Manual de Capacitación

La información contenida en este documento es de propiedad de Puxin Chile Ltda, y está destinada al uso exclusivo de la persona a quien va dirigida y puede contener información privilegiada, confidencial o de divulgación restringida según la ley chilena. Está estrictamente prohibido copiar todo o parte de este documento.

Manual de Capacitación en Energía por Biogás

Página 1 de 54

INTRODUCCIÓN

Felicitaciones por haberte integrado a nuestro equipo de promoción y venta de Soluciones de Energía por Biogás Puxin, estamos seguros que con mucho esfuerzo y preparación lograrás cerrar muchos negocios en esta industria alcanzando muy buenos ingresos y siendo parte activa en el fomento de nuevas tecnologías de Energías Renovables que tanto necesita nuestra sociedad y nuestro planeta.

Antes de iniciar la lectura de este “Manual de Capacitación en Energía por Biogás Puxin” queremos que sepas cuál es el propósito de nuestra empresa.

Puxin Chile Ltda. es una empresa que representa para Chile y parte de Latinoamérica a Shenzhen Puxin Science & Technology Co. Ltd., y fue creada para apoyar el cambio de nuestra matriz energética ofreciendo soluciones de generación y consumo de energía sobre la base del biogás. En la actualidad, este tipo de combustible representa una alternativa viable de energía que permite mejorar la calidad de vida de todos sus consumidores sin perjudicar el medio ambiente.

Nuestra visión como empresa es la de ser valorados por nuestro liderazgo en la difusión del uso del biogás como fuente de energía alternativa, por el desarrollo de proyectos y comercialización de equipos de biogás en Chile y en el resto de Latinoamérica.

Para lograr todo esto, queremos que todos los miembros de nuestro equipo compartan valores tales como:

§ Orientación hacia nuestros clientes: por tanto, nunca propondremos una solución de energía sin antes tener toda la información de lo que realmente quieren o necesitan nuestros clientes.

§ Calidad en el trabajo: por tanto, entregaremos todo nuestro esfuerzo y dedicación a buscar soluciones de bajo costo e inversión, apoyando



Página 2 de 54

también a nuestros clientes en la búsqueda de financiamiento de sus proyectos.

§ Responsabilidad Social Empresarial: nuestras propuestas de soluciones de energía cumplirán con las expectativas y aportarán beneficios tangibles para nuestros clientes y el medio ambiente.

§ Deseo de contribuir a mejorar el medioambiente: por tanto, siempre estaremos en la búsqueda de tecnologías que busquen revertir la contaminación de nuestro planeta.

Ahora estas listo para aprender conocimientos básicos de nuestra industria y de lo que ofrecemos. Esperamos que este “Manual de Capacitación en Energía por Biogás Puxin” sea de su agrado.

Atentamente,

Jorge E. Seminario Salazar Gerente Comercial PUXINBIOGAS Chile Ltda. E mail: [email protected] Celular: 56 9 95496601

mailto:[email protected]



Página 3 de 54

1. EL PROBLEMA ENERGÉTICO

1.1. ORIGEN

Tratar de explicar el origen problema energético es muy difícil, sin embargo, para hacerlo es necesario tener en cuenta tres factores básicos:

§ El uso intensivo de fuentes de energía no renovables.

§ La dependencia de energía para lograr un desarrollo económico.

§ Una sociedad de consumo irresponsable.

1.1.1. El uso intensivo de fuentes de energía no renovables.

Que el planeta Tierra sea finito, no es un problema, es una realidad; esto lo podemos comparar con una caja llena de petróleo, carbón, árboles, gas y minerales diversos; En definitiva, recursos que el hombre necesita para obtener energía y construir su mundo. Si vamos utilizando el contenido de esta caja, llegará un momento que la encontraremos vacía.

El modo de remediarlo sería no utilizar más el contenido de ella, lo cual es difícil, por no decir imposible. Por tanto, la única solución es utilizar el contenido de esta "caja" con inteligencia, es decir sustituyendo el uso de esos recursos que se agotan por otros inagotables (energía renovable), reutilizar los recursos finitos todas las veces que sea necesario, para minimizar el vaciado de nuestra "caja" (reciclado) y utilizar nuestra tecnología para crear productos eficientes, desde el punto de vista energético (electrodomésticos, casas, sistemas de calefacción, iluminación, etc.) y fuentes de energía limpias (fusión).

1.1.2. La dependencia de energía para lograr un desarrollo económico.



Página 4 de 54

La dependencia de la humanidad de la producción de energía se ha acentuado con el crecimiento económico, que impulsa fuertemente el consumo de energía al cual contribuyen todos los países, pero especialmente el desarrollo acelerado de China e India.

El que un país dependa de fuentes de energía externas a sus fronteras es estratégicamente grave. Es por ello que, sin lugar a dudas, la producción y el abastecimiento de energía afecta las decisiones de política internacional especialmente de las grandes potencias, lo cual las hace muchas veces vulnerables al sostenimiento de una política internacional congruente con lo que predican, en cuanto a democracia y derechos humanos para la protección de los más desposeídos. Recordemos que gran parte de los hidrocarburos se encuentran en zonas del mundo que se caracterizan por la inestabilidad y a menudo por la falta de democracia. Muchas guerras y conflictos armados tienen o han tenido su origen de fondo en temas de dependencia energética.

1.1.3. Una sociedad de consumo irresponsable.

Desde que se conoce la existencia del hombre, este utiliza los recursos de su entorno para vivir de una forma más cómoda y confortable, y contra más consume de estos recursos mejor es su confortabilidad, de hecho los habitantes de los países industrializados, consumen 10 veces más energía que un habitante de un país en proceso de desarrollo.

La sociedad de consumo es un círculo vicioso, en la cual, cuando se empieza ya no se puede parar, el hecho de consumir es la forma para que la sociedad funcione y no desaparezca, pero con un agravante, para que siga funcionando hay que consumir más que el día anterior. Una empresa debe de producir más cantidad de lo mismo para obtener mayor beneficio, lo cual crea más puestos de trabajo, mejores sueldos, los cuales los utilizamos para obtener más servicios que nos hagan más fáciles y confortables nuestras vidas.

Por lo tanto podemos decir que nuestros recursos naturales es el capital natural, base de nuestra sociedad de consumo. El hecho de la visible mejora en la calidad de vida en los países industrializados, mayores



Página 5 de 54

consumistas, hace que otros países quieran conseguir ese objetivo, ser un país industrializado, lo cual tienen el mismo derecho que un país que ya lo es, con el agravante de que no tienen recursos económicos para poder llegar a serlo con el mínimo impacto en el capital natural.

1.2. CONSECUENCIAS

El uso intensivo de energías no renovables provoca lo siguiente:

§ Generan emisiones y residuos que degradan el medioambiente. Algunos estudios demuestran que el impacto medioambiental de las energías no renovables frente a las renovables es hasta 30 veces superior.

§ Generan crisis económicas debido a que son limitadas y por tanto, se especula con los stocks y con el precio.

§ Generan desequilibrios geopolíticos, pues provocan dependencia exterior encontrándose exclusivamente en determinadas zonas del planeta.

§ Crean menos puestos de trabajo en relación al volumen de negocio que generan.

§ Conseguir su control provoca conflictos por su interés estratégico militar.



