Las Energías Alternativas (página 2)

Se distinguen varios tipos de biomasa, según la procedencia de las sustancias empleadas, como la biomasa vegetal, relacionada con las plantas en general (troncos, ramas, tallos, frutos, restos y residuos vegetales, etc.); y la biomasa animal, obtenida a partir de sustancias de origen animal (grasas, restos, excrementos, etc.

Otras formas de clasificar los tipos de biomasa se realizan a partir del material empleado como fuente de energía:

Natural:

Caldera de combustión de biomasa en una central térmica de 2 MW en Lübeck, Alemania. Es aquella que abarca los bosques, árboles, matorrales, plantas de cultivo, etc. Por ejemplo, en las explotaciones forestales se producen una serie de residuos o subproductos, con un alto poder energético, que no sirven para la fabricación de muebles ni papel, como son las hojas y ramas pequeñas, y que se pueden aprovechar como fuente energética.

Los residuos de la madera se pueden aprovechar para producir energía. De la misma manera, se pueden utilizar como combustible los restos de las industrias de transformación de la madera, como los aserraderos, carpinterías o fábricas de mueble y otros materiales más. Los "cultivos energéticos" son otra forma de biomasa consistente en cultivos o plantaciones que se hacen con fines exclusivamente energéticos, es decir, para aprovechar su contenido e energía. Entre este tipo de cultivos tenemos, por ejemplo, árboles como los chopos u otras plantas específicas. A veces, no se suelen incluir en la energía de la biomasa que queda restringida a la que se obtiene de modo secundario a partir de residuos, restos, etc.

Los biocarburantes son combustibles líquidos que proceden de materias agrícolas ricas en azúcares, como los cereales (bioetanol) o de grasas vegetales, como semillas de colza o girasol de calabaza (biodiesel). Este tipo también puede denominarse como "cultivos energéticos". El bioetanol va dirigido a la sustitución de la gasolina; y el [biodiesel] trata de sustituir al gasóleo. Se puede decir que ambos constituyen una alternativa a los combustibles tradicionales del sector del transporte, que derivan del petróleo.

El aprovechamiento energético de la biomasa residual, por ejemplo, supone la obtención de energía a partir de los residuos de madera y los residuos agrícolas (paja, cáscaras, huesos…), las basuras urbanas, los residuos ganaderos, como purines o estiércoles, los lodos de depuradora, etc. Los residuos agrícolas también pueden aprovecharse energéticamente y existen plantas de aprovechamiento energético de la paja residual de los campos que no se utiliza para forraje de los animales.

Los residuos ganaderos, por otro lado, también son una fuente de energía. Los purines y estiércoles de las granjas de vacas y cerdos pueden valorizarse energéticamente por ejemplo, aprovechando el gas (o biogás) que se produce a partir de ellos, para producir calor y electricidad. Y de la misma forma puede aprovecharse la energía de las basuras urbanas, porque también producen un gas o biogás combustible, al fermentar los residuos orgánicos, que se puede captar y se puede aprovechar energéticamente produciendo energía eléctrica y calor en los que se puede denominar como plantas de valorización energética de biogás de vertedero.

Fósil:

Es aquella que procede de la biomasa obtenida hace millones de años y que ha sufrido grandes procesos de transformación hasta la formación de sustancias de gran contenido energético como el carbón, el petróleo, o el gas natural, etc. No es un tipo de energía renovable, por lo que no se considera como energía de la biomasa, sino que se incluye entre las energías fósiles.

Biomasa seca y húmeda:

Según la proporción de agua en las sustancias que forman la biomasa, también se puede clasificar en:

Biomasa seca: madera, leña, residuos forestales, restos de la industria maderera y del mueble, etc.

Biomasa húmeda: residuos de la fabricación de aceites, lodos de depuradora, purines, etc.

Esto tiene mucha importancia respecto del tipo de aprovechamiento, y los procesos de transformación a los que se puede ser sometida para obtener la energía pretendida.

La energía contenida en la biomasa seca es más fácil de aprovechar, mediante procesos termoquímicos como la combustión, la pirólisis o la gasificación. El rendimiento energético obtenido suele ser alto. En la tabla adjunta se indican los productos que se obtienen en este aprovechamiento, entre los que destaca el calor (para calefacciones, calderas, etc.), la electricidad obtenida (haciendo pasar vapor a gran presión por una turbina unida a un generador eléctrico), el vapor de agua caliente, o diversos combustibles (metanol, metano).

