Determinación del potencial de energía renovable proveniente del biogás de una granja integral porcina (página 2)

El mercado potencial de la tecnología anaerobia y los grandes espacios que aun les están reservados para su aplicación se reflejan en la baja densidad de reactores anaerobios constituidos para el tratamiento de aguas residuales. Esta "densidad" se define como el número de reactores constituidos por cada millón de habitantes L. Hulshoff Pol, 1998). Por ejemplo, la mayor densidad la representa Holanda, con 5,83 mientras que México y Brasil, países líderes en América Latina, tienen una densidad de 0,46 y 0.40 respectivamente. La India el país de mayor densidad en Asia tiene 0,06 rector por cada millón de habitante.

Por otra parte como subproducto del proceso anaerobios,  en la mayoría de las ocasiones se obtiene un lodo con propiedades biofertilizante, que resulta en ciertos casos hasta mas valiosos desde el punto de vista económico que el biogás obtenido en el proceso, si se tiene en cuenta los problemas de contaminación, secundaria que generan los fertilizantes químicos, que además resultan caros, y por otra parte, estos no sirven como acondicionadores de suelo, propiedad esta de la que si gozan los biofertilizantes.

Esta propiedad adquiere una importancia muy significativa en los suelos tropicales y subtropicales debidos a la rápida degradación que experimentan las tierras cultivables bajo estas condiciones climáticas. Las temperaturas en estas regiones permitirían aprovechar la mayoría del volumen de biogás generado en el proceso anaerobio, ya que este requeriría poco calentamiento para alcanzar las temperaturas requeridas para llevarlo a cabo las cuales se encuentran entre 32 y 37ºC como óptimas en el rango mesófilo.  S. Hashimoto, 1992-P.L.McCarty,1994 

¿Qué es el biogás?

El biogás es una mezcla de gases compuesta por 60-70% de metano (CH4) y el resto de  dióxido de carbono (CO2); pequeña porciones de nitrógeno (N); sulfuro de hidrógeno (SH2) e hidrógeno (H). Su poder calórico es de 4767 Kcal/m3 a una temperatura de 20 grados celcio (temperatura ambiente).

El proceso de producción de biogás se desarrolla en tres etapas. La primera consiste en la conversión de grasa, proteínas y carbohidratos en compuestos solubles; la segunda, los compuestos solubles se descomponen en ácido orgánico simples, como el ácido acético y el ácido propínico; la tercera etapa: transformación de ácidos simples en metano y dióxido de carbono, este proceso por etapas se produce mediante la fermentación.

Modelos de digestores más difundidos

Más del 80 % de las plantas de biogás difundidas en el mundo pertenecen a dos tipos de diseño, cuyos nombres derivan de los países en los cuales se realizaron los primeros modelos y posteriormente se les dio una difusión masiva. Estos modelos son el tipo Chino e Hindú.

Modelo Chino

Este tipo de digestor fue concebido respetando las condiciones imperantes en su país de origen. Su diseño responde a una maximización del ahorro de material sin entrar en el cálculo de la demanda de la mano de obra. Su forma se asemeja a una esfera y el gas se almacena dentro de la campana fija a presión variable, la cuál se obtiene desplazando el líquido en digestión hacia una cámara llamada de hidropresión.

Estos digestores se cargan en forma semicontinua realizándose una primera carga con material celulósico y estiércol, además del inoculo correspondiente, hasta un 70% de la capacidad luego se sigue cargando como un digestor continuo; a los 120 a 180 días se descarga en forma total y se reinicia el ciclo. Fuera de China generalmente se maneja estos digestores en forma continua.

Modelo Hindú

Este tipo de digestor del cuál han derivado infinidad de variaciones, posee una cámara de digestión de forma cilíndrica sobre la cual flota la campana gasométrica generalmente construida en hierro la salida del efluente se efectúa por rebalse.

Este digestor funciona en forma continua realizándose por lo general una carga diaria o cada dos o tres días. El vaciado completo sólo se realiza en el caso de requerir alguna reparación o limpieza.

Desarrollo

En la presente investigación  se aborda un tema de gran actualidad mundial, el referido al uso de las fuentes renovables de energía como alternativa viable en el ahorro de los recursos energéticos y la protección del medio ambiente. Como  es conocido en la actualidad la explotación irracional de las fuentes tradicionales de energía (petróleo, carbón y gas  natural) ha conducido a la reducción sustancial de estos recursos y al cambio climático, puesto de manifiesto por el calentamiento global y las consecuencias que todos conocemos.

Estado actual de la Granja Iintegral Porcina Soroa del Municipio Candelaria, Pinar del Río, Cuba.

1. Capacidad instalada: 17000 cerdos.
2. Cantidad de trabajadores: 80.
3. Volumen de residual:
4. Cantidad de digestores: 2 digestores de mil metros cubicos.

Diversos estudios han demostrado que 1m3 de biogás  es equivalente a:

Ø       3.47 kg de madera

Ø       0.62 L de diesel

Ø       1.5 kg de carbón

Ø       1.25 kw/h

Ø       0.45kg de gases de bajo poder calórico

1.       Tomando como base de cálculo que en el porcino se encuentran estabulados 17000  cerdos y asumiendo un peso promedio 55 kg se estima que se produzcan aproximadamente 413 670 m3 de biogás por año lo que equivale a:

·         206.84 tn de petróleo

·         517 mw /h de corriente eléctrica

·         1431.2 tn de madera.

2.   Si se tiene en cuenta que el consumo promedio de electricidad por vivienda en Candelaria es de 177 kw/h, las 119 viviendas de la comunidad de Carambola consumirían al mes 13 923 kw/h y al año 167 mw/h. Esta cantidad de corriente puede ahorrarse con el aprovechamiento de la energía eléctrica proveniente del biogás.

3.    Además si se tiene en cuenta que la utilización de 3650 m3 de biogás al año evitan la deforestación de 0.335 ha entonces con la producción de biogás obtenida en este proyecto se puede prevenir la tala indiscriminada de 37.97 ha de bosques con fines energéticos.

Teniendo presente esta equivalencia no hay dudas de que el biogás representa una alternativa desde el punto de vista energético  no solo para la comunidad sino para el municipio de Candelaria y para el país. El cual está enfrascado.

Conclusiones

• El presente estudio enmarcado en el Programa de Ahorro Energético en Cuba, ha sido un modesto esfuerzo encaminado a determinar el potencial de energía proveniente del aprovechamiento de la biomasa porcina, se ha logrado a partir de la teoría reconocida internacionalmente realizar los cálculos respectivos que permiten hacer un uso eficiente de esta energía contribuyendo de manera decisiva al conocimiento de esta temática en el Municipio de Candelaria.

Bibliografía

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Autor:

Lic. Carlos Calderín Marquetti    

Licenciado en Educación.

Centro de Trabajo: CITMA.

Datos del Coautor:

MSc. Seidel González Díaz    

MSc Agroecología.

Centro de Trabajo: Sede Universitaria Candelaria Pinar del Rio.

SEDE UNIVERSITARIA MUNICIPAL

HERMANOS SAIZ MONTES DE OCA

CANDELARIA

2008