Zoca del café
Podas de árboles maderables
Tallos de árboles forrajeros
Tusa de Maiz
Pulpas de café y cacao
Bagazo de caña
Gasificación
Excreta de cerdos,
humanos y bovinos:
lavado de establos
Excreta de bovinos
Cabras y búfalos
Residuos de
la alim. animal
residuos de cocina
y de frutas...
- Fertilizante
- Gas
- Fertilizante
- Proteína
- Proteína
- Sustrato para la
lombriz
Biodigestores, el sistema
agropecuario y desarrollo rural
Fuente de combustible para cocinar
Fertilizante para:
Cultivos forrajeros
Plantas acuáticas
Estanques de peces
Medio para procesar los desperdicios
ricos en materia orgánica
Biodigestores, el sistema
agropecuario y desarrollo rural
• Mejoramiento de:
Calidad de vida para mujeres y niños
Menos trabajo (leña!!)
Cocina y ollas limpias
Salud
Valor del efluente como fertilizante
Medio ambiente
Menores emisiones de metano
Menos deforestación
Biodigestores
• El proceso es similar a lo que ocurre en el rumén del ganado
• Pero en este caso la fuente de sustrato es el estiércol del animal
• El tiempo de permanencia en el biodigestor es de 10 a 40 días. En el rumén del animal es mucho más corto (de 12 a 24 horas)
Adopción del biodigestor plástico de
Flujo continuo basado en el modelo Taiwán
Colombia (Sur-occidente)
1985 Instalación en fincas comerciales
1989 Incorporación del reservorio
de gas cerca al sitio de usoVietnam
1992- Adopción (sin subsidios)
Camboya, Tanzania, Laos, Filipinas1993- Adopción de tecnología de
biodigestores plásticos
&
6
6
&
6
&
6
&2001 – Adopción en otros Dep. Colombia-
Biodigestor de “PVC”
“mezclador”
“Supergas”
Biodigestor “mezclador”
• Excelentes resultados pero …
• La alta presión (60 cm de columna de agua) pusó un estrés sobre las conexiones entre el reactor y el reservorio
El sistema se quebróImposible arreglarlo ..!!!
Letrina y galpon de los animales
Reservorio
Cocina
Estíercol y
agua
Entrada
Salida
GasCorral de cerdos
“El biodigestor de concreto de flujo continuo”
Biodigestor bajo el
corral
4 corrales: un sifón
7% de pendiente en el piso
El sifón donde entra el estiercol en
la camara de digestión
La entrada al biodigestor
Reservorio de gas y la entrada al
sifón
Entrado al sifón
• Escapes
• Se intento impermeabilizar 3
veces!!
Ventaja
• Se podía entrar al
biodigestor para hacer la
impermeabilización …
• «Trabajo difícil de hacer y
fácil de proponer»
No funcionó
• 250 USD por 8 m3
• Escapes de gas
• Difícil de reparar
volver al biodigestor
plástico
Conectando de nuevo el
biodigestor plástico
Biodigestor de 10 m de largo – Ancho del plástico 1.50 - 95 cm diam
7. 2 m3 --- 35 USD
Plástico
Ancho Circunferencia Diámetro Radio Volumen/
10m
1.2 2.4 0.764 0.382 4.584
1.4 2.8 0.891 0.446 6.239
1.5 3 0.955 0.477 7.162
1.6 3.2 1.019 0.509 8.149
2 4 1.273 0.637 12.732
Materiales
Estan disponibles en todo el mundo!!
Preparando el plástico
Varia de acuerdo al largo del
biodigestor
0.75 cm
1 m 1.5 m
X
Poniendo el aire
Llenando la bolsa de aire
Y la cerca?
Dimensiones de la zanja
1.15 m
0.9m
0.70m
Plástico = 1.5m
Dimensiones de la zanja
0.7
0.9m
0.70m
Plástico = 1.5mPierde
capacidad!!
Flexibilidad
•Tratar de instalarlo de la
mejor forma pero
depende de las
condiciones del suelo y
el nivel freático.
El reservorio es la clave del
sistema
1989 – innovación hecha por un poductor Colombiano
Tan grande como sea
necesario
En la casa
TOSOLY
Utilizar una cuerda para aumentar la presion
Se puede usar un 2 % de pendiente!
Depende del terreno
Pendiente o no?
