APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS ORGÁNICOS PARA LA OBTENCIÓN DE BIOGAS METANO.

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APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS SÓLIDOS ORGÁNICOS PARA LA OBTENCIÓN DE BIOGÁS METANO
1Bruno Mejía Paco, 2Jean Lauracio, 3Karolay Ale 
mejia12@hotmail.com, jean16_gb@hotmail.com, calek1802@hotmail.com
RESUMEN
En el presente trabajo de investigación se desarrolló en el Centro de Investigación Ambiental de la universidad nacional Jorge Basadre Grohmann en el departamento de Tacna. El objetivo de este informe es dar un mejor aprovechamiento de los residuos sólidos orgánicos para la obtención del biogas metano que es una problemática en las comunidades rurales aisladas y en los países subdesarrollados por una mala disposición de sus residuos sólidos orgánicos. Pudiendo obtener un doble beneficio de conseguir solventar la problemática energética-ambiental. El trabajo consistió en aprovechar los residuos sólidos orgánicos como el estiércol vacuno que mediante un proceso de fermentación se obtuvo el biogás metano en un biodigestor que se ha diseñado. El tiempo de fermentación fue de 52 días en donde se analizaron parámetros finales como la temperatura, pH y el volumen de gas obtenido por semana, para corroborar que se cumpla las condiciones necesarias para el proceso metanogénico en la obtención de metano. Mediante los análisis fisicoquímicos pudimos notar que el pH fue de 7.5 y la temperatura final fue de 30°C. Siendo óptimo para nuestros resultados ya que existe condiciones adecuadas para la obtención de biogás. El volumen de gas obtenido por semana fue de 7835.7 cm3 y este aumenta de forma lineal.
Palabras claves: biodigestor, biogás, fertilizante orgánico.
ABSTRACT
In the present work of investigation was developed in the Center of Environmental Investigation of the national university Jorge Basadre Grohmann in the department of Tacna. The objective of this report is to make better use of organic solid waste to obtain methane biogas which is a problem in isolated rural communities and in underdeveloped countries due to poor disposal of their organic solid waste. Being able to obtain a double benefit of being able to solve the energy-environmental problem. The work consisted in taking advantage of the solid organic residues such as cattle manure that through a fermentation process the methane biogas was obtained in a biodigestor that has been designed. The fermentation time was 52 days in which final parameters such as temperature, pH and gas volume per week were analyzed to corroborate that the conditions necessary for the methanogenic process in the methane production were fulfilled. By means of the physicochemical analyzes we could notice that the pH was of 7.5 and the final temperature was of 30 ° C. Being optimal for our results since there are suitable conditions for obtaining biogas. The volume of gas obtained per week was 7835.7 cm3 and this increases linearly.
1. INTRODUCCIÓN 
El biogás, producto de la descomposición de materia orgánica, es un gas combustible. La actividad agropecuaria y el manejo adecuado de residuos rurales pueden contribuir significativamente a la producción y conversión de residuos animales y vegetales (biomasa) en distintas formas de energía. (Verdesio, 2003). Durante la digestión anaeróbica de la biomasa, se genera el biogás, mediante una serie de reacciones bioquímicas (Varnero, 2011). Uno de los objetivos para el establecimiento de este sistema es que constituye una valiosa alternativa para el tratamiento y control de los desechos de defecación, en el caso del tratamiento de excremento de animales y humanos en el sistema del biodigestores mejora las condiciones de saneamiento para la familias y la comunidad entera ya que el contenido inicial de patógenos del excremento se reduce apreciablemente debido a los procesos de fermentación. (ACZIA, 2014). Infortunadamente en la implementación de la tecnología del biogás se han presentado dificultades relativas al manejo y la pobre selección de reactores, escasez de aceptación sociocultural y la falta de conocimiento entre otros. Estas dificultades han conllevado al mal uso de esta tecnología e inclusive a su abandono en algunas regiones. (Rohstoffe, 2010).
Debido al gran volumen de residuos agrícolas, que se generan diariamente en diversas operaciones relacionadas con el procesamiento de frutas, verduras, entre otros, y las actividades económicas de origen agroindustrial, se plantea que es posible realizar la digestión anaeróbica de estos residuos biodegradables, para obtener una producción considerable de mezcla gaseosa combustible con contenido de metano superior al 50% en volumen (Cendales, 2011). 