Página 6 de 54

2. CLASIFICACIÓN DE LAS FUENTES DE ENERGÍA

2.1. Energías No Renovables

Energías no renovables son aquellas fuentes de energía que tienen un carácter limitado en el tiempo y cuyo consumo implica su desaparición en la naturaleza sin posibilidad de renovación. Suponen en torno al 80 % de la energía mundial y sobre las mismas se ha construido el inseguro modelo energético actual.

Las energías no renovables pueden ser agrupadas en dos grandes grupos:

2.1.1. Combustibles Fósiles

Recursos generados en el pasado a través de procesos geobiológicos y como consecuencia limitados. Representan el 75% de las energías de carácter no renovable y son los siguientes:

Carbón - Fuente energética característica del periodo industrialista inicial sustituida durante el siglo XX por otras fuentes no renovables, principalmente el petróleo. Tiene un factor de emisión de CO2 muy elevado y las partículas emitidas en suspensión son causa, entre otras cosas, de la denominada lluvia ácida. Todavía es utilizada en determinados tipos de industrias y como fuente de alimentación de calefacción, aunque es la fuente no renovable menos utilizada en España y en la UE, con una clara tendencia a su sustitución por otras alternativas más prácticas y menos contaminantes.

Petróleo - Fuente energética por excelencia a lo largo de todo el siglo XX siendo actualmente la fuente primaria a nivel mundial. El agotamiento de sus reservas se encuentra cercano y la variación en sus precios y el acaparamiento por parte de los países productores del mismo genera tensiones a nivel mundial que están afectando notablemente a la



Página 7 de 54

economía del planeta. Son destacables también sus aspectos contaminantes en los procesos de producción, transporte y consumo.

Gas Natural - Sus dificultades para poder ser almacenado y transportado hicieron que no se considerase en un principio, aunque la necesidad de investigar energías alternativas a las existentes hicieron posible su utilización mediante redes de gas natural, actualmente distribuidas en todo el mundo, y medios de transporte marítimo adecuados para tal fin. Puede ser considerado el combustible fósil más limpio, con la menor cantidad de emisiones de CO2 y producción nula de partículas sólidas. Su rendimiento energético es elevado lo que permite una mayor producción de energía con menor cantidad de combustible. Su consumo va en aumento pudiendo considerarse dentro de su condición de fuente no renovable el más sostenible dentro de las alternativas existentes. Es considerado por muchos expertos como fuente energética de tránsito hasta la total implantación de las energías renovables. Ocupa el segundo lugar en el porcentaje de consumo después del petróleo.

2.1.2. Energía Nuclear

Producida en las centrales nucleares a partir del Uranio, mineral radiactivo limitado y escaso, es la fuente no renovable que genera un mayor rechazo social a pesar de que su consumo es uno de los menos representativos, sólo un 5% de las fuentes no renovables.

La energía eléctrica se obtiene mediante fisión nuclear cuya mayor problemática se plantea en relación a la generación y gestión de los residuos radiactivos y a la dificultad social de localización de las centrales nucleares por su elevado riesgo.

2.2. Energías Renovables

Las energías renovables se plantean actualmente como alternativa a las denominadas energías convencionales aunque no son energías nuevas. Su empleo ha sido generalizado hasta la llegada de fuentes de energía alternativa que actualmente queremos desterrar, como el petróleo, y que



Página 8 de 54

contribuyeron a su abandono. Representan el 20% de la energía consumida y son también denominadas energías blandas o limpias siendo su ventaja más significativa su respecto hacia el medio ambiente.

Sus características principales son:

§ Son limpias no generan residuos de difícil eliminación.

§ Su impacto ambiental es reducido. No producen emisiones de CO2 y otros gases contaminantes a la atmósfera.

§ Se producen de forma continua por lo que son ilimitadas.

§ Evitan la dependencia exterior, son autóctonas.

§ Son complementarias.

§ Equilibran desajustes Inter territoriales.

§ Impulsan las economías locales con la creación de cinco veces más puestos de trabajo que las convencionales.

§ Son alternativa viable a las energías convencionales.

Las energías renovables pueden también producir algunos impactos negativos aunque éstos no son comparables a los de las energías convencionales. A continuación pasamos a enumerar algunos de los inconvenientes en el uso de estos tipos de energía:

§ Producen impactos visuales elevados.

§ Son variables y no previsibles en su totalidad.

§ Su densidad de potencia es baja por lo que en ocasiones tienen dificultades para garantizar el suministro y tienen que ser complementadas con otro tipo de energías.



Página 9 de 54

§ Algunas de ellas no están suficientemente desarrolladas tecnológicamente.

§ Existen dificultades para su almacenamiento por lo que no es aprovechado todo su potencial.

El apoyo y la fuerte inversión en investigación y desarrollo que se está realizando con este tipo de energías están haciendo que se vaya en el buen camino para hacer desaparecer o minimizar este tipo de inconvenientes, para que el uso de las energías renovables sea realidad en un futuro muy próximo.



Página 10 de 54

3. LAS ENERGÍAS RENOVABLES

El origen de todas las energías renovables son fuentes naturales como el sol, el agua, el viento y los residuos orgánicos, aunque es sin duda el sol el motor generador de todos los ciclos que dan origen a las demás fuentes.

Las energías renovables se clasifican según la fuente natural de la que proceden en:

§ Energía solar - Es una de las energías renovables por excelencia y se basa en el aprovechamiento de la radiación solar que llega a la superficie terrestre y que posteriormente es transformada en electricidad o calor.

§ Energía eólica - Es la que se produce a través de la energía cinética del viento transformándola en electricidad, todo ello mediante los denominados aerogeneradores cuya agrupación conforma las centrales eólicas.

§ Energía minihidráulica - Aprovecha la energía cinética generada por las diferencias de nivel de los cursos de agua para transformarla en energía eléctrica. Este tipo de energía se considera renovable cuando su



Página 11 de 54

aprovechamiento se realiza con una potencia no superior a 10 MW. La energía hidráulica que supera esta potencia no se considera renovable debido al gran impacto ambiental de su emplazamiento para mayor producción.

§ Biomasa - Es un combustible formado por materia orgánica renovable de origen vegetal resultante de procesos de transformación natural o artificial en residuos biodegradables o cultivos energéticos.

§ Geotérmica - Aunque no se considera energía renovable en sí, es una energía procedente del calor interior de la tierra, utilizado para su conversión en electricidad y para aprovechamientos térmicos.



Página 12 de 54

4. BIOMASA

La biomasa es una fuente de energía procedente de manera indirecta del sol y puede ser considerada una energía renovable siempre que se sigan unos parámetros medioambientales adecuados en su uso y explotación.

La formación de biomasa a partir de la energía solar se lleva a cabo por el proceso denominado fotosíntesis vegetal que a su vez es desencadenante de la cadena biológica. Mediante la fotosíntesis las plantas que contienen clorofila, transforman el dióxido de carbono y el agua, productos minerales sin valor energético, en materiales orgánicos con alto contenido energético y a su vez sirven de alimento a otros seres vivos. La biomasa mediante estos procesos almacena a corto plazo la energía solar en forma de carbono. La energía almacenada en el proceso fotosintético puede ser posteriormente transformada en energía térmica, eléctrica o carburantes de origen vegetal.