Procesos de transformación de la biomasa húmeda:

En este caso se emplean procesos bioquímicos de transformación, con menor rendimiento energético y tiempos de procesado más largos. Tienen más interés ecológico (muchas son sustancias contaminantes) que el propio aprovechamiento energético.

Instalaciones de aprovechamiento de la energía de la biomasa:

Podemos encontrar desde instalaciones de pequeño tamaño para uso doméstico (chimeneas u hogares de leña), de tamaño mediano (digestores de residuos ganaderos en granjas), o de gran tamaño (centrales térmicas que queman residuos agrícolas o forestales para obtener electricidad, o suministrar calefacción a un distrito o ciudad, etc.).

ENERGÍA DE LA BIOMASA EN DIVERSOS PAÍSES

En Alemania:

Es el mayor consumidor europeo de bioenergía, con el 16% del total de la UE-27, en 2007, lo que supone un consumo de 128 TWh, un volumen de negocio de 10.000 millones de euros y el ahorro de más de 50 millones de toneladas de CO2 emitidas a la atmósfera. En 2007 la energía de la biomasa representaba el 5% de la energía primaria total consumida, porcentaje que se espera incrementar hasta el 10% (en 2020) y el 15% (en 2030).

Fundamentalmente hay tres ramas o sectores:

Biomasas sólidas: 180 centrales térmicas producen 6600 millones de kWh de electricidad (un 1,5% del total). Más de mil centrales térmicas suministran calor a grandes edificios, ciudades o comarcas; más de 80.000 hogares consumen bolitas de madera procedentes del procesado de restos forestales. Se cubre de este modo el 6% de las necesidades de calor.

Automóvil de la marca Mercedes, con motor adaptado al consumo de biodiésel. Biocombustibles: Se producen anualmente 4,2 millones de toneladas de biodiésel, más de la mitad de la producción mundial. Dos empresas producen medio millón de metros cúbicos de bioetanol a partir de biomasa, con un valor de 250 millones de euros. Se cubre de este modo más del7% de las necesidades de carburantes.

Biogás. 3700 plantas productoras de biogás en vertederos y plantas industriales producen 22000 millones de kwh a partir de dicho gas, con una potencia eléctrica instalada de 1200 MW.

Inconvenientes:

Tiene un mayor coste de producción frente a la energía que proviene de los combustibles fósiles.

Menor rendimiento energético de los combustibles derivados de la biomasa en comparación con los combustibles fósiles.

Producción estacional.

La materia prima es de baja densidad energética lo que quiere decir que ocupa mucho volumen y por lo tanto puede tener problemas de transporte y almacenamiento.

Necesidad de acondicionamiento o transformación para su utilización.

Restricciones en el uso de la biomasa:

En naturaleza, la biomasa tiene relativamente baja densidad de energía y su transporte aumenta los costes y reduce la producción energética neta. La biomasa tiene una densidad a granel baja (grandes volúmenes son necesarios en comparación con los combustibles fósiles), lo que hace el transporte y su administración difíciles y costosos. La clave para superar este inconveniente está en localizar el proceso de conversión de energía cerca de una fuente concentrada de biomasa, tal como una serrería, un molino de azúcar o un molino de pulpa.

La combustión incompleta de la leña produce partículas de materia orgánica, el monóxido de carbono y otros gases orgánicos. Si se utiliza la combustión de alta temperatura, se producen los óxidos del nitrógeno. En una escala doméstica más pequeña, el impacto en la salud de la contaminación atmosférica dentro de edificios es un problema significativo en los países en vías de desarrollo, en donde la leña se quema ineficazmente en fuegos abiertos para cocinar y la calefacción de ambientes.

Existe la posibilidad que el uso extensivo de bosques naturales cause la tala de árboles y escasez localizada de leña, con ramificaciones ecológicas y sociales serias. Esto está ocurriendo actualmente en Nepal, partes de la India, Sudamérica y en África sub Sahara. La conversión de bosques en tierras agrícolas y áreas urbanas es una importante causa de la tala de árboles. Además, en muchos países asiáticos gran parte del combustible de la madera usado con propósitos de energía provienen de áreas indígenas boscosas.

Hay un conflicto potencial por el uso de los recursos de la tierra y del agua para la producción de energía de biomasa y otras aplicaciones, tales como producción de alimentos y de fibras. Sin embargo, el uso de técnicas modernas de producción agrícola representa que hay suficiente tierra disponible para todas las aplicaciones, incluso en regiones densamente pobladas como Europa.

Algunos usos de la biomasa no son completamente competitivos en esta etapa. En la producción de electricidad por ejemplo, hay fuerte competencia de las nuevas plantas de gas natural, altamente eficientes. Sin embargo, la economía de la producción energética de biomasa está mejorando, y la preocupación cada vez mayor por las emisiones de gas de invernadero está haciendo a la energía de biomasa más atractiva.

