Logo Studenta

ANÁLISIS AMBIENTAL DE LA IMPLEMENTACIÓN DE UN BIODIGESTOR-1 - ALINE CARRILLO

Vista previa del material en texto

ANÁLISIS AMBIENTAL DE LA IMPLEMENTACIÓN DE UN BIODIGESTOR EN EL SECTOR AGRÍCOLA TABASQUEÑO
ANTEPROYECTO
SEMINARIO I
¿QUÉ ES EL BIOGÁS?
Se trata de un gas natural que se produce a partir de la biomasa, es decir, de los desechos de origen biológico. Por este motivo se le conoce como biogás.
En su mayor parte, este tipo de gas es metano en un 90% o más de su composición. Por eso, también recibe a veces la denominación de biometano.
¿CÓMO SE PRODUCE EL BIOGÁS?
Se produce mediante microorganismos que están presentes en los desechos de origen biológico, como el estiércol, material vegetal, aguas residuales, etc.
El biogás es un producto natural de la digestión anaeróbica de esos microorganismos, de modo que esa reacción natural se aprovecha y se realiza industrialmente, dentro de un sistema cerrado que se denomina biorreactor o biodigestor.
DIGESTIÓN ANAEROBIA
La digestión anaeróbica, también llamada biometanización, es un proceso biológico que tiene lugar en ausencia de oxígeno, en el que parte de la materia orgánica de los residuos orgánicos se transforma, mediante la acción de los microorganismos, en una mezcla de gases (biogás), constituido principalmente por metano y dióxido de carbono y otros gases en pequeñas cantidades (amoniaco, hidrógeno, sulfuro de hidrógeno, etc.).
Un biodigestor es un contenedor cerrado de forma hermética que contiene residuos orgánicos de origen vegetal o animal.
ANTECEDENTES
1804
Primeros estudios sobre la digestión anaerobia
1810
Composición del metano por Dalton, Henry y Davy
1884
Fermentación del estiércol a 35 C° por Gayon
1896
Implementación de aguas residuales para la producción de energía en Inglaterra 
1920
Estudio de la digestión anaerobia por Buswell
ANTECEDENTES 
1960
Producción de biogás a partir de ganado bovino en la India
1970
Construcción de biodigestores en China
1985
Implementación de plantas anaerobias para la producción de energía eléctrica en Dinamarca
Esta primera planta piloto contó con una inversión de 15 millones de pesos, que tiene una capacidad de procesar 100 toneladas de residuos orgánicos al mes,  que producirá 176 metros cúbicos de biogás, equivalentes a 240 kilowatts-hora-día, que podrían encender 9,600 focos ahorradores.
El potencial de la planta biodigestora es alimentar la energía de más de 150 casas de los productores y locatarios del centro de acopio, y servirá como propia energía para el mantenimiento de la propia planta; la composta generada se utilizará para la agricultura de la región.
DEFINICIÓN DEL PROBLEMA
Entre los contaminantes liberadas por el estiércol hacia la atmósfera destaca el amoniaco, así como otros gases de efecto invernadero (GEI) que incluyen metano y óxido nitroso.
Tabasco es uno de los principales estados productores de ganado bovino del país, cuenta con un inventario de 1.6 millones de cabezas, según datos del Sistema Nacional de Identificación Individual de Ganado (SINIIGA 2019)
¿QUÉ SE HACE CON TODOS ESOS RESIDUOS?
¿QUE PASARÍA SI SE UTILIZARAN EN UN BIODIGESTOR?
JUSTIFICACIÓN 
Factor económico
Factor ambiental
Factor social
Factor energético
OBJETIVO
Lo que se espera de este anteproyecto es poder evaluar la afectación y contribución de un biodigestor a una granja especifica situada en la locación mencionada. 
El propósito central es observar como se comporta cada componente de esta investigación sin nuestra alteración y con la alteración, es decir, como funciona una granja si no utilizamos un biodigestor, analizando todos los factores; así también se observará como influye un biodigestor y los cambios que hace en la granja. 
HIPÓTESIS 
Reducir las emisiones de metano y CO2 hacia la atmosfera 
Producción de energía renovable 
Reducción de costos por consumo de energía 
Reducción de contaminación en el suelo 
ÍNDICE DE FUNDAMENTOS
ESTIÉRCOL COMO CONTAMINANTE
El sector ganadero es uno de los principales responsables del efecto invernadero en el mundo y resulta más nocivo que el sector del transporte, según la Organización de Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO).