Dependiendo de si los materiales orgánicos resultantes han sido obtenidos a partir de la fotosíntesis o bien son resultado de la cadena biológica se pueden distinguir dos tipos de biomasa:



Página 13 de 54

§ Biomasa vegetal: Resultado directo de la actividad fotosintética de los vegetales.

§ Biomasa animal: Se obtiene a través de la cadena biológica de los seres vivos que se alimentan de la biomasa vegetal.

Las biomasas vegetales y animales producidas no son utilizadas por el hombre en su totalidad lo que conlleva la generación de residuos sobrantes de la misma. También se expulsa a la naturaleza gran parte de la biomasa utilizada. El conjunto de los residuos orgánicos de producción o consumo de la biomasa reciben el nombre de “biomasa residual”, también aprovechada en la obtención de energía. Estos residuos de biomasa fosilizados a lo largo del tiempo constituyen la “biomasa fósil”, concepto que engloba a los denominados combustibles fósiles que actualmente conocemos, carbón, petróleo, gas natural, etc.



Página 14 de 54

5. APLICACIONES DE LA BIOMASA

5.1. APLICACIONES DIRECTAS

Es la forma de uso tradicional de la biomasa en la que se obtiene energía mediante combustión directa, es decir, la biomasa se utiliza como combustible.

Podemos utilizar dos tipos de fuentes de biomasa:

§ Los residuos

§ Los cultivos energéticos

5.1.1. Residuos

La biomasa residual conformada por residuos de carácter orgánico dispone de un gran potencial para la generación de energía. Se puede producir de manera espontánea en la naturaleza o como consecuencia de la actividad del hombre, agrícola, forestal e industrial.

Los residuos pueden ser clasificados en función del sector que los genera en los siguientes tipos:

§ Residuos agrarios: Son el resultado de la actividad agraria humana y según su origen se denominan:

o Residuos agrícolas: Son restos y sobrantes de cultivos como por ejemplo la paja de los cereales, poda de árboles y viñedos, etc.

o Residuos forestales: Son los residuos generados en la limpieza de las explotaciones forestales como leña, ramaje, etc. además de restos de madera de montes y bosques.



Página 15 de 54

o Residuos ganaderos: Se refieren principalmente a excrementos de animales en explotación ganadera.

§ Residuos industriales: Son aquellos residuos derivados de la producción industrial con posibilidades de generación de biomasa energética residual, como la industria de manufacturación maderera o agroalimentaria.

§ Residuos urbanos: Son residuos de carácter orgánico producidos diariamente y en grandes cantidades en los núcleos urbanos de población pudiéndose distinguir dos formas de los mismos:

o Residuos sólidos urbanos: Materiales biodegradables sobrantes del ciclo de consumo humano.

o Aguas residuales urbanas: Elementos líquidos procedentes de la actividad humana, cuya parte sólida contiene una cantidad relevante de biomasa residual aunque existen algunas dificultades en la depuración del material sobrante.

5.1.2. Cultivos Energéticos

Los cultivos energéticos son plantas cultivadas con el objetivo de ser aprovechadas como biomasa transformable en combustible. Es una faceta agrícola todavía en experimentación y por ello existen a día de hoy numerosos interrogantes sobre su viabilidad económica y los impactos de carácter medioambiental y social que puede producir.

Existen diversos tipos de cultivos que pueden ser utilizados con fines energéticos y que pueden ser clasificados en los siguientes grupos:

§ Cultivos tradicionales: Originalmente destinados a fines alimentarios con necesidad de condiciones climatológicas favorables y terrenos fértiles lo que hace que sólo se consideren viables como fuentes energéticas en el uso de excedentes de su producción. Es el caso de la caña de azúcar, los cereales, etc.



Página 16 de 54

§ Cultivos poco frecuentes: Algunas especies silvestres con posibilidad de ser cultivadas en condiciones desfavorables, en terrenos no fértiles y con fines no alimentarios, como el cardo, los helechos, etc.

§ Cultivos acuáticos: Todavía en fase experimental aunque con un gran potencial de superficie productiva.

§ Cultivos de plantas productoras de combustibles líquidos: Plantas que generan determinadas sustancias que con tratamientos sencillos pueden se transformadas en combustibles. Ejemplo de ella pueden ser las palmeras, jojoba, caña de azúcar etc.

5.2. APLICACIONES INDIRECTAS

La biomasa también puede ser utilizada de una manera indirecta convirtiéndola, mediante una serie de técnicas de transformación, en nuevos recursos energéticos, productos industriales sustitutivos de los combustibles fósiles, aunque muchos de estos métodos de conversión se encuentran en fase de experimentación.

Cada uno de los diferentes tipos de biomasa requiere diferentes técnicas de transformación pudiendo dividirse en dos grupos:

5.2.1. Métodos termoquímicos

El calor es la fuente de transformación principal y son los métodos utilizados en la transformación de la biomasa seca (principalmente paja y madera). Se basan en la aplicación de elevadas temperaturas y se pueden distinguir dos tipos de procesos según la cantidad de oxígeno aportada en los mismos:

§ Combustión: Aplicación de elevadas temperaturas con exceso de oxígeno. La combustión directa u oxidación completa de la biomasa al mezclarse con el oxígeno del aire liberando en el proceso dióxido de carbono, agua, cenizas y calor. Este último es



Página 17 de 54

utilizado para la el calentamiento doméstico o industrial o para producción de electricidad.

§ Gasificación / Pirolisis: Aplicación de elevadas temperaturas con cantidades limitadas o nulas de oxígeno, que no permiten la combustión completa, liberando en el proceso monóxido y dióxido de carbono, hidrógeno y metano. El resultado es la obtención de gases, líquidos o sólidos (p.e. carbón vegetal) con contenido carbónico que pueden ser utilizados como energía útil.

5.2.2. Métodos biológicos o bioquímicos

Diversos tipos de microorganismos contribuyen al proceso de degradación de las moléculas de materia de biomasa húmeda en compuestos simples de gran contenido energético por medio de dos tipos de técnicas:

§ Fermentación alcohólica: Proceso que consiste en la transformación del carbono acumulado en las plantas, como consecuencia de la energía solar, en alcohol por medio de fermentación en diferentes fases según el tipo de biomasa. La fase de coste energético más elevado es la de destilación que contribuye a que el balance energético de la técnica puede no cumplir los parámetros renovables. Los productos obtenidos son biocarburantes como el bioetanol o el biodiesel, utilizados como combustibles alternativos a los fósiles.

§ Digestión anaerobia o Fermentación Metánica: Proceso de fermentación microbiana con ausencia de oxígeno del que generando gases como el metano y el dióxido de carbono. Se utiliza principalmente para la fermentación de la biomasa húmeda del tipo de residuos ganaderos o aguas residuales urbanas, siendo el producto combustible final obtenido el biogás.



Página 18 de 54

Los combustibles obtenidos mediante los procesos de transformación antes citados presentan las siguientes ventajas medioambientales respecto a los combustibles convencionales:

§ El contenido en azufre de los gases de su combustión es escaso.

§ No liberan partículas en su combustión

§ La producción de cenizas es reducida.

§ Contribuyen a la conservación del ciclo del CO2.



Página 19 de 54

6. ENERGÍA DE LA BIOMASA:

6.1. El Biogás

Es el producto principal de la digestión anaerobia. Es una 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). Aunque su potencia calorífica no es muy grande, puede sustituir al gas natural con ventaja.

6.2. Usos y propiedades del Biogás

En principio el biogás puede ser utilizado en cualquier equipo comercial diseñado para uso con gas natural.

En el cuadro siguiente se indica el poder calorífico del biogás comparado con otros gases.



Página 20 de 54

Biogás Gas Natural Propano Metano Poder calorífico (kWh/m3)

6 10 26 10

Peso esp. (kg/m3)

1.2 0.7 2.01 0.72

Encendido (grados)

700 650 470 600

Volumen de explosión (%)

6-12 4.4-15 1.7-11 4.4-16

6.3. Proceso de Generación del Biogás

El biogás se genera a partir de la digestión o fermentación anaeróbica de la biomasa, que es un proceso biológico en el cual la materia orgánica es degradada por un consorcio de bacterias que no requieren oxígeno para su metabolismo (por eso es "anaerobia"). La digestión anaerobia ocurre de forma espontánea en la naturaleza. El gas de los pantanos, el gas natural de yacimientos subterráneos o incluso el gas metabólico producido en el estómago de los rumiantes, es precisamente biogás.



Página 21 de 54

7. FERMENTACIÓN ANAERÓBICA:

Este proceso tiene como característica principal la ausencia de oxígeno. En este proceso se descompone la materia orgánica, de pequeño tamaño diluido en agua, produciendo lo que se conoce como biogás.

7.1. Etapas de la fermentación anaeróbica:

La digestión anaeróbica de la materia orgánica es un proceso bioquímico complejo que se desarrolla en tres etapas, utilizando en cada una un grupo de microorganismos específicos.

La materia orgánica está constituida por moléculas cuyo principal constituyente es el carbono, asociado a otros elementos, principalmente Nitrógeno, Hidrógeno y Oxígeno.

Las etapas son las siguientes:

§ Etapa de solubilización: En esta etapa la materia orgánica es hidrolizada por la acción de enzimas producidas por bacterias hidrolíticas, facultativas, transformándose en compuestos simples y solubles tales como: aminoácidos, glicéridos, pépticos y azucares.

§ Etapa de acido génesis: En esta etapa los compuestos simples solubles de la primera etapa sufren un proceso de fermentación por ácido- bacterias que los convierten en ácidos simples de cadena corta. Estas bacterias formadoras de ácidos, llamadas acidogénicas son también facultativas, es decir viven tanto en presencia como ausencia de oxígeno.

§ Etapa de metano génesis: En esta etapa los ácidos orgánicos simples producidos en la etapa anterior, devienen en substratos para la descomposición, estabilización y producción de metano mediante la producción de bacterias metanogénicas, estrictamente anaeróbicas, las cuales producen CH4 por dos vías: fermentación de ácido acético y



Página 22 de 54

reducción de CO2 por hidrógeno naciente. La acción de las metano bacterias en la tercera etapa es el factor clave para el desarrollo de la fermentación anaeróbica de las bacterias metanogénicas, pues estos microorganismos son muy sensibles a los cambios bruscos de temperatura, viven solo en un rango muy estrecho de pH (6.6- 8.0). Además son sensibles a la toxicidad de ciertos materiales reduciéndose o hasta paralizándose la digestión.

7.2. Características físico-químicas de la fermentación anaeróbica

Los factores físico-químicos más importantes, que influyen en la fermentación anaeróbica son:

§ Temperatura: El proceso se lleva acabo en un amplio rango de temperaturas, desde 15 hasta 60 ºC. Sin embargo, para que más bacterias formadoras de metano trabajen en forma óptima, se requiere mantenerlas a temperaturas que oscilen entre 30 y 60 ºC dependiendo del tipo de bacterias que se adapten y desarrollen.

En la práctica, sobre todo en pequeños sistemas instalados en el medio rural, no se controla la temperatura del proceso, y se trabaja a temperatura ambiente, sin proporcionar calor al digestor. Una forma de aumentar la temperatura de operación y con ello la cantidad de biogás producido, es calentar el agua con la que se va a efectuar la mezcla, esto es porque el crecimiento microbiano es mucho más rápido a altas temperaturas, por ejemplo en calentadores solares. En la mayoría de los casos los digestores se construyen enterrados para evitar que se pierda mucho calor.

Para el desarrollo óptimo del proceso, se distinguen tres rangos de temperatura, el rango Psicrofilico entre 10 y 20 ºC, el mesofílico de 30 a 40 ºC y el termofílico de 55 a 60 ºC.

§ El Potencial Hidrógeno (pH): El pH de un medio caracteriza la acidéz (de 0 a 7) o la alcalinidad (de 7 a 14) de dicho medio. El valor normal de funcionamiento de una planta de biogás está entre 7 y 8 (neutro). Cuando la planta de biogás está recién funcionando,



Página 23 de 54

el ácido comienza hacer la primera actividad, reduciendo el pH por debajo de 7 (aumentando el contenido de ácido). Las bacterias metanogénicas luego, empiezan usando estos ácidos, aumentando el pH a neutro.

En una planta de biogás, el nivel del pH, es controlado por el mismo proceso. El dióxido de carbono producido por las bacterias disueltas en agua, forman iones de bicarbonato (HCO3-), lo cual causa que la solución se torne ligeramente alcalina. La cantidad de bicarbonato en la solución depende de la concentración de dióxido de carbono y de la cantidad de ácidos de la carga inicial.

El pH de la mezcla es fácil de calcular, usando un pHmetro. Si el medio es demasiado ácido, detiene la actividad de las enzimas y si es demasiado alcalino las fermentaciones producen hidrógeno e hidrógeno sulfhídrico (H2S).

Con un pH entre 6,6 y 7,6 la digestión funciona, estando el óptimo entre 7 y 7,2.

§ Tiempo de retención: Las bacterias requieren de un cierto tiempo para degradar la materia orgánica. La velocidad de degradación depende en gran parte de la temperatura, ya que a mayores temperaturas el tiempo de retención requerido para obtener una buena producción de gas es menor.

En un digestor que trabaja a régimen estacionario o sea de lote, el tiempo de retención es el que transcurre entre la carga del sistema y su descarga.

En un sistema de carga diaria, el tiempo de retención va a determinar el volumen diario de carga que será necesario alimentar al digestor, ya que se tiene la siguiente relación:

Volumen de carga diaria (m3/día) Volumen del digestor (m3) = Tiempo de retención (días)



Página 24 de 54

Es decir que para un tiempo de retención de 30 días, cada día se carga 1/30 de volumen total del digestor, y en promedio la materia orgánica y la masa microbiana permanecen 30 días dentro del sistema. La cantidad de biogás producido por una planta dependerá, entre otras cosas, de la cantidad de desecho alimentado diariamente.

Usualmente se trabaja con tiempos de retención entre 20 y 55 días y la alimentación diaria entre 1 y 5 kg. de sólidos totales por metro cúbico de digestor.

§ Relación Carbono/Nitrógeno: Prácticamente toda la materia orgánica es capaz de producir biogás al ser sometida a fermentación anaeróbica, y la cantidad y calidad del biogás producido dependerá de la composición del desecho utilizado.