La producción y el proceso de la biomasa pueden implicar un consumo de energía significativa, tales como combustible para los vehículos y los fertilizantes agrícolas, dando por resultado un balance energético reducido para el uso de la biomasa. En el proceso de la biomasa se necesitan reducir al mínimo el consumo de combustibles fósiles, y maximizan la conversión de basura y recuperación de energía.

A menudo existen restricciones políticas e institucionales al uso de biomasa, tales como políticas energéticas, impuestos y subsidios que animan el uso de combustibles fósiles. Los costos de la energía no reflejan a menudo las ventajas ambientales de la biomasa o de otros recursos energéticos renovables.

BIODIGESTOR

Un digestor de desechos orgánicos o biodigestor es, en su forma más simple, un contenedor cerrado, hermético e impermeable (llamado reactor), dentro del cual se deposita el material orgánico a fermentar (excrementos de animales y humanos, desechos vegetales-no se incluyen cítricos ya que acidifican-, etcétera) en determinada dilución de agua para que a través de la fermentación anaerobia se produzca gas metano y fertilizantes orgánicos ricos en nitrógeno, fósforo y potasio, y además, se disminuya el potencial contaminante de los excrementos.

Este sistema también puede incluir una cámara de carga y nivelación del agua residual antes del reactor, un dispositivo para captar y almacenar el biogás y cámaras de hidropresión y postratamiento (filtro y piedras, de algas, secado, entre otros) a la salida del reactor.

El fenómeno de biodigestión ocurre porque existe un grupo de microorganismos bacterianos anaeróbicos presentes en el material fecal que, al actuar sobre los desechos orgánicos de origen vegetal y animal, producen una mezcla de gases con alto contenido de metano (CH4) llamada biogás, que es utilizado como combustible. Como resultado de este proceso genera residuos con un alto grado de concentración de nutrientes y materia orgánica (ideales como fertilizantes) que pueden ser aplicados frescos, pues el tratamiento anaerobio elimina los malos olores y la proliferación de moscas.

Una de las características más importantes de la biodigestión es que disminuye el potencial contaminante de los excrementos de origen animal y humano, disminuyendo la Demanda Química de Oxigeno DQO y la Demanda Biológica de Oxígeno DBO hasta en un 90% (dependiendo de las condiciones de diseño y operación).

Se deben controlar ciertas condiciones pH, presión y temperatura a fin de que se pueda obtener un óptimo rendimiento.

El Biodigestores es un sistema sencillo de implementar con materiales económicos y se está introduciendo en comunidades rurales aisladas y de países subdesarrollados para obtener el doble beneficio de conseguir solventar la problemática energética-ambiental, así como realizar un adecuado manejo de los residuos tanto humanos como animales.

Un Biodigestores es un sistema natural y ecológico que aprovecha la digestión anaeróbica (en ausencia de oxígeno) de las bacterias para transformar el estiércol en biogás y fertilizante. El biogás puede ser empleado como combustible en las cocinas, o iluminación, y en grandes instalaciones se puede utilizar para alimentar un motor que genere energía eléctrica. El fertilizante, llamado biol, inicialmente se ha considerado un producto secundario, pero actualmente se está considerando de la misma importancia, o mayor, que el biogás ya que provee un fertilizante natural que mejora fuertemente el rendimiento de las cosechas.

Son tres los límites básicos de los Biodigestores: la disponibilidad de agua para hacer la mezcla con el estiércol que será introducida en el Biodigestores, la cantidad de ganado que posea la familia (tres vacas son suficientes) y la apropiación de la tecnología por parte de la familia.

Tipos de Biodigestores

Los Biodigestores se clasifican en dos grandes tipos de Flujo Discontinuo y de Flujo Continuo:

Biodigestores de flujo discontinuo:

La carga de la totalidad del material a fermentar se hace al inicio del proceso y la descarga del efluente se hace al finalizar el proceso; por lo general requieren de mayor mano de obra y de un espacio para almacenar la materia prima si esta se produce continuamente y de un depósito de gas (debido a la gran variación en la cantidad de gas producido durante el proceso, teniendo su pico en la fase media de este)o fuentes alternativas para suplirlo.

Biodigestores de flujo continúo:

La carga del material a fermentar y la descarga del efluente se realiza de manera continua o por pequeños baches (ej. una vez al día, cada 12 horas) durante el proceso, que se extiende indefinidamente a través del tiempo; por lo general requieren de menos mano de obra, pero de una mezcla más fluida o movilizada de manera mecánica y de un depósito de gas (si este no se utiliza en su totalidad de manera continua).

Existen tres clases de Biodigestores de flujo continuo.

1. De cúpula fija

2. De cúpula móvil

3. De salchicha, Taiwan, CIPAV o Biodigestores familiares de bajo costo

Los Biodigestores familiares de bajo costo han sido desarrollados y están ampliamente implementados en países del sureste asiático, pero en Sudamérica, solo países como Cuba, Colombia, Brasil y Costa Rica tienen desarrollada esta tecnología. Estos modelos de Biodigestores familiares, construidos a partir de mangas de polietileno tubular, se caracterizan por su bajo costo, fácil instalación y mantenimiento, así como por requerir sólo de materiales locales para su construcción. Por ello se consideran una "tecnología apropiada".

La falta de leña para cocinar en diferentes regiones de Bolivia hace a estos sistemas interesantes para su difusión, divulgación y diseminación a gran escala. Las familias dedicadas a la agricultura, suelen ser propietarias de pequeñas cantidades de ganado (dos o tres vacas por ejemplo) y pueden, por tanto, aprovechar el estiércol para producir su propio combustible y un fertilizante natural mejorado. Se debe considerar que el estiércol acumulado cerca de las viviendas supone un foco de infección, olores y moscas que desaparecerán al ser introducido el estiércol diariamente en el biodigestor familiar. También es importante recordar la cantidad de enfermedades respiratorias que sufren, principalmente las mujeres, por la inhalación de humo al cocinar en espacios cerrados con leña o bosta seca. La combustión del biogás no produce humos visibles y su carga en ceniza es infinitamente menor que el humo proveniente de la quema de madera.

En el caso de Bolivia, donde existen tres regiones diferenciadas como altiplano, valle y trópico, esta tecnología fue introducida en el año 2002 en Mizque, (2200 m.s.n.m. Cochabamba) como parte de la transferencia tecnológica a una ONG cochabambina. Desde entonces, en constante colaboración por Internet con instituciones de Camboya, Vietnam y Australia y la ONG de Cochabamba, estos sistemas han sido adaptados al altiplano. La primera experiencia fue en el año 2003 instalando un biodigestor experimental a 4100 m.s.n.m. que aprovechaba el efecto invernadero. Este diseño preliminar sufrió un desarrollo para abaratar costes y adaptarlo a las condiciones rurales manteniendo el espíritu de tecnología apropiada. Este modelo de biodigestor consiste en aprovechar el polietileno tubular (de color negro en este caso) empleado en su color natural transparente en carpas solares, para disponer de una cámara de varios metros cúbicos herméticamente aislada. Este hermetismo es esencial para que se produzca las reacciones biológicas anaerobias.

El film de polietileno tubular se amarra por sus extremos a tuberías de conducción, de unas seis pulgadas de diámetro, con tiras de liga recicladas de las cámaras de las ruedas de los autos. Con este sistema, calculando convenientemente la inclinación de dichos tuberías, se obtiene un tanque hermético. Al ser flexible el polietileno tubular es necesario construir una "cuna" que lo albergue, ya sea cavando una zanja o levantando dos paredes paralelas. Una de las tuberías servirá como entrada de materia prima (mezcla de estiércol con agua de 1:4). En el biodigestor se alcanza finalmente un equilibrio de nivel hidráulico, por el cual, tanta cantidad de estiércol mezclado con agua es agregada, tanta cantidad de fertilizante sale por la tubería del otro extremo.Debido a la ausencia de oxígeno en el interior de la cámara hermética, las bacterias anaerobias contenidas en el propio estiércol comienzan a digerirlo. Primeramente se produce una fase de hidrólisis y fermentación, posteriormente una acetogénesis y finalmente la metanogénesis por la cual se produce metano. El producto gaseoso llamado biogás, realmente tiene otros gases en su composición como son dióxido de carbono (20-40%), nitrógeno molecular (2-3%) y sulfhídrico (0,5-2%), siendo el metano el más abundante con un 60-80%.

La conducción de biogás hasta la cocina se hace directa, manteniendo todo el sistema a la misma presión: entre 8 y 13 cm de columna de agua dependiendo la altura y el tipo de fogón. Esta presión se alcanza incorporando en la conducción una válvula de seguridad construida a partir de una botella de refresco. Se incluye un "tee" en la conducción, y mientras sigue la línea de gas, el tercer extremo de la tubería se introduce en el agua contenido en la botella de 8 a 13 cm. También se añade un reservorio, o almacén de biogás, en la conducción, permitiendo almacenar unos 2 a 3 metros cúbicos de biogás.

