Un biodigestor es un sistema natural que aprovecha la digestión anaeróbica (en ausencia de oxígeno) de las bacterias que ya habitan en el estiércol, para transformar éste 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 esta considerando de la misma importancia, o mayor, que el biogás ya que provee a las familias campesinas de un fertilizante natural que mejora fuertemente el rendimiento de las cosechas.
El biogas se produce en un recipiente cerrado o tanque denominado biodigestor el cual puede ser construido con diversos materiales como ladrillo y cemento, metal o plástico. El biodigestor, de forma cilíndrica o esférica posee un ducto de entrada a través del cual se suministra la materia orgánica (por ejemplo, estiércol animal o humano, las aguas sucias de las ciudades, residuos de matadero) en forma conjunta con agua, y un ducto de salida en el cual el material ya digerido por acción bacteriana abandona el biodigestor.
Los materiales que ingresan y abandonan el biodigestor se denominan afluente y efluente respectivamente. El proceso de digestión que ocurre en el interior del biodigestor libera la energía química contenida en la materia orgánica, la cual se convierte en biogas.
Los biodigestores se constituyen en una valiosa alternativa para el tratamiento de los desechos orgánicos de las explotaciones agropecuarias pues permiten: i) disminuir la carga contaminante, ii) mejorar la capacidad fertilizante del material, iii) eliminar los malos olores y, iv) generar un gas combustible denominado biogas el cual tiene diversos usos. En este trabajo se presentan los resultados de la utilización del biogas para generación de electricidad, llevados a cabo en la granja Pozo Verde, municipio de Jamundí (Valle del Cauca, Colombia). Dos motores diesel con sus respectivos generadores fueron adaptados para funcionar alimentados con biogas-acpm (combustible diesel). Se logró un nivel de sustitución en el consumo de acpm del 67% y del 47% para los motores Perkins y Blackstone respectivamente. Se presenta la evaluación económica del empleo del biogas en el motor Perkins, la cual muestra una disminución del 40% en el costo del kWh al compararse con el costo de la energía actualmente suministrada a la granja. Este trabajo demuestra la factibilidad económica de integrar la producción de alimentos y energía de una manera sostenible.
La utilización de los biodigestores además de permitir la producción de biogas ofrece enormes ventajas para la transformación de desechos:
Mejora la capacidad fertilizante del estiércol. Todos los nutrientes tales como nitrógeno, fósforo, potasio, magnesio así como los elementos menores son conservados en el efluente. En el caso del nitrógeno, buena parte del mismo, presente en el estiércol en forma de macromoléculas es convertido a formas más simples como amonio (NH4+), las cuales pueden ser aprovechadas directamente por la planta. Debe notarse que en los casos en que el estiércol es secado al medio ambiente, se pierde alrededor de un 50% del nitrógeno (Hohlfeld y Sasse 1986).
El efluente es mucho menos oloroso que el afluente.
Control de patógenos. Aunque el nivel de destrucción de patógenos variará de acuerdo a factores como temperatura y tiempo de retención, se ha demostrado experimentalmente que alrededor del 85% de los patógenos no sobreviven el proceso de biodigestión (Hohlfeld y Sasse 1986). En condiciones de laboratorio, con temperaturas de 35 oC los coliformes fecales fueron reducidos en 50 – 70% y los hongos en 95% en 24 horas (Marchaim 1992).
El biogas se produce en un recipiente cerrado o tanque denominado biodigestor el cual puede ser construido con diversos materiales como ladrillo y cemento, metal o plástico. El biodigestor, de forma cilíndrica o esférica posee un ducto de entrada a través del cual se suministra la materia orgánica (por ejemplo, estiércol animal o humano, las aguas sucias de las ciudades, residuos de matadero) en forma conjunta con agua, y un ducto de salida en el cual el material ya digerido por acción bacteriana abandona el biodigestor.
Los materiales que ingresan y abandonan el biodigestor se denominan afluente y efluente respectivamente. El proceso de digestión que ocurre en el interior del biodigestor libera la energía química contenida en la materia orgánica, la cual se convierte en biogas.