El carbono y el nitrógeno son las fuentes principales de alimentación de las bacterias formadoras de metano; el carbono es la fuente de energía y el nitrógeno contribuye a la formación de nuevas células. Estas bacterias consumen 30 veces más carbono que nitrógeno, por lo que la relación óptima de estos dos elementos en la materia prima es de 30.

Si no existe suficiente nitrógeno para permitir que las bacterias se multipliquen, la velocidad de producción de gas se verá limitada; al estar presente el nitrógeno en exceso, se produce amoníaco, el cual en grandes cantidades es tóxico e inhibe el proceso.

Entre las materias primas en la generación de biogás, están los desechos animales, cuya relación C/N es siempre menor que la optima, debido a que tiene un contenido importante de nitrógeno. Otro material muy usado son los residuos agrícolas, los que generalmente, tienen relaciones C/N muy altas, ya que contienen muy poco nitrógeno, por lo que casi siempre se mezclan con desechos animales o se les agrega un compuesto nitrogenado, como puede ser urea, para acercarse a un balance adecuado de carbono y nitrógeno.



Página 25 de 54

Si hay demasiado carbón en la materia a fermentar, el proceso se hace más lento y tiende a acidificarse. Si hay demasiado nitrógeno, éste se perderá como amoníaco, elevando el pH y reduciendo el poder fertilizante y nutriente de los lodos efluentes.

El Anexo 1 contiene una tabla con la composición C/N habitual según tipo de desecho utilizado en la fermentación anaeróbica.

§ Porcentaje de sólidos: Toda la materia orgánica está compuesta de agua y una fracción sólida, esta última es llamada sólidos totales.

El porcentaje de sólidos totales contenidos en la mezcla con que se carga el digestor, es también un factor importante a considerar para asegurar que el proceso se lleve a cabo en forma satisfactoria.

Experimentalmente se ha demostrado que una carga que contenga entre 7 y 9% de sólidos totales es óptima para la digestión.

Para calcular el volumen de agua que debe ser mezclada con la materia prima para dar la proporción deseada, es indispensable conocer el porcentaje de sólidos de ésta.

En el caso del estiércol del bovino fresco, que tiene de 17 a 20 % de sólidos totales, se deberán agregar de 1 a 1,5 litros de agua por cada kilogramo de estiércol para así obtener una mezcla de alrededor de 8% de sólidos totales.

El Anexo 2 contiene una tabla con valores promedio sobre el contenido de sólidos totales en diversos desechos orgánicos. En esta tabla se tiene la cantidad de litros de agua por kilogramo de desecho a agregar para obtener 8% de sólidos totales.



Página 26 de 54

8. LOS BIO DIGESTORES:

Un Biodigestor está formado por un tanque hermético donde ocurre la fermentación y un depósito de almacenaje de gas. Las dos partes pueden estar juntas o separadas y el tanque de gas puede ser de campana fija o flotante.

8.1. Clases de Biodigestores:

De acuerdo a la frecuencia de cargado, los sistemas de biodigestión se pueden clasificar en:

§ Batch o discontínuo

§ Semi contínuos

§ Contínuos

8.1.1. Biodigestores de Batch o discontínuos:

Este tipo de digestor se carga una sola vez en forma total y la descarga se efectúa una vez que ha dejado de producir gas combustible. Normalmente consiste en tanques herméticos con una salida de gas conectada a un gasómetro flotante, donde se almacena el biogás.

Este sistema es aplicable cuando la materia a procesar está disponible en forma intermitente. En este tipo de sistemas se usa una batería de digestores que se cargan a diferentes tiempos para que la producción de biogás sea constante. Este tipo de digestor es también ideal a nivel de laboratorio si se desean evaluar los parámetros del proceso o el comportamiento de un residuo orgánico o una mezcla de ellas.



Página 27 de 54

De los sistemas Batch, el más usado es el OLADEGUATEMALA, por la facilidad de construcción del sistema, la sencillez en el proceso de digestión, la alimentación del digestor puede ser con residuos vegetales o también mezclando residuos vegetales con pecuarios y por su mayor producción de biogás, en comparación con el modelo chino e hindú.

La producción de biogás en este tipo de digestores es de 0,5 a 1,0 m3 biogas/m3 digestor.

8.1.2. Biodigestores Semi contínuos:

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 biogas si se mantienen las condiciones de operación. El gasómetro esta integrado al sistema, en la parte superior del pozo se tiene una campana flotante donde se amacena el gas, balanceada por contrapesos, y de ésta sale el gas para su uso; en esta forma la presión del gas sobre la superficie de la mezcla es muy baja, de menos de 20 cm., de columna de agua. Por lo general el volumen del gasómetro es del orden de 1/3 del biogas generado al día. Este tipo de digestores presenta una buena eficiencia de producción de biogás, generándose entre 0,5 a 1 volumen de gas por volumen de digestor, y aún más.

En lo que respecta a los digestores tipo chino, estos son tanques cilíndricos con el techo y el piso en forma de domo, y se construyen totalmente enterrados. En este tipo de digestores no existe gasómetro, almacenándose el biogás dentro del mismo sistema. A medida que aumenta el volumen del gas almacenado en el domo de la planta, aumenta su presión, forzando al liquido en los tubos de



Página 28 de 54

entrada y salida a subir, y llegándose a alcanzar presiones internas de hasta mas de 100 cms., de columna de agua. La producción de biogás en este tipo de digestores es de 0,1 a 0,4 m3 de biogas/m3 de digestor. A pesar de que el digestor tipo chino es poco eficiente para generar biogás, es excelente en la producción de bioabono, ya que los tiempos de retención son en general extensos.

8.1.3. Biodigestores Contínuos:

Este tipo de digestores se desarrollan principalmente para tratamiento de aguas residuales. En general son plantas muy grandes, en las cuales se emplean equipos comerciales para alimentarlos, proporcionarles calefacción y agitación, así como para su control. Por lo tanto este tipo de plantas son más bien instalaciones tipo industriales, donde se genera una gran cantidad de biogás el que a su vez se aprovecha en aplicaciones industriales.

El Anexo 3 muestra un cuadro resumen con las características de los biodigestores más utilizados en las zonas rurales.



Página 29 de 54

9. LAS PLANTAS DE BIOGAS:

9.1. Partes de una Planta de Biogás:

9.1.1. El tanque de mezcla: En donde se mezcla el material de fermentación con agua y se eliminan impurezas que pueden obstruir la planta.

9.1.2. El tubo de carga: Por donde entra el cieno de fermentación al digestor.

9.1.3. El digestor: Donde las bacterias producen el biogás.

9.1.4. Las paredes divisorias: En el digestor ayudan a que el cieno de fermentación tenga que recorrer largos trayectos.

9.1.5. El tubo de descarga: Es por donde el cieno fermentado deja el digestor.

9.1.6. El depósito de gas: Es donde se acumula el gas.

9.1.7. El tanque de compensación: En las plantas de cúpula fija sirve como depósito para el cieno de fermentación que es desplazado por el biogás.

9.1.8. La tubería de gas: Que lleva el biogás hacia el sitio de consumo.

9.2. Parámetros para el diseño de una Planta de Biogás:

Para dimensionar una planta de biogás, se consideran diferentes valores. Para una planta de biogás sencilla son los siguientes:

§ La cantidad diaria de materia orgánica que se va afermentar (Cf).

§ El tiempo de retención técnico (TR)



Página 30 de 54

§ La producción específica de gas al día (Gd), que esta ligado al tiempo de retención y del tipo de materia orgánica a fermentarse.

Otros factores que se consideran a la hora de diseñan una planta de biogás:

§ La masa seca (MS, SS, DM). Como el porcentaje de agua contenido en la materia orgánica varía dependiendo su procedencia, en investigaciones mas exactas se trabaja con la parte sólida o materia seca del material de fermentación.

§ La masa orgánica seca (MOS, SOS, ODM). Para el proceso de fermentación son importantes sólo los componentes orgánicos o volátiles del material de fermentación. Por eso es que solamente se trabaja con la parte orgánica de la masa seca.

§ La carga del digestor (R, ol). La carga del digestor se calcula en kilogramos de masa orgánica por metro cúbico del digestor por día (kg MOS/m/d). Largos tiempos de retención producen una menor carga del digestor. Para las plantas de biogás sencillas, cargas de 1,5 kg/m3/d ya son bastante altas. Plantas grandes con control de temperatura y agitación mecánica se pueden cargar con unos 5 kg/m3/d. Si la carga del digestor es demasiado alta, baja el valor del pH. La planta se queda atorada en la fase ácida, porque hay más material de fermentación que bacterias de metano.

§ El tiempo técnico de retención o fermentación (TR o t) es el lapso durante el cual el material de fermentación permanece en el digestor. Este valor es determinado según criterios económicos. El tiempo técnico de retención es mucho más corto que el tiempo total necesario para la completa fermentación del material.

§ La producción específica de gas es indicada en relación con la cantidad de cieno de fermentación, con la masa seca o con la masa orgánica seca. En la práctica ella indica la producción de gas que se obtiene de un determinado material de fermentación durante un determinado tiempo de retención con determinada temperatura en el digestor.

§ El grado de fermentación se mide en porcentaje. Este indica cuánto gas se obtiene en comparación con la producción total específica de gas. En



Página 31 de 54

plantas de biogás sencillas el grado de fermentación alcanza alrededor del 50%. Esto quiere decir que la mitad del material de fermentación queda sin aprovechar.

9.3. Diseño de una Planta de Biogás:

9.3.1. Dimensionamiento del Digestor:

El volumen del digestor (VD), es determinado por el tiempo de retención (TR) y por la cantidad diaria de cieno de fermentación (Cf). La cantidad de cieno de fermentación se compone del material de fermentación y del agua de mezcla. El volumen del digestor se obtiene con la siguiente formula:

VD (l) = Cf (l/día) x TR (días)

Si se conoce el volumen del digestor y la cantidad de cieno de fermentación se puede calcular el tiempo de retención efectivo según la siguiente formula:

TR (días) = VD (l) / Cf (l/días)

Si se conoce el volumen del digestor y se desea un determinado tiempo de retención, se puede calcular la cantidad diaria de relleno con la siguiente fórmula:

Cf (l/días) = VD(l) / TR (días)

9.3.2. Dimensionamiento del depósito de gas:

El volumen del depósito de gas (VG) depende de la producción de gas y de la cantidad de gas que se utilice.



Página 32 de 54

También la producción de gas depende de la cantidad y propiedades del cieno de fermentación, de la temperatura del digestor y del tiempo de retención.

Si las temperaturas son altas y constantes, tiempos largos de retención. Temperaturas bajas y oscilantes tiempos cortos de retención.

El tamaño del depósito de gas está determinado sobre todo por lo siguiente: en qué momento se necesita el gas y en que cantidad.

La relación entre el volumen del depósito de gas (VG) y la producción diaria de gas (G) se llama capacidad de almacenamiento de gas (C).

La capacidad de almacenamiento de gas requerida y con esto, el tamaño que debe tener el depósito, son factores muy importantes en la planificación. Si la capacidad de almacenamiento no es suficiente, se pierde parte del gas producido.

El depósito de gas debe de estar dimensionado de tal manera que pueda almacenar todo el gas que se va a usar de una vez y además, debe acumular todo el gas que se produzca entre las horas de consumo. También el depósito de gas debe de compensar las fluctuaciones diarias en la producción de gas, las que van desde el 75% hasta el 125% de la producción de gas calculada.

9.3.3. Relación Digestor / Depósito de gas:

La forma de una planta de biogás es determinada por la relación existente entre el tamaño del digestor y del depósito de gas.

Para plantas con campana flotante y con una baja relación digestor/depósito de gas (1: 1 hasta 3:1) la mejor forma para digestor es la cilíndrica. Si la relación es más alta, es mas conveniente una construcción en forma de casco y de bóveda.

Esta relación depende sobre todo de:



Página 33 de 54

- tiempo de retención (TR)

- producción especifica de gas (Gd)

- capacidad de almacenamiento de gas (C)

La relación digestor/depósito de gas debe ser elegida en forma correcta independientemente del tipo de planta, de lo contrario, la planta de biogás no cumple los fines deseados.

Para una planta con cúpula fija, la relación digestor/depósito de gas equivale a la relación entre el volumen aprovechable del digestor y el tanque de compensación por encima de la línea cero.



Página 34 de 54

10. LAS SOLUCIONES DE ENERGÍA PUXIN:

Las Plantas de Biogás han sido promocionadas en China y en otros países en vías de desarrollo desde hace 40 años. Sin embargo, estas plantas de biogás eran plantas del tipo domo fijo.

Este tipo de plantas tenían diversos tipos de problemas que las hacían complejas desde el punto de vista técnico y económico:

§ Su construcción era compleja.

§ Tenían bajas tasas o niveles de éxito.

§ Había dificultades para el manejo de residuos no líquidos y por tanto, no eran recomendables para su uso con pastos secos y pastos verdes.

§ Dificultades para su mantención.

§ Periodos de vida útil muy cortos.

§ Bajo nivel de estandarización.

Shenzhen Puxin Science & Technology Co. Ltd realizó mucha investigación y logró una serie de innovaciones y resultados en los biodigestores, desarrollando una nueva generación de Plantas de Biogás Hidráulicas mediante la fusión de nuevos materiales y tecnología en el proceso de construcción, logrando una serie de patentes que le han permitido ganar muchas distinciones a nivel internacional.

Desde Septiembre del 2006, muchos kits de equipos para la construcción de Plantas de Biogás Puxin han sido exportados a países como India, USA, Indonesia, Kenia, Nepal, Sudáfrica, Panamá, España y Timor.

10.1. Estructura de una Planta de Biogás Puxin:



Página 35 de 54

La Planta de biogás Puxin es del tipo de planta de biogás de presión hidráulica y sus componentes principales son un digestor de concreto y un contenedor de gas de plástico reforzado con fibra de vidrio.

El digestor tiene capacidad de 10 metros cúbicos y está constituido por un estómago, un cuello, una caja de ingreso y una de salida de material orgánico.

El contenedor de gas tiene 1,6 m de diámetro, y 1 metro cúbico de capacidad. El contenedor de gas está instalado en el cuello digestor, fijado por un componente; El contenedor de gas y el digestor están sellados con agua.

10.2. Ventajas de las Plantas de Biogás Puxin:

§ Son de fácil construcción. Sólo basta armar el molde de acero para construir un biodigestor de concreto en 48 horas. Cualquier persona puede aprender a construir un biodigestor en un día con 100% de éxito.



Página 36 de 54

§ Son altamente industrializadas: el molde de acero y contenedor de gas de plástico reforzado con fibra de vidrio puede ser producidos en masa en fábricas, por lo que en cualquier lugar o país se pueden construir plantas de biogás Puxin a gran escala. El anexo 4 muestra una serie de fotos del proceso de construcción de un biodigestor.

§ Conveniente para reemplazar el material sólido de fermentación; El biodigestor es adecuado para paja y otros materiales orgánicos sólidos. El contenedor de gas pesa sólo 30 kg y por lo tanto, se puede extraer el contendedor de gas del digestor sin ningún esfuerzo y reemplazar fácilmente el material sólido a través del cuello del digestor (1,5 m de diámetro).

§ Fácil mantenimiento y una larga vida útil: cuando el contenedor de gas sufre una filtración, la pérdida se puede encontrar inmediatamente y pueden se reparar en terreno. El digestor de concreto puede durar más de 30 años y el contenedor de gas de plástico reforzada con fibra de vidrio de más de 10 años, pudiendo ser reemplazada por una nueva.

§ Excelente función hermética y una alta de la tasa de producción de biogás: el contenedor de gas de plástico reforzada con fibra de vidrio es sellado por con agua y es 100 % hermético. Dado que es fácilel reemplazo del material de fermentación, la planta de puede tener una alta tasa de producción de biogás.

§ Excelente seguridad y fácil operación: cuando se saca el contenedor de gas, no queda biogás en el digestor. El cuello del digestor de 1,5 m diámetro es suficientemente grande para mantener suficiente aire fresco en el digestor. Así que es seguro para reparaciones internas y para reemplazar el material de fermentación. Cuando la presión de gas alcanza su límite máximo, el gas se filtrará al exterior



Página 37 de 54

automáticamente a través del agua, por lo tanto no es posible generar un daño a la planta.

10.3. Equipos necesarios para la construcción de Plantas:

Tanto para Plantas Familiares como de tamaño Medio, nosotros vendemos todos los equipos necesarios y productos necesarios para construir el sistema y formar a técnicos para nuestros clientes.

Los siguientes son los equipos y productos necesarios para construir Plantas Familiares como de tamaño Medio:

10.3.1. Molde de Acero:

Este producto está compuesto por una serie de juntas de acero moldeado y se utiliza para construir el digestor de concreto de 10 m3 de capacidad en un periodo de 48 horas.

El molde de acero es reutilizable y puede utilizarse más de 2000 veces, teniendo una vida útil de diez años. Es muy fácil construir el digestor de concreto con el molde de acero, porque los constructores no necesitan ningún plan, y el trabajo en el molde de acero es la única habilidad necesaria.

Por lo tanto, utilizando el molde de acero puede aumentar considerablemente la velocidad y la calidad de la construcción de los digestores de concreto.



Página 38 de 54

10.3.2. Contenedor de gas de plástico reforzado con fibra de vidrio:

El contenedor de gas de plástico reforzado con fibra de vidrio es uno de los principales componentes de la planta de biogás Puxin, cuya función es recopilar y almacenar el biogás producidos en el digestor.

El contenedor de gas tiene un volumen de 1,2m3. Tiene una vida útil de más de 10 años.

10.3.3. Aparatos a biogás y sistema de filtrado:



Página 39 de 54

Líneas de distribución de gas y accesorios

Generador Eléctrico a biogas (600 watts)

Calentador de Agua a biogas

Cocina a biogas de 2 hornillas

Quemador de Cocina Tipo Restaurante

Lámpara a biogas

Contador de flujo de gas

Desulfurizador para planta familiar

Olla Arrocera a biogás



Página 40 de 54

Desulfurizador de tamaño grande PX-II

Deshidratador de gran tamaño

Desulfurizador de tamaño grande PX-I

Medidor de presión



Página 41 de 54

11. TIPOS DE PLANTAS DE BIOGÁS PUXIN

11.1. Plantas Puxin de Tipo Familiar:

Las Plantas Puxin de Tamaño Familiar se aplican principalmente en zonas o comunidades rurales donde la actividad económica se centra en la crianza de ganado o la agricultura.

El sistema de biogás se compone de:

§ Un biodigestor de 10 m3 de capacidad,

§ El sistema de tuberías de distribución de gas,

§ El sistema de purificación de gas y

§ Los aparatos de consumo o el generador de electricidad.



Página 42 de 54

11.2. Plantas Puxin de Tamaño Medio:

Las Plantas Puxin de tamaño medio se aplican principalmente en comunidades rurales y granjas ganaderas de tamaño pequeño para tratar los residuos animales, o en escuelas o fábricas, etc. para tratar las aguas residuales de retretes.

El sistema de biogás de tamaño mediano está compuesto por:

§ Un grupo de biodigestores de 10 m3 de capacidad cada uno que se instalan modularmente formando una unidad,

§ El sistema de tuberías de distribución de gas,

§ El sistema de purificación de gas y

§ Los aparatos de consumo o el generador de electricidad.



Página 43 de 54

11.3. Plantas Puxin de Gran Tamaño:

Las Plantas Puxin de gran tamaño se aplican principalmente para:

§ El tratamiento de lodos y aguas residuales en estaciones de eliminación de estos residuos.

§ Eliminación de aguas residuales para granjas ganaderas grandes.

§ Eliminación de residuos sólidos municipales (residuos de alimentos, césped etc..)

Las Plantas Puxin de gran tamaño son del tipo de presión hidráulica con grupos de contenedores en pozas de agua. La planta esta compuesta principalmente por un digestor de concreta que está dividido en varias unidades y por un número determinado de contenedores. La planta puede manejar dos tipos de temperatura: la natural y temperatura constante.

Para el caso de temperatura constante, el digestor está envuelto por una capa aislante con espuma; y tiene una tubería en la parte inferior que permite que el agua caliente circule desde el generador de potencia o sistema de calefacción solar hasta el material de fermentación para calentarlo. La planta tiene un termostato para controlar la temperatura de fermentación.



Página 44 de 54

Ventajas:

1. De alto rendimiento: en comparación con las planta de biogás tipo familiar o medianas, la planta de biogás integrada Puxin de gran tamaño logra ventajas en los siguientes puntos:

§ alta fiabilidad: no hay movimiento mecánico, por tanto menos errores.

§ Vida útil: no hay necesidad de mantenimiento, el digestor de concreta dura más de 30 años y el contenedor de gas de fibra de vidrio dura más de 10 años (son reemplazables)

§ Múltiple elección de materiales de fermentación: desechos líquidos como humanos o animales y sólidos orgánicos como paja.

2. Economía en la operación:

§ Bajo costo de operación: inferior a todas las plantas de biogás de gran tamaño actual.

§ Bajo costo de mantenimiento correctivo: menos técnicos necesarios

§ Bajo costo de mantenimiento preventivo: para la prevención de herrumbre y el mantenimiento mecánico.

3. Tecnología Ingeniosa: tecnología exclusiva en el mundo.



Página 45 de 54

ANEXO 1

Composición C/N habitual según tipo de desecho utilizado en la fermentación anaeróbica

Tipo de Desecho Carbono seco (%) Nitrógeno seco (%) Relación C/N

Vacuno 32 1.5 21

Ovinos 60 3.7 16

Porcinos 47 2.4 20

Equinos 73 2.6 28

Gallináceas 70.2 3.7 12

Auquénidos 42 2.22 11

Cuyes 37.2 2.02 17

Conejos 47.2 0.7 23

Chala de Maíz 39 0.7 56

Paja de Arroz 41.2 0.88 56

Paja de Cebada 42 0.53 48

Paja de Trigo 46 0.23 87

Totorales 41 1.1 178

Hojas de Plátano 42 2.52 38

Pastos 40 1 16

Hierbas y hojas secas 41 0.1 41



Página 46 de 54

Aserrín Muy variable Muy variable 200-500

Basura Orgánica Muy variable Muy variable 25

Aguas Residuales Muy variable Muy variable 11

Algas Marinas Muy variable Muy variable 19

Fuente: Alfredo Oliveros D. “Tecnología Energética y Desarrollo”. 1990



Página 47 de 54

ANEXO 2

Contenido de sólidos totales en diversos desechos orgánicos.

(Cantidad de litros de agua por kilogramo de desecho a agregar para obtener 8% de sólidos totales)

Tipo de Desecho Sólidos Totales (%) Litros de agua a agregar. (Lt./Kg)

Heces humanas 17 1.1

Vacuno 20 1.5

Caballos, bueyes y mulas

25 2.1

Cerdos 18 1.3

Ovejas 32 3

Gallinas 44 4.5

Cáscara de Palta 96.6 11.1

Hojas secas 50 5.3

Pajilla de arroz 92.6 10.6

Rastrojo y hojas de maíz 77 8.6

Papel periódico 93 10.6

Fuente: Biogás, Energía y Fertilizantes de desechos orgánicos. Manual para el promotor de la tecnología. Cuernavaca, Morelos, México 1981



Página 48 de 54

ANEXO 3

Características de los biodigestores más utilizados en las zonas rurales

Características Chino Hindú Horizontal Olade - Guatemala

Sistema de digestión

Batch y mezcla

Desplazamiento vertical

Desplazamiento horizontal

Batch

Características de diseño

Circular, pequeño, achatado

Cilindro vertical, tanque de gás

Horizontal, diferentes secciones, cúpula fija

Cilindro, vertical,

tanque de gas flotante

Substratos Residuos Agrícolas, excretas humanas

Estiércol Estiércol Residuos Agrícolas, estiércol

Tiempo de retención (días)

45-90 30-60 30-60 120

Producción de Biogás (m3 de biogás/m3 de capacidad)

0.1-0.4 0.4-0.6 0.8-1.0 0.5-1.0

Fuente: Tecnología Energética y Desarrollo. Alfredo Oliveros. 1990



Página 49 de 54

ANEXO 4

Proceso de construcción de un Biodigestor Puxin

1. Cavar un hoyo en el terreno

2. Ensamblar la cara interna del molde

3. Ensamblar la cara externa del molde

4. Vaciar el concreto y dejar secar. Retirar

los moldes.

5. Ensamblar el molde externo del cuello

6. Ensamblar el molde interno del cuello y vaciar concreto

7. Dejar secar y

desarmar el molde del cuello

8. Construir las cajas de ingreso y salida de

material.

9. Instalar el Contenedor de gas.



Página 50 de 54

ANEXO 5

Diferencias de requerimientos técnicos para la construcción de una Planta China Convencional y una Puxin

Items Planta Tradicional de Domo Fijo

Planta Puxin

Lograr Hermeticidad Altamente Requerido (El nivel de hermeticidad está dado por las capacidades del constructor)

No requerido (El nivel de hermeticidad del contenedor de

plástico reforzado con fibra de vidrio es garantizado por el fabricante)

Capacidad de entender los planos

Altamente requerido (deben ser construidos por técnicos y según

planos)

No requerido (Se usa un molde)

Capacidad para construir el arco de bóveda


planos)


Control permanente durante la construcción


planos)


Experiencia para detectar y hacer frente a pérdidas de gas

Altamente Requerido. Hay que saber distinguir entre pérdida de agua o gas. Es difícil encontrar el

punto de pérdida de gas. Es necesario vaciar todo el

contenido para introducirse en el estómago y revisar.

Poco requerida. Es fácil ver el punto de pérdida de gas. El Contenedor se puede extraer del digestor y reparar

en el acto.

Experiencia para detectar y hacer frente a pérdidas de agua

Altamente Requerido. Hay que saber distinguir entre pérdida de

agua o gas. Los pequeños accesos al interior del digestor

hacen que sea difícil la reparación.

Requerida. Es fácil ver si es pérdida de gas o de agua. El Contenedor se puede extraer del digestor y reparar

en el acto.

Periodo de entrenamiento

3 meses como mínimo Una semana.



Página 51 de 54

Periodo en lograr el óptimo funcionamiento de la planta

1-2 años Poco más de un mes.

Requerimientos para el capacitador

Conocimientos Superiores. Excelentes habilidades de comunicación y enseñanza.

Con o sin educación. Excelentes habilidades de comunicación y

enseñanza.

Nivel de éxito Por debajo del 100% 100%



Página 52 de 54

ANEXO 6

Diferencias en los periodos de construcción de una Planta China Convencional y una Puxin

Items Planta Tradicional de Domo Fijo

Planta Puxin

Tiempo de construcción del digestor de concreto

4 días 2 días

Tiempo de revisión y trabajo para lograr hermeticidad

7 días 0 días (no es necesario)

Tiempo de pruebas de hermeticidad

2 días 0 días (no es necesario)

Tiempo total 15 días 2 días



Página 53 de 54

ANEXO 7

Diferencias en los tipos de materiales tratados con una Planta China Convencional y una Puxin

Tipo de Residuos Orgánicos

Planta Tradicional de Domo Fijo

Planta Puxin

Líquidos Tratable Tratable

Sólidos No tratable

(Por la dificultad de mantenimiento y

reemplazo)

Tratable

(Por su fácil mantenimiento y

reemplazo)



Página 54 de 54

ANEXO 8

Diferencias en el mantenimiento de una Planta China Convencional y una Puxin

Item Planta Tradicional de Domo Fijo

Planta Puxin

Reparar un fuga de gas de la planta.

Peligroso y complejo: Difícil encontrar la fuga. Muchas veces hay que reparar

internamente, siendo difícil y peligroso por lo estrecho de los orificios de acceso al

interior (0.5 m de diámetro) y la poca ventilación lograda. Muchas veces hay que extraer el material de

fermentación, raspar la pintura interna y volver a pintar. A veces es imposible reparar.

Seguro y fácil: se puede reparar inmediatamente, no

hay riesgo de envenenamiento. Se puede ver la fuga y reparar en el

acto.

Reparar una fuga de agua en el digestor.

Peligroso y complejo: es difícil diferenciar entre una fuga de gas o agua. Muchas

veces hay que reparar internamente, siendo difícil y peligroso por lo estrecho de los orificios de acceso al

interior (0.5 m de diámetro) y la poca ventilación lograda. Muchas veces hay que extraer el material de

fermentación, raspar la pintura interna y volver a pintar. A veces es imposible reparar.

Seguro y fácil: El cuello tiene un acceso al interior de 1.5 m de diámetro, lo cual asegura una buena ventilación. No hay riesgo de envenenamiento cuando se trabaja en el

interior.

Documents

Manual de Capacitación