Estos sistemas adaptados para altiplano han de ser ubicados en "cunas" enterradas para aprovechar la inercia térmica del suelo, o bien dos paredes gruesas de adobe en caso que no se pueda cavar. Además se les encierra a los Biodigestores en un invernadero de un sola agua, soportado sobre las paredes laterales de adobe. En el caso de Biodigestores de trópico o valle, el invernadero es innecesario pero se ha de proteger el plástico con una semisombra.

Los costes en materiales de un biodigestor pueden variar de 110 dólares para trópico a 170 dólares para altiplano, ya que en la altura tienen mayores dimensiones y requieren de carpa solar.

DISEÑO DE LOS BIODIGESTORES

Los Biodigestores han de ser diseñados de acuerdo a su finalidad, a la disposición de ganado y tipo, y a la temperatura a la que van a trabajar. Un biodigestor puede ser diseñado para eliminar todo el estiércol producido en una granja de cerdos, o bien como herramientas de saneamiento básico en un colegio. Otro objetivo sería el de proveer de cinco horas de combustión en una cocina a una familia, para lo que ya sabemos que se requieren 20 kilos de estiércol fresco diariamente. Como se comentó anteriormente, el fertilizante líquido obtenido es muy preciado, y un biodigestor diseñado para tal fin ha permitir que la materia prima esté mayor tiempo en el interior de la cámara hermética así como reducir la mezcla con agua a 1:3.

La temperatura ambiente en que va a trabajar el biodigestor indica el tiempo de retención necesario para que las bacterias puedan digerir la materia. En ambientes de 30 °C se requieren unos 10 días, a 20 °C unos 25 y en altiplano, con invernadero, la temperatura de trabajo es de unos 10 °C de media, y se requieren 55 días de tiempo de retención. Es por esto, que para una misma cantidad de materia prima entrante se requiere un volumen cinco veces mayor para la cámara hermética en el altiplano que en el trópico.

DIGESTORES

Elementos que la componen:

– Cámara de carga: en ella se introducen el material a fermentar, se mezcla con agua y se lo homogeniza, luego penetran al digestor.

-Conducto de largo: conecta la cámara de carga, con la cámara de digestión.

– Gasómetro: su función es de actuar de pulmón de almacenamiento en los momentos en que no existe el consumo de gas, pues la producción es interrumpida a lo largo de todo el día.

-Cámara de descarga: en ella se acumula todo el material una vez digerido. En cuanto a las posibilidades, Argentina, la tiene por ser un país extenso la utilidad de esta energía debería ser apreciada como una forma económica, de brindar confort al medio rural, sobre todo en regiones donde pasan años antes que llegue allí el gasoducto o la electricidad. Por lo tanto deberían intensificar las investigaciones, se han hecho estudios y se calculó que el estiércol tiene un poder calorífico de 5.000 a 5.500 kilocalorías por metro cúbico, según las mediciones del INTA.

Se tiende a usar indiscriminadamente los términos renovables, nuevas y no convencionales como sinónimos, no siendo totalmente correcto. Así, el término no convencional no significa necesariamente nuevo, como es el caso de la energía solar, conocida desde hace mucho tiempo. Tampoco se debe confundir el concepto de energía renovable con el de energía no convencional, pues entre las fuentes energéticas convencionales se encuentran algunas con característica de renovables, como la hidráulica o la bioenergía. Existen además fuentes no renovables y no convencionales como la energía geotérmica o la fusión nuclear. Las energías no agotables, como la eólica, comúnmente se incluyen entre las renovables. De manera que el término alternativo es quizás, el más adecuado para englobar todas estas opciones energéticas y será el utilizado en este trabajo.

Una Clasificación de las EA Durante la primera crisis mundial de la energía, en la década de los setenta, se renovó el interés hacia estas fuentes energéticas relegadas por los combustibles fósiles; luego, en la década de los ochenta, ante las evidencias de un deterioro ambiental generalizado atribuido principalmente a la quema de estos combustibles, el desarrollo de las alternativas adquirió mayor importancia. Hoy en día, a más de un cuarto de siglo, muchas de las tecnologías de aprovechamiento han madurado y perfeccionado, aumentando su confiabilidad y mejorando su rentabilidad para muchas aplicaciones. Como resultado, países como EEUU, Alemania, España e Israel presentan un crecimiento muy acelerado de su uso. Para el año 2002, el consumo energético de estas fuentes fue de 32 cuatrillones de BTU correspondiente a 8% del consumo mundial. Si bien esta participación en el mercado todavía es baja, se espera a mediano plazo un incremento importante, las proyecciones optimistas establecen que las EA podrían suplir 50% de la demanda mundial de energía para el año 2050. En cuanto a su uso, tiene motivaciones diferentes; para la mayoría de los países desarrollados obedece a: 1. Su necesidad de disponer de fuentes energéticas seguras en contraposición a las fuentes fósiles, sumamente sensibles a perturbaciones geopolíticas, 2. La creciente conciencia colectiva sobre los nocivos efectos ambientales del actual sistema energético, con la consecuente presión sobre los gobernantes e industrias, y 3. El propósito de alcanzar la independencia energética. Mientras que para los países subdesarrollados, las EA se están convirtiendo en la única opción factible para la satisfacción de sus necesidades energéticas; así, en vastas regiones rurales de América Latina, Asia y África están presentes CELDAS FOTOVOLTAICAS, BIODIGESTORES, AEROGENERADORES, y otros dispositivos asociados con la conversión energética de las alternativas, dándose una transición interesante: desde servicios energéticos primitivos e ineficientes hasta sistemas sustentables modernos, sin haber transitado por la vía fósil, como en efecto ocurrió en los países desarrollados. El impacto de las EA es de diferente naturaleza:

Ambiental: se estima que si para el año 2010 se logra que 15% de la demanda proyectada de energía en la Unión Europea provenga de aquellas, se evitaría la emisión a la atmósfera de 402 millones de toneladas de CO2

Financiera: el Banco Mundial predice que el mercado global de electricidad solar alcanzará los 4 trillones de dólares en 30 años;

Estratégica: se estima que EEUU podría producir 190 billones de galones por año de etanol usando sus fuentes de biomasa, reemplazando de esta manera la gasolina.

Definición de Términos

Fósiles: Los fósiles (del latín fossile, lo que se extrae de la tierra) son los restos o señales de la actividad de organismos pasados. Dichos restos, conservados en las rocas sedimentarias, pueden haber sufrido transformaciones en su composición (por diagénesis) o deformaciones (por metamorfismo dinámico) más o menos intensas. La ciencia que se ocupa del estudio de los fósiles es la Paleontología.

Biomasa: según el Diccionario de la Real Academia Española, tiene dos acepciones:

Materia total de los seres que viven en un lugar determinado, expresada en peso por unidad de área o de volumen.

Materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía.

Biodigestor: Un digestor de desechos orgánicos o biodigestor es, en su forma más simple, un contenedor cerrado, hermético e impermeable (llamado reactor), dentro del cual se deposita el material orgánico a fermentar (excrementos de animales y humanos, desechos vegetales-no se incluyen cítricos ya que acidifican-, etcétera) en determinada dilución de agua para que a través de la fermentación anaerobia se produzca gas metano y fertilizantes orgánicos ricos en nitrógeno, fósforo y potasio, y además, se disminuya el potencial contaminante de los excrementos. Un biodigestor es un sistema natural y ecológico que aprovecha la digestión anaeróbica (en ausencia de oxígeno) de las bacterias para transformar el estiércol en biogás y fertilizante.

Eólica: Energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas.

El término eólico viene del latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Eolo, dios de los vientos en la mitología griega. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas.

Geotérmica: La energía geotérmica es aquella energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra.

El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que cabe destacar el gradiente geotérmico, el calor radiogénico, etc. Geotérmico viene del griego geo, "Tierra", y thermos, "calor"; literalmente "calor de la Tierra".

Fotovoltaica: La energía solar fotovoltaica es un tipo de electricidad renovable (energía eléctrica, -voltaica) obtenida directamente de los rayos del sol (foto-) gracias al efecto fotoeléctrico de un determinado dispositivo; normalmente una lámina metálica semiconductora llamada célula fotovoltaica, o una deposición de metales sobre un sustrato llamada capa fina. También están en fase de laboratorio métodos orgánicos

Factibles: que se puede hacer o llevar a cabo con confianza y seguridad.

Biogás: biogás es un gas que se genera en medios naturales o en dispositivos específicos, por las reacciones de biodegradación de la materia orgánica, mediante la acción de microorganismos (bacterias metanogénicas, etc.), y otros factores, en ausencia de oxígeno (esto es, en un ambiente anaeróbico). El producto resultante está formado por metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO) y otros gases en menor proporción. Este gas se ha venido llamando gas de los pantanos, puesto que en ellos se produce una biodegradación de residuos vegetales semejante a la descrita.

Renovables: son los que se renuevan a través de los ciclos naturales relativamente rápidos. No obstante estos recursos también son finitos cuando su demanda sobrepasa el periodo natural de su renovación (por ejemplo si se tala o corta un árbol de 200 años de vida, su renovación es muy lenta).

Gasómetro: Un gasómetro, o el gas-sostenedor, es un envase grande donde está el gas natural o el gas ciudad almacenado cerca de presión atmosférica en las temperaturas ambiente. El volumen del envase sigue la cantidad de gas almacenado, con la presión viniendo del peso de un casquillo movible.

CAPITULO III

Marco metodológico

El marco metodológico es el apartado del trabajo que dará el giro a la investigación, es donde se expone la manera como se va a realizar el estudio, los pasos para realizarlo, su método. Según Buendía, Colás y Hernández (1997) en la metodología se distinguen dos planos fundamentales; el general y el especial. En sentido general, es posible hablar de una metodología de las ciencias aplicables a todos los campos del saber, que recoge las pautas presentes en cualquier proceder científico riguroso con vistas al aumento del conocimiento y/o a la solución de problemas.

Todo método está compuesto por una serie de pasos para alcanzar una meta. De este modo los métodos de investigación describirían los pasos para alcanzar el fin de la investigación. Estos métodos o pasos determinaran como se recogen los datos y como se analizan, lo cual llevará a las conclusiones (meta).

En el marco metodológico se señala el cómo de la investigación desde la perspectiva teórica y conceptual; se precisan los métodos y los procedimientos que se utilizarán durante el desarrollo de la investigación.

Tipo de Investigación

Es el conjunto de características diferenciales de una investigación con respecto a otra por su naturaleza y por su metodología y la técnica a emplear en el proceso de la búsqueda de la verdad, al respecto la mayoría de los diccionarios especializados establecen como clasificaciones más comunes: 1) Investigación histórica, 2) Investigación descriptiva, 3) Investigación experimental y otras variaciones a partir de las mencionadas.

Por su parte Carlos Sabino plantea desde el punto de vista de los objetivos intrínsecos y extrínsecos: Los Exploratorios cuando pretenden darnos una visión general de tipo aproximativo respecto a la realidad y están referidos a temas pocos estudiados y de reciente data, Descriptivos: se concreta en describir las características fundamentales, destacando los elementos esenciales que caracterizan al fenómeno estudiado, y las explicativas que tratan de determinar los orígenes y las causas de los hechos objeto de la investigación, finalmente asienta "La tarea de la investigación sobre un problema no tiene por que reducirse a uno sólo de estos campos de acción, pues hay casos en que pueden llevarse a cabo trabajos exploratorios-descriptivos o descriptivos explicativos, de acuerdo a la naturaleza del problema"…"Los tipos precedentes de investigación tampoco pueden concebirse como totalidades cerradas y excluyentes".

Así la investigación histórica describe lo que era, la descriptiva lo que es y la experimental describe lo que será. Por su parte Lourdes Munich los clasifica por el ámbito en que se efectúan en: de campo y experimentales, por los objetivos en exploratorios, descriptivos y confirmatorios y por el período en el que se efectúan en transversales, longitudinales, piloto o previo y finales o definitivos, estos planteamientos sobre la tipología son parecidos a los que nos indica Ana Bavaresco que indica a los siguientes: 1) Estudio de observación al zar, 2) Estudios exploratorios (documental o histórico) 3) Estudios descriptivos o diagnósticos (doctrinal o filosófico).

Por su parte El Manual de Trabajos de Grado de la UPEL para los trabajos de grado y tesis doctorales señala las siguientes:

A.- Investigación de Campo

B.- Investigación Documental

C.- Proyectos Factibles

D.- Proyectos especiales

Además señala como modalidades: los estudios monográficos, informes de proyectos de acción, memorias de pasantías y otras.

Con base a todo lo anterior dicho, el siguiente pretende ser un trabajo de carácter descriptivo, explicativo, histórico respecto a el tema sobre las Energías Alternativas y su evolución en el mundo a través de los años, su importancia para la humanidad. Es por ello que para llevar a cabo el mismo se han utilizado herramientas conceptuales y teóricas, conceptos científicos tantos como técnicos con respecto a la materia, con el propósito de ampliar y profundizar los conocimientos de su naturaleza con apoyo principalmente en fuentes bibliografías, en trabajos previos, datos divulgados por medios audiovisuales o electrónicos.

Diseño de la Investigación

Un diseño de investigación es un plan global de investigación que integra de modo coherente y conecta las técnicas de recolección de datos, análisis previstos y objetivos; el diseño de investigación que intente dar respuesta a la preguntas planteadas en la misma" (Alvira Martín, Diseño de Investigación Social 1996, p.67)

La Investigación se realizará con la combinación de trabajos exploratorios-descriptivos o descriptivos explicativos documental, con el propósito de fortalecer el desarrollo del tema, ya que del análisis de textos y referencias se obtiene información primordial que permite el acercamiento entorno al planteamiento, para profundizar en el conocimiento de los investigadores con la que se dará conclusiones relevantes, a tal fin, entonces, se ha dividido la investigación en cuatro (4) partes o capítulos, cada uno de los cuales presentara el desarrollo de las distintas cuestiones a describir a fin de llevar a cabo, dicha investigación de la manera más ordenada posible conforme al propósito del mismo.

CAPITULO IV

Conclusiones

El proyecto que realizamos ha contribuido de manera muy importante para identificar, utilizar y conocer Las Energías Renovables o Alternativas, que no son más que aquellas que se producen de forma continua y son inagotables a escala humana: (solar, eólica, hidráulica, biomasa y geotérmica). Las energías renovables son fuentes de abastecimiento energético respetuosas con el medio ambiente, lo que no significa que no ocasionen efectos negativos sobre el entorno, pero éstos son infinitamente menores si los comparamos con los impactos ambientales de las energías convencionales (combustibles fósiles: petróleo, gas y carbón; energía nuclear, etc.) y además son casi siempre reversibles. Las energías renovables deberían ser una forma de vida. Todos deberíamos utilizarlas y valernos de ellas para nuestra vida cotidiana. Muchos creen que esto es imposible pero ahora es cada vez más posible, es por ello que se debe considerar para llevar a cabo una implementación exitosa de las mismas.

Dentro de los puntos que consideramos tienen más importancia dentro de un proyecto de esta naturaleza, fueron el detectar cuáles son las necesidades reales de la sociedad actual, en conjunto con el medio ambiente, es por esto, que la búsqueda de nuevas formas de eficiencia energética y la aplicación de energías renovables son, más que nunca, una necesidad sin precedentes.

Se planteó la importancia del uso de las energías alternativas sobre todo la BIOMASA como recursos energéticos renovables. Ante este interrogante los alumnos buscamos información y llegamos a la conclusión de que la BIOMASA es la mejor alternativa, descubrimos que de acuerdo a las características de nuestra zona netamente agropecuaria la instalación de BIODIGESTORES es totalmente viable y compatible permitiendo el uso de dos recursos energéticos renovables como son la : BIOMASA y el SOL como medios que permitan la SUSTENTABILIDAD Y AUTOGESTIÓN de la Comunidad; permitiendo así brindar una solución a la problemática ambiental de nuestra sociedad, es así como llegamos a la conclusión que esta tecnología sencilla y socialmente apropiada funciona y puede ser adoptada, construida y mantenida por las comunidades rurales para cubrir sus necesidades y mejorar sus condiciones de vida.

Biodigestor experimental casero

El aparato que vamos a construir usa una botella grande de 18 litros como el biodigestor. Una mezcla de agua y desechos animales producirá el Metano, el cual recogeremos en un globo de goma o de plástico. El frasco de 18 litros funciona como el estomago de un animal vivo y le da a las bacterias que producen el Metano el ambiente cálido y húmedo que necesitan.

Materiales

• Botella de Plástico de 18 litros.

• Globo de goma extra grande o pelota inflable.

• Conector T de Acuario.

• Manguera para Acuarios.

• Válvula para Acuarios (con llave).

• Un corcho que quepa en la boca de la botella.

• Un Mechero Bunsen.

Construcción

Primero debemos preparar el sistema de recolección de Biogás.

• Cortamos unos 20 cm de la manguerita de plástico para acuario, luego insertamos uno de los extremos en el lugar por donde se infla la pelota de goma y sellamos lo mejor posible.

• Comprobamos si al soplar por la manguerita el globo se infla sin problema. Luego tomamos el corcho y le hacemos un agujero en el centro para luego colocar en este el conector T para acuario. Lo aseguramos con silicona caliente.

• Ahora conectamos otro trozo de 40 cm de manguera de plástico para acuario a una llave para acuario. Esta sirve para cerrar o abrir la provisión de aire del acuario y nos servirá como llave de paso para el Metano.

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LA FUEZA ARMADA NACIONAL

NUCLEO COJEDES

LAS ENERGIAS ALTERNATIVAS. BIOMASA

BIODIGESTOR CASERO

TINAQUILLO, DICIEMBRE DE 2010.

Autor:

Norka del Carmen Maury Barros