La tecnología funciona
pero la pregunta es cómo
introducirla a los
productores en cualquier
escala?
El 5% depende de la
instalación
El 95% depende del
productor!!
Capacitar al productor
Punto de venta de materiales!
El biodigestor plástico en
explotaciones de mayor
tamaño
Biodigestor plástico a mayor
escala
Energía generada por biogas = 90 kw/h
2 cerdas de cría +18
2m 2.5m3.5m
1.5m
2.9m
1.2m
7
m
3
m
1
m
3
m
2
m
0.
4
m
Biodigestor
Sanitario – biodigestor y
aguas de residuo
Polución
Mejor reciclale!
Efluente Gas
Unidad experimental de
biodigestores en UTA, Camboya
Medición de la producción de gas
Producción de gas
N-orgánico N-amoniacal
Producción de gas y la tasa de
cargar el biodigestor con estiércol
y = 0.329x + 0.07
R2 = 0.62
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 2 4 6 8
Carga de estiércol, kg MS/m3 volumen
liquido
Pro
du
cció
n d
e g
as, m
3 / m
3
vo
lum
en
líq
uid
o
Santhy et al 2003
El efluente como fertilizante
N-orgánico N-amoniacal
El efluente
• Transformación en la naturaleza de
los compuestos que contienen el
nitrógeno
–En el estiércol el nitrógeno se
encuentran en forma de proteínas y
otros compuestos orgánicos
• En el proceso de biodigestión estos
compuestos se convierten en sales de
amoniaco (NH4+)
–El amoniaco es más disponible a las
plantas
Conversión del N del efluente en
sales amoniacales
El efluente
como
fertilizante
Reciclaje del efluente
618
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
sep nov jan mar may jul sep
Pro
tein
a, k
g/h
a/m
es
1998 1999
7 toneladas proteina/ha/año
Promedio
Producción de Lemna en estanques fertilizados
con efluente del biodigestor (Mekong delta,
Vietnam)
Rodriguez and Preston 1996
Figure 1: Yields of fresh biomass of total aerial part and leaf+petiole of cassava fertilized with manure or biodigester (Chau & Preston 1998)
Figure 2: Yields of protein in total aerial part and leaf+petiole of cassava fertilized with manure or biodigester effluent (Chau & Preston 1998)
Efluente de biodestores y
piscicultura
Crecimiento de peces en
policultivo durante 5 meses con
distintas fuentes de fertilización
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Efluente U-DAP Estiércol
Re
nd
imie
nto
ne
to d
e p
es
ca
do
, k
g / h
a
Efecto del efluente del biodigestor sobre
producción de peces en estanques naturales
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
Sin suplemento
Bore Lemna
Ga
na
ncia
de
pe
so
, g
/d
íaSin efluente Con efluente
Efluente para la Huerta Casera
Invernadero 6*6 = 36 m2
Producción de Tomate Orgánico
Invernadero 6*6 = 36 m2
Producción de Tomate Orgánico
Invernadero 6*6 = 36 m2
TOMATE ORGANICO
• 2010:– 50 plantas «Riogrande»
– Dia 15 de transplantadas: inicia la fertilización con 250 cm por planta de
efluente (diariamente)
– Producción: 227 kg de tomate
– Producción/planta= 4.5 Kg
• 2011
• 60 plantas «larga vida» (105 dias
cosechados 105 kg
Uso del efluente en la Huerta
Invernadero 6*6 = 36 m2
Reservorio de agua lluvia y piscicultura sostenible
Producción de pescado Tilapia negra en TOSOLY(9 de Abril 2010 – 28 de Enero 2011)
Producción, kg 29
Edad, d 272
Ganancia, g/d 1.21
Peso, g 337
Sobrevivencia,, % 99
Siembra 4/9/2010
Primera cosecha 11/14/2010
Cosecha final 1/28/2011
Área, m2 29.2
