BIODIGESTOR DE GEOMEMBRANA DE PVC

Se ha brindado asesora tcnica a instituciones y personas naturales para la

instalacin, operacin y mantenimiento de biodigestores y sus gasmetros

correspondientes, hechos de geomembrana de PVC. Entre sus principales bondades,

este material es flexible por lo que es adecuado para zonas ssmicas, fcil de parchar

si llega a picarse, su costo es mdico y tiene una duracin estimada de 10 aos.

A continuacin se describe la instalacin y operacin de biodigestores de geomembrana

de PVC en diferentes localidades de las regiones peruanas San Martn, Amazonas

y La Libertad, de distintas condiciones climticas, demostrndose que la

temperatura ambiente es el factor determinante para producir biogas: Mientras ms

clido el lugar, menor tiempo para producir biogas.

Se ha brindado asesora tcnica a instituciones y personas naturales para la

instalacin, operacin y mantenimiento de biodigestores y sus gasmetros

correspondientes, hechos de geomembrana de PVC. Entre sus principales bondades,

este material es flexible por lo que es adecuado para zonas ssmicas, fcil de parchar

si llega a picarse, su costo es mdico y tiene una duracin estimada de 10 aos.

A continuacin se describe la instalacin y operacin de biodigestores de

geomembrana de PVC en diferentes localidades de las regiones peruanas San

Martn, Amazonas y La Libertad, de distintas condiciones climticas, demostrndose

que la temperatura ambiente es el factor determinante para producir biogas:

Mientras ms clido el lugar, menor tiempo para producir biogas.

GRANJA GANADERA DE CALZADA, MOYOBAMBA, REGIN

SAN MAR TN - PERU

Los trabajos de investigacin y escalamientos realizados sobre produccin de

biogas, fueron de especial inters para los directivos de la Granja Ganadera de

Calzada del Proyecto Especial Alto Mayo (PEAM), ubicada en el distrito de

Calzada, Moyobamba, Regin San Martn- Per; quienes visitaron el biodigestor

instalado en el Camal Municipal de Chachapoyas.

Figura 32. Frontis y sala de ordeo de Granja Ganadera de Calzada, Regin San

Martn-Per.

Se firm un Convenio entre el PEAM y la Universidad Nacional Toribio Rodrguez

de Mendoza de Amazonas-Per, donde entre otros fines se estableci una alianza

estratgica para la produccin de energa sustentable, lo que implicaba dar

capacitacin sobre produccin de biogas a su personal e instalar un sistema

completo de produccin y uso de biogas y bioabonos en la granja. Sus directivos

deseaban instalar un biodigestor para producir suficiente biogas para emplearlo

como combustible de una cocina y procesar 100 litros de leche diarios, para ya no

seguir empleando la cocina a lea que tenan; a su vez, 32deseaban mostrar a los

ganaderos que es una tecnologa amigable con el medio ambiente y de fcil

manejo, que contribuir a un manejo sustentable de sus hatos ganaderos.

Figura 33. Procesamiento de leche empleando lea. Forma de trabajo que se

deseaba cambiar por energa renovable y amigable con el medio ambiente.

Granja Ganadera de Calzada tiene como funcin brindar apoyo tcnico altamente

especializado a los ganaderos de la Regin San Martn-Per para el mejoramiento

gentico de sus hatos mediante inseminacin artificial y transferencia de embriones;

adems de otras tecnologas para mejorar la calidad de vida de los ganaderos.

A los directivos de Granja Ganadera de Calzada se les sugiri instalar un biodigestor

y su gasmetro hechos de geomembrana de PVC. Los clculos de diseo se hicieron

como se mostr e n el tema de biodigestores de manga de polietileno del presente

libro. El fabricante de biodigestores de geomembrana de PVC es la empresa

CIDELSA (www.cidelsa.com ), ubicada en la ciudad de Lima-Per, a quienes se

les solicit el biodigestor y el gasmetro con las siguientes especificaciones:

Biodigestor

Hecho de geomembrana de PVC de 0, 6 mm de espesor , con aditivo anti UV,

de forma cilndrica . Con tapas selladas en ambos extremos y en ellas mangas de

entrada, de salida y de mantenimiento (salida de fondos) para conectar tubera s

de PVC de 4 de dimetro, las que se asegurarn con abrazaderas regulables de 4

de dimetro .

Medidas: 1,27 m de dimetro x 10 m de largo.

Volumen total: 12, 7 m3

Volumen para la mezcla estircol- agua: 9 m3

Volumen para el biogas: 3 ,7 m3

Un accesorio tipo niple de PVC de 1 x 15 cm para salida de biogas colocado sellado y reforzado con dos contratuercas y anillos planos de PVC de 10 cm de

dimetro.