El sector ganadero genera más gases de efecto invernadero, los cuales al ser medidos en su equivalente en dióxido de carbono (CO2) son más altos que los del sector del transporte. 
GANADO BOVINO EN TABASCO 
Tabasco es uno de los principales estados productores de ganado bovino del país, cuenta con un inventario de 1.6 millones de cabezas, según datos del Sistema Nacional de Identificación Individual de Ganado (SINIIGA 2019), concentrando más del 55% en pequeñas unidades de producción con rango de 6 a 50 cabezas.
Moviliza a 600,000 becerros anuales, se producen 70.5 mil toneladas de carne en canal y se tiene más de 1.2 millones de hectáreas de pastizales disponibles para la ganadería “Sistema de Información Nacional de Precios” (SIAP, 2019).
BOSQUEJO DEL MÉTODO 
ETAPA DE INVESTIGACIÓN 
Condiciones ambientales 
Cantidad y procedencia de la biomasa
Tiempo de retención 
CONDICIONES AMBIENTALES 
Se someterán BPES a diferentes temperaturas y demás condiciones para observar el comportamiento de las heces en el biodigestor y la descomposición anaerobia. 
Primer BPE al aire libre 
Segundo BPE en lugar aislado sin acceso de luz 
CARGUE DE LOS BPE
Para cada tipo de BPE se calculará una cantidad de heces y agua diferente utilizando la siguiente ecuación:
Donde 𝑉𝑚á𝑥 es el máximo volumen del BPE, 𝑊𝑚á𝑥 es la masa máxima de heces que puede introducirse, P.E es el peso específico de las heces, 𝑉𝐴𝑔𝑢𝑎 es el volumen de agua a agregar y 1.5 representa el 50% de espacio que tendrá el biogás al interior del BPE.
CARACTERÍSTICAS DEL ESTIÉRCOL BOVINO 
Líquida o chirle 
Blanda 
Correcta o balanceada 
Firme 
Dura
Correcta o balanceada: Heces con una consistencia de papilla espesa que se mantiene amontonada, de unos 2 a 3 cm de altura, redondeada en sus bordes, de color típico, perfectamente formada. Se notan dobleces o surcos pronunciados, pero que, al aumentar la calidad del forraje dentro de esta categoría, reducen su tamaño. Se forma una depresión en el centro, donde cayó la última porción, más amplia que en el caso anterior. Según se dice, en esa depresión podría caber una flor de margarita, lo que llevó a llamar "margarita" a esa depresión en este tipo de bosta.
DISEÑO DE BPE 
El diseño del biodigestor a pequeña escala fue tomado del trabajo de grado “Construcción de un biodigestor para desarrollar actividades tecnológicas escolares” de Luis Antonio Lozano Yate, quien evaluó diferentes modelos de biodigestores para uso escolar y determinó el prototipo 4 y 9 como los mejores en términos de seguridad, funcionamiento y precio. (Lozano Yate, 2015)
MATERIALES
Recipiente de plástico con tapa de 3L
Válvula de bola ½ plg de pvc 
Conectores hembra y macho de ½ plg de pvc 
Tubo de ½ plg de pvc
Cinta neumática 
Limpiador y soldadura pvc 
PASOS FINALES 
Pesar las heces que se van a agregar a cada BPE
Pesar el agua que se van a agregar a cada BPE. 
Agregar cada sustancia en el envase y mezclar bien. 
Cerrar el recipiente fuertemente. 
Verificar que no existan fugas.
Colocar los BPE finales en la localización establecida 
Difusión
El presente trabajo se difundirá mediante una presentación en congresos. En la cual se expondrá todo lo trabajado y resultados obtenidos.
Composición del estiércol
El estiércol no es un abono de composición fija. Esta depende de la edad de los animales de que se procede, de la especie, de la alimentación a que están sometidas, trabajo que realizan, aptitud, naturaleza y composición de camas, etc. Un animal joven consume mayor cantidad de nitrógeno y fósforo que un animal viejo; las deyecciones que de aquel proceden contienen, pues, menor cantidad de esos elementos. Los animales viejos habiendo cesado de crecer, asimilan los alimentos únicamente las cantidades necesarias para cubrir las pérdidas y dan estiércolesmás ricos en elementos fertilizantes.
	Nutriente	Vacunos	Porcinos	Caprinos	Conejos 	Gallinas
	Materia orgánica (%)	48.1	45.3	52.88	63.9	54.1
	Nitrógeno total (%)	1.27	1.36	1.55	1.94	2.38
	Fósforo asimilable (%)	0.81	1.98	2.92	1.82	3.86
	Potasio (%)	0.84	0.66	0.74	0.95	1.39
	Calcio (%)	2.03	2.72	3.2	2.36	3.63
	Magnesio (%)	0.51	0.65	0.57	0.45	0.77
CRONOGRAMA
PRESUPUESTO

Otros materiales