Profundidad, m 1.2
Peces/m2 3.43
Red de Biodigestores plásticos en TOSOLY
•Biogas (CH4) para cocinar
•Efluente (Fertilizante de alta calidad
•Biodigestor Plástico
•45 m3 en 8 biodigestores
Biodigestor como
pozo septico
Biodigestor1
Biodigestor 2
Cochera
Baño
Efluente a los cultivos
Biodigestor 3
Biodigestor 5
Molino de café
Cocina Lavadora,
Lava platos
Sanitario de la casa
Efluente a los cultivos
CocinaLava
platos
Gravedad/ Bomba
de efluente
Biodigestor 6Casa # 2
Biodigestor 7Corral Cria
Costo de 45 m3 de Biodigestor Distribuidos en 8 biodigestores
Caso TOSOLY
Materiales
Valor
Unitario Valor Total
Plastico Biodigestor, m 45
Plástico amarres, m 12
Capas de plástico 2
Total plástico 114
Valor Plastico COP $ 7.600,00 $ 866.400,00
Tubo PVC 4 pulgadas,
tubos 4 $ 38.000,00 $ 152.000,00
Tubo PVC 1/2 pulgada,
tubos 15 $ 6.500,00 $ 97.500,00
Accesorios PVC, unidades 40 $ 300,00 $ 12.000,00
Neumatico Usado 6 $ 1.000,00 $ 6.000,00
M.O Zanja 5 $ 23.000,00 $ 115.000,00
TOTAL $ 1.248.900,00
USD $ 657,32
USD/m3 14,6
Costo de 45 m3 de Biodigestor Distribuidos en 8 biodigestores
Caso TOSOLY
Materiales
Valor
Unitario Valor Total
Plastico Biodigestor, m 45
Plástico amarres, m 12
Capas de plástico 1
Total plástico 57
Valor Plastico COP $ 7.600,00 $ 433.200,00
Tubo PVC 4 pulgadas,
tubos 4 $ 38.000,00 $ 152.000,00
Tubo PVC 1/2 pulgada,
tubos 15 $ 6.500,00 $ 97.500,00
Accesorios PVC, unidades 40 $ 300,00 $ 12.000,00
Neumatico Usado 6 $ 1.000,00 $ 6.000,00
M.O Zanja 5 $ 23.000,00 $ 115.000,00
TOTAL $ 815.700,00
USD $ 429,32
USD/m3 9,5
Producción de gas en 45 m3 distribuidos en 8
biodigestores
Producción de gas/kg MS, litros 150
Equivalente propano: biogas, m3/kg 0,5
Producción de gas esperada/dia m3 9
Producción de gas esperada/año m3 3137
Equivalente propano, kg 4
Equivalente a propano en un año, kg 1568
$/kg propano a la fecha $ 2.400,00
$/kg de propano en USD $ 1,26
Equivalente en COP / Ingreso por gas $ 3.764.324
Equivalente en USD / Ingreso por gas $ 1.981
Producción de elfuente en 45 m3 distribuidos en 8 biodigestores
Producción de Efluente/dia, litros 2292
Producción de Efluente/dia, m3 2,3
Producción de Efluente año/ m3 837
Producción de Efluente año, Litros 836516
N g/l en el efluente 0,5
N g/dia 1146
N g/año 418258
N kg/año 418
Equivalente UREA, Ton 0,899
Equivalente UREA, kg 899
$/Kg urea en COP $ 1.200,0
$ kg urea en USD $ 0,6
Equivalente UREA en 1 año, COP $ 1.079.376,0
Equivalente UREA en 1 año, USD $ 568,1
$/unitario,
COP $ Total, COP %
Carne de cerdo, kg 10000 $ 4.000 $ 40.000.000 77
Energía del Bagazo,
Kwh 20000 $ 370 $ 7.400.000 14
Efluente, litros 836516 $ 1 $ 1.087.471 2
Biogas, m3 3137 $ 1.200 $ 3.764.400 7
T.I. Brutos, COP $ 52.251.871
T.I. Brutos, USD $ 27.501
Ingresos Brutos a 1 años en un
sistema Integrado (Cerdos –
Caña de azúcar = 2.5 has)
1 USD= 1900 $Col
Biodigestores en Bolivia
Aprendiendo!!
Biodigestor de altiplano con carpa solar instalado
en Pakuani (La Paz) a 4200 msnm.
Jaime Marti
Entrada
# 1
# 2
# 3 - Efluente
Tapa de # 2
Otra alternativa de
biodigestores 2007
en Vietnam
El problema fundamental
• Ni la crisis energética ni la crisis alimenticia (ni los cambios climáticos) es el problema
• Como mundo, como sociedad como seres humanos – la crisis es nuestra forma de pensar