2. MATERIALES Y MÉTODOS
 El desarrollo del biodigestor se desarrolló en el Centro de Investigación Ambiental de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann en la provincia de Tacna. El área geográfica se encuentra a 18°01'37.6"S de latitud sur y de 70°15'06.0"W de latitud oeste.
En el presente trabajo se necesitó los siguientes materiales para diseñar y construir el biodigestor de 130 cm. de largo y 50 cm. de ancho. Estiércol vacuno fresco de 30 kilos, Polietileno de 2 metros, 1 tubo grueso PVC (entrada de residuos), 1 tubo delgado PVC (salida de gas). Para la comprobación de la presencia del gas metano fue: Poliestireno cristal (barril del lapicero), fosforo de cocina, una punta de acero y manguera de gas.
En el siguiente esquema se traduce la metodología utilizada en el presente trabajo de investigación
Acondicionamiento de lugar donde se realizará el armado y posicionamiento del equipo.
Diseñado y construcción del biodigestor
Empleamos la proporción de estiércol y agua de 1:3.
Tiempo de fermentación: 1 mes, 20 días.
Ensamblado de materiales para conducción de gas
Comprobación de presencia de gas metano con una llama de fuego.
4Trabajo terminado
Figura 1. Diagrama de flujo de la metodología de la investigación. 
Fuente: Elaboración propia.
3. RESULTADO Y DISCUSIÓN
Se obtuvo un PH final de 7.5. El pH final fue de 7.3 lo que nos indica que nuestro biodigestor está en óptimas condiciones. (Amusquivar, 2014).
La temperatura Final fue de 30°C. La temperatura del biodigestor oscila entre 30 – 35°C. La cual está en óptimas condiciones para que las bacterias mesófilas puedan desintegrar este substrato y producir el gas metano. (Amusquivar, 2014).
El gas metano producido en el biodigestor mediante cálculos matemáticos es de 54850 cm3 en 52 días de fermentación. El gas producido diariamente es de 1054.8 cm3.
Al elaborar el gas producido en función al tiempo por semanas pudimos obtener la Figura 2.
Figura 2. Volúmen de biogás producido en cada intervalo de tiempo (semanas).
Fuente: Elaboración Propia.
Como podemos apreciar en la Figura 2. El volumen de gas aumenta en forma lineal produciendo 7835.7 cm3 por semana. El biodigestor desprende 530000cm3 a la semana, se debe a varios factores ya sea por la cantidad de substrato que se a puesto a fermentar la cual aumentará notablemente la emisión de gas por día. (Amusquivar, 2014).
4. CONCLUSIONES:
Se obtuvo biogás metano aprovechando un tipo de residuo orgánico como es el éstiercol vacuno donde se necesitaron condiciones adecuadas para un óptimo rendimiento.
Se aprovechó el estiércol vacuno, debido a su fácil acceso, permite establecer este proceso de obtención de biogás para diferentes comunidades rurales y así darle una buena disposición a estos residuos.
Se diseñó un biodigestor con el polietileno ya que no se necesita muchos recursos.
Se analizó la temperatura, pH final del biodigestor y del substrato respectivo dando 30°C y 7.5. Siendo un óptimo resultado que permitió obtener un buen rendimiento del gas metano.
5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS: 
 ACZIA. (2014). ACZIA BIOGÁS, ninguna otra inversión le parecerá igual. Obtenido de ACZIA: www.aczia-biogas.es
 Cendales Ladino, E. D. (2011). Producción de biogas mediante la codigestión anaeróbica de la mezcla de residuos cítricos y estiércol bovino para su utilización como fuente de energía renovable. Bogotá D,C: Universidad Nacional de Colombia, Facultad deingeniería. Recuperado el 11 de Agosto de 2014
 Rohstoffe, F. N. (2010).Guía sobre el biogás: Desde la producción hasta el uso. Gûlzow: Ôffentlichkeitsarbeit
 Varnero Moreno, M. T. (2011).Manual de biogás. Santiago de Chile: FAO. ISBN 978-95-306892-0.
Amusquivar, C. (2014). “Evaluación de la producción de biogás, biol y bioabono en un biodigestor de tipo chino en las zonas altoandinas”
Verdesio J. (2003). Políticas públicas para la difusión de las nuevas energías renovables. Coloquio: "Energía, reformas estructurales y desarrollo en América Latina". Brasil.
1	2	3	4	5	6	7	7835.7	15671.4	23507.1	31342.799999999999	39178.5	47014.2	54849.9	Tiempo (semanas)
Volúmen de gas (cm3)