Los biodigestores se constituyen en una valiosa alternativa para el tratamiento de los desechos orgánicos de las explotaciones agropecuarias pues permiten: i) disminuir la carga contaminante, ii) mejorar la capacidad fertilizante del material, iii) eliminar los malos olores y, iv) generar un gas combustible denominado biogas el cual tiene diversos usos. En este trabajo se presentan los resultados de la utilización del biogas para generación de electricidad, llevados a cabo en la granja Pozo Verde, municipio de Jamundí (Valle del Cauca, Colombia). Dos motores diesel con sus respectivos generadores fueron adaptados para funcionar alimentados con biogas-acpm (combustible diesel). Se logró un nivel de sustitución en el consumo de acpm del 67% y del 47% para los motores Perkins y Blackstone respectivamente. Se presenta la evaluación económica del empleo del biogas en el motor Perkins, la cual muestra una disminución del 40% en el costo del kWh al compararse con el costo de la energía actualmente suministrada a la granja. Este trabajo demuestra la factibilidad económica de integrar la producción de alimentos y energía de una manera sostenible.
La utilización de los biodigestores además de permitir la producción de biogas ofrece enormes ventajas para la transformación de desechos:
Mejora la capacidad fertilizante del estiércol. Todos los nutrientes tales como nitrógeno, fósforo, potasio, magnesio así como los elementos menores son conservados en el efluente. En el caso del nitrógeno, buena parte del mismo, presente en el estiércol en forma de macromoléculas es convertido a formas más simples como amonio (NH4+), las cuales pueden ser aprovechadas directamente por la planta. Debe notarse que en los casos en que el estiércol es secado al medio ambiente, se pierde alrededor de un 50% del nitrógeno (Hohlfeld y Sasse 1986).
El efluente es mucho menos oloroso que el afluente.
Control de patógenos. Aunque el nivel de destrucción de patógenos variará de acuerdo a factores como temperatura y tiempo de retención, se ha demostrado experimentalmente que alrededor del 85% de los patógenos no sobreviven el proceso de biodigestión (Hohlfeld y Sasse 1986). En condiciones de laboratorio, con temperaturas de 35 oC los coliformes fecales fueron reducidos en 50 – 70% y los hongos en 95% en 24 horas (Marchaim 1992).
Con el objetivo de disminuir el tamaño de los digestores se han utilizado los productos orgánicos que brindan mayor cantidad de biogás por unidad de volumen; algunos de ellos son: la excreta animal, la cachaza de la caña de azúcar, los residuales de mataderos, destilerías y fábricas de levadura, la pulpa y la cáscara del café, así como la materia seca vegetal.
Ventajas
1. Permite disminuir la tala de los bosques al no ser necesario el uso de la leña para cocinar.
2. Humaniza el trabajo de los campesinos, que antes debían buscar la leña en lugares cada vez más lejanos.
3. Diversidad de usos (alumbrado, cocción de alimentos, producción de energía eléctrica, transporte automotor y otros).
4. Produce biofertilizante rico en nitrógeno, fósforo y potasio, capaz de competir con los fertilizantes químicos, que son más caros y dañan el medio ambiente.
5. Elimina los desechos orgánicos, por ejemplo, la excreta animal, contaminante del medio ambiente y fuente de enfermedades para el hombre y los animales.
Desventajas
1. Necesita acumular los desechos orgánicos cerca del biodigestor.
2. Riesgo de explosión, en caso de no cumplirse las normas de seguridad para gases combustibles.
Instalaciones para la producción de biogás
Existen dos clasificaciones generales para las plantas de producción de biogás en cuanto a su capacidad: las instalaciones industriales y las de pequeña capacidad o minidigestores. Se pondrá énfasis en las instalaciones de baja capacidad, ya que ayudan a solucionar el problema de la cocción de alimentos en los núcleos pequeños sin afectar el medio ambiente.
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