Todo el biodigestor debe estar sellado por alta frecuencia (HF). 33

Debe adjunta r un kit de reparacin con pegamento y parches.

Gasmetro

Funcin: almacenar el biogas producido en el biodigestor y tenerlo disponible para su uso en la cocina , iluminacin o grupo electrgeno .

Hecho de geomembrana de PVC de 0, 6 mm de espesor, de forma cilndrica.

Medidas: 1 m de dimetro x 2,2 m de largo.

Con tapas selladas en ambos extremos.

Debe tener, en el centro de una de las tapas, un accesorio tipo niple de PVC de

1 x 15 cm para entrada/salida de biogas al gasmetro, fijado con empaquetaduras

de jebe y dos arandelas de PVC de 10 cm de dimetro .

Este equipo puede producir un mnimo de 2 m3 (2000 litros) de biogas por da a una

presin mnima de 5 cm de agua, suficiente para proveer combustible para procesar

los 100 L de leche por da e iluminacin con un sistema similar al de una lmpara

petromax.

El esquema de instalacin del sistema de produccin de biogas en la Granja

Ganadera de Calzada se muestra en la Figura 34, donde se especifica el nombre y

ubicacin de cada uno de los componentes del sistema; adems, las dimensiones y

los materiales que deben ser empleados en la infraestructura que albergar al

biodigestor.

Figura 34. Esquema de instalacin del biodigestor y del gasmetro en Granja

Ganadera de Calzada, Moyobamba, San Martn- Per.

Se aprovech la pared y prolongacin del techo de uno de los almacenes de la

granja como uno de los lados de la poza que albergar al biodigestor. Para el otro

lado se construy un muro con ladrillo y cemento de 10 m de largo x 1 m de alto a

1 m de la pared, con dos columnas equidistantes de fierro y concreto para

reforzarlo y soportar el altillo de madera donde se ubicar el gasmetro.

Figura 3 5. Boca de carga, poza para el biodigestor (10 m de largo x 1 m de

ancho x 1 m de alto) y al fondo boca de descarga. Se coloc tierra para eliminar

el ngulo en el fondo, a lo largo de la poza para el biodigestor.

Figura 36. Colocacin del biodigestor hecho de geomembrana de PVC en la poza.

Accesorio para salida de biogas.

A ras del piso de la boca o cmara de carga se instal un tubo de PVC de 4 x 50

cm de largo, al que se conect el biodigestor empleando la manga que ya t rae

para este propsito. Se sujet con una faja de 5 cm de ancho hecha de cmara de

llanta, se asegur con una abrazadera metlica de cremallera, la que fue cubierta

con otra faja para evitar que afecte al biodigestor. La boca o cmara de descarga y

la de drenaje total para mantenimiento, en el otro extremo de la poza, se conectaron al

biodigestor de manera similar.

Figura 37. Conexin del biodigestor a las bocas de carga, descarga y drenaje total.

Clculos para la mezcla estircol- agua

Debido a que el estircol estaba ligeramente oreado se emple la relacin

estircol - agua de 1:5 lo que equivale a 6 partes en total. Una parte ser de

estircol y las cinco partes restantes sern de agua.

9 m3 de mezcla estircol - agua

9/6 = 1, 5 m3 de estircol = 1500 kg de estircol

pH de la mezcla: 6, 7 a 7, 5; si es necesario, se corrige con lechada de cal

La mezcla estircol - agua se preparar en un cilindro de fierro de 200 L:

Estircol = 200 L / 6 partes = 33,3 L = 33,3 kg de estircol Empleando un balde de

20 L , la medida ser: 1 balde + balde para cada cilindro de mezcla.

Se midi el estircol con el balde y se vaci en el cilindro, se hizo una marca

en el cilindro a la altura que alcanzaba el total de estircol necesario, para que en

adelante se adicione el estircol al cilindro con palana hasta la marca. Enseguida,

se llen con agua y se agit para uniformizar la mezcla estircol- agua;

finalmente, con esta mezcla se carg el biodigestor. Fueron necesarios 45 cilindros

de esta mezcla para completar los 9 m3 que debe contener este biodigestor.

Figura 38. Medicin de la cantidad de estircol necesario. Marca en el cilindro

(borde superior de la etiqueta blanca). Agitacin de la mezcla estircol-agua y carga

del biodigestor.

Cantidad de fierro para eliminar el H2S

Produccin diaria estimada de biogas: 35% de la mezcla estircol -agua:

0, 35(9 m3) = 3, 15 m3 de biogas

H2S producido = 0, 1 %(v/v)

H2S = (0,1 m3 H 2S / 100 m3 biogas) x 3, 15 m3 biogas/da

= 3, 15x10-3 m3 H2S/da = 3 ,15 L H2S/da

Para 2 aos de operacin = 730 das

3 ,15 L H2S/da x 730 das = 2299, 5 L H2S

V = 2300 L H2S en 2 aos de operacin

P. V = n .R.T ; n = P.V / R.T

R = 0,082 L.atm/mol.K; P = 1 atm; T = 20C + 273 = 293 K

n = 95 , 73 mol de H2S

H2S + Fe FeS + H2

95,73 mol de H2S x (1(56) g Fe / 1 mol H2S) = 5361 g Fe

Se requerir 5, kg de fierro como esponja de fierro para lavar

ollas para los extremos y clavos de 2 para el centro del cartucho.

Para eliminar el olor a desage del biogas, causado por el H 2S, se hizo un cartucho con 1,2 m de tubo de PVC de 2 pesado para agua, en un extremo se coloc dos esponjas de fierro para lavar ollas y se le peg una reduccin de PVC

de 2 a , por el otro extremo de este cartucho se adicionaron los 5,4 kg de clavos de 2, s e coloc sobre ellos otras dos esponjas de fierro y a continuacin se le peg una reduccin de PVC de 2 a . Para conectar este cartucho con el resto del sistema se coloc en ambas reducciones uniones universales de PVC de .

Figura 39. En el punto de salida de biogas del biodigestor se coloc una llave de

paso de plstico de cerrada, la que se conect con el cartucho para eliminar el H2S.

Figura 40 . Regulador de presin del sistema.

A continuacin del cartucho para eliminar el H 2S se instal el regulador de

presin hecho con una botella descartable de gaseosa de 1,5 L, a la que se le hizo

dos agujeros de 2 cm de dimetro a la altura de su hombro y se la llen con agua

hasta 2/3 de su volumen. Luego se hizo una te con tubo de PVC de , a cuya rama vertical de 30 cm de largo se le hizo ranuras cada centmetro hasta los 15 cm

para visualizar mejor las lecturas de presin del sistema. Enseguida, se conect la te

a la salida del cartucho mencionado y se introdujo 10 cm de la rama vertical de la te

en la botella de agua, que fue amarrada a la viga del altillo.

Debido al clima caluroso de Calzada, con una temperatura ambiente de 24 C;

adems , en la tarde el sol daba directo a la poza que albergaba el biodigestor y

lo abrigaba, favoreciendo la biorreaccin de metanognesis, por lo que la parte libre

del biodigestor se infl totalmente con el biogas producido a los 18 das de

instalado y cargado con 9 m3 de la mezcla estircol-agua.

Figura 41. Biodigestor cargado con 9 m3 de la mezcla estircol- agua el primer

da. Al final de la 1ra. Semana, en la 2da. Semana y al inicio de la 3ra. Semana.

Figura 42. Biodigestor lleno con el biogas producido a los 18 das de instalad o y

cargado.

Se procedi a realizar la instalacin del gasmetro en el altillo ubicado sobre el

biodigestor. Se abri lentamente la llave general , verificando que no burbujee el

biogas en la botella de agua que regulaba la pres in. Con la llave totalmente

abierta y sin que ocurra burbujeo, se comenz a trasvasar el biogas hacia el

gasmetro hasta llenarlo completamente . Enseguida se tendi la tubera de PVC de

para conducir el biogas desde el gasmetro hasta la sala de elaboracin de

productos lcteos y su conexin a las hornillas correspondientes.

Figura 43. Conexin del biodigestor con el gasmetro.

Figura 44. Mientras el gasmetro se va llenando con biogas, se tendi la tubera

de PVC de hacia la sala de proceso de lcteos.

Figura 45. Vista del biodigestor y gasmetro, llenos de biogas. Todas las

conexiones s e hicieron con tubo y accesorios de PVC de .

Para medir la presin total del sistema, se desamarr la botella del regulador y se la

baj lentamente hasta apreciar burbujeo del biogas en el agua de la botella, en ese

momento se cont el nmero de lneas o ranuras de la rama sumergidas en el agua

de la botella, encontrndose que la presin era de 2 cm de agua. Inicialmente se

fij el regulador de presin en 5 cm de agua.

La tubera de PVC de conductora de biogas se tendi hasta la sala de elaboracin de productos lcteos de la granja, y dentro de ella se hicieron las ramificaciones

para abastecer con biogas a tres hornillas hechas de ladrillo y barro. La tubera

terminaba junto a cada hornilla, en una llave de paso de plstico de , a esta llave se conect un tubo de fierro galvanizado en forma de L, en cuya rama corta se

embon un quemado r industrial de gas (empleado para gas propano). Terminada

esta instalacin, se procedi a realizar las pruebas de encendido y correcto

funcionamiento de las hornillas, a una presin de biogas de 2 cm de agua en todo el

sistema.

Figura 46. Prueba de encendido de la hornilla a biogas. La llama azul indica

combustin total y alcanza una altura de 6 0 cm.

La prueba de encendido del biogas en el quemador de cada hornilla fue exitosa, por

lo que para el da siguiente se convoc a las autoridades del PEAM y al personal

de la granja, para que observen el funcionamiento del sistema de produccin de

biogas y su empleo en la elaboracin de producto s lcteos.

Figura 47. Funcionarios del PEAM y de Granja Ganadera de Calzada observan el

empleo del biogas para elaborar productos lcteos. Llama tocando el fondo del perol.

Figura 48. Directivos del PEAM: Es el primer biodigestor que se instala en la Regin San Martn.

Figura 49. Boca de descarga del biodigestor y ducto de control de nivel. El efluente

se colecta en una poza de concreto adyacente al biodigestor para ser bombeada para

fertirrigar los pastizales. La tubera tapa da servir para el drenaje total del

biodigestor en caso sea necesario.

Clculo de la alimentacin diaria del biodigestor

A partir del da en que se llen completamente la cpula del biodigestor y su gasmetro con el biogas producido por la fermentacin anaerbica de la mezcla

estircol- agua cargada en el biodigestor al inicio, se comienza a emplear el biogas

y para mantener su produccin se deber alimentar diariamente el biodigestor .

Para producir bioabonos ms ricos en NPK, se a sume un tiempo de retencin hidrulico de 45 das , calculamos la cantidad de mezcla estircol-agua que se debe

alimentar diariamente al biodigestor a partir del da 46:

9 m3 / 45 das = 0 ,2 m3 / da = 200 L/da = 1 cilindro/da

La mezcla estircol- agua (1:5) se preparar como ya se ha indicado para cargar el biodigestor.

Se capacit a todo el personal y los practicantes de la Granja Ganadera de Calzada

para que se involucren con el manejo sustentable de una granja y con el correcto

manejo del biodigestor.

Figura 50. Capacitacin al personal y practicantes de la Granja Ganadera de Calzada.

Logros obtenidos:

- Produccin y empleo de energa renovable, a partir de estircol de ganado vacuno.

- El efluente del biodigestor se emplea para hacer fertirrigacin de los pastizales de

la granja.

- Ya no se emplea lea para elaborar productos lcteos, por tanto se evita humos

Irritantes y tizne que mancha la ropa.

- El tcnico encargado de elaborar los productos lcteos en la granja emplea la

vestimenta adecuada (mandil y gorro) para garantizar la sanidad en la elaboracin ,

en un ambiente agradable de trabajo.

- Transferencia de tecnologa para mejorar la calidad de vida, reduciendo la

contaminacin ambiental y la tala de rbol es para usarlos como lea.

Figura 51. Biodigestor a una presin de 15 cm de agua.

En el biodigestor de 12 m3 instalado en Granja Ganadera de Calzada se dej que la

presin alcanzara 15 cm de agua, observndose que por efecto del inflado y

desinflado del biodigestor y su gasmetro, se generaban estras que de continuar

esta forma de operacin pueden afectar seriamente este equipo disminuyendo su

vida til. Por ello se recomend operarlo a una presin de 10 cm de agua, la cual

no produce tensin exagerada en ambos componentes. El biodigestor de Calzada

produce biogas para procesar 100 L de leche por da, con una secuencia de trabajo

de dos das de produccin y un da de descanso.

SANT O TOMS, LUYA, REGIN AMAZONAS - PERU

El distrito de Santo Toms pertenece a la provincia de Luya, Regin Amazonas Per. Se ubica a 2700 msnm y su temperatura ambiente promedio es de 14C. Aqu

se realiz la Tesis del ahora Ingeniero Agroindustrial de la UNTRMA Nemecio

Chauca Rituay, que incluy la instalacin y puesta en operacin de un biodigestor para

producir biogas para una cocina de dos hornillas, y el efluente se aplic como abono

orgnico para alfalfa.

Por razones de seguridad para el biodigestor y para evitar que por la noche est

ex pues to a las inclemencias del tiempo, se recomend a l tesista construir una

caseta de tapial (muros de barro y piedra vaciados) de 8 m de largo x 2,5 m de

ancho x 3,5 m de alto, con techo inclinado (desnivel de 1 m) de paja, con dos

planchas alternadas de cobertura de plstico transparente para tener iluminacin

natural en el interior (Figura 5 2). Esta habitacin tiene una puerta de acceso y no

tiene ventanas, a dos metros del piso se ha hecho un altillo donde se ha instalado el

baln de almacenamiento de biogas , hecho de geomembrana de PVC de 0,6 mm de

espesor , de 1 m de dimetro x 2 m de largo, con una sola entrada/salida de

biogas. El esquema de instalacin fue similar al de Calzada.

El biodigestor tubular , de geomembrana de PVC de 0,6 mm de espesor, de 1,27 m

de dimetro y 8 m de largo (10 m3), con una boca de carga, una salida de biogas ,

una salida de biol y una salida para evacuacin total del biodigestor. Se instal

en el suelo, en una zanja sin desnivel de forma trapezoidal, de 90 cm de

profundidad, 70 cm en el fondo y 90 cm en el tope. En cada extremo se hicieron

las pozas de carga y descarga, de ladrillo tarrajeado con cemento, de forma cbica

con aristas de 50 cm; en el fondo de la cara que da al biodigestor, se coloc un

tubo de PVC de 4 x 70 cm de largo, al cual se conect las bocas de carga y descarga del biodigestor, respectivamente . A la salida para evacuacin total del

biodigestor se conect un tubo de PVC de 4 x 3 m de largo, con su extremo reducido a 2 y cerrad o con una llave de plstico de 2; este tubo sale a la altura del fondo de la zanja y queda libre en su extremo aprovechando el desnivel

del terreno, se emplear para retirar el biosol cada seis meses.

Figura 52. Ubicacin de la casa de Nemecio Chauca (izquierda) y de la caseta

del biodigestor (derecha). El pueblo de Santo Toms, Amazonas Per, est en la parte superior. En fotografa derecha el interior de la caseta.

Figura 53. Visita de los estudiantes de educacin secundaria al biodigestor de

Santo Toms. Nemecio Chauca les explic el funcionamiento del biodigestor.

Este biodigestor se carg con una mezcla estircol: agua de 1:5. A los 42 das de

cargado, el biogas producido alcanz una presin de 8 cm de agua, en ese da se

empez a utilizar el biogas como combustible para una cocina de dos hornillas,

cuya llama azul alcanz una altura de 60 cm. Como prueba inicial, se puso en una

hornilla un tacho con cuatro litros de agua, la que hirvi en 18 minutos (Figura 54).

Actualmente, el biogas se emplea como combustible para preparar los alimentos de

la familia (Figura 55).

Figura 54. Encendido de la cocina de dos hornillas y prueba inicial de calefaccin.

Figura 55. Llama azul en ambas hornillas de la cocina. Cuy frito en la cocina a

biogas.

Figura 56. Capacitacin sobre produccin y aplicaciones del biogas y bioabonos

a los estudiantes y poblado res de Santo Toms.

Para mantener la produccin de biogas , se alimenta diariamente el biodigestor con

2 00 litros de mezcla estircol: agua en la proporcin de 1:5; en consecuencia

produce 200 L de biol/da, el cual se emplea como abono orgnico en parcelas

experimentales de alfalfa por triplicado, en la proporcin biol: agua de 1:1, en tres

formas diferentes para cuantificar su efecto, con respecto a un testigo, sobre la

fenologa de la alfalfa. En tres parcelas se aplica el biol diludo solo como abono

foliar, en otras tres solo al suelo y en las tres ltimas se aplica como abono foliar

y simultneamente al suelo. El biol influenci para que las plantas de alfalfa

profundizaran ms su raz y produjeran mayor macollamiento, en consecuencia

mayor cantidad de materia seca, lo que s e resume en un pasto de calidad para el

ganado.

Nemecio Chauca viene aplicando en Santo Toms el biol y biosol en su s parcelas de

alfalfa, aguaymanto, ciruelero, cereza y manzana; con lo que ha incrementado su

produccin mejorando de esta manera sus ingresos econmicos. La alfalfa que cultiva

la emplea para alimentar los cuyes de su granja, donde emplea un sistema de

pirmide de cinco pisos calados que le permite tener 80 cuyes en cada poza de 2 m x

2 m. La pirmide evita que los cuyes se estresen y que estn en contacto con la

humedad del piso causada por sus orines, contribuyendo as a la sanidad de la

granja.

Figura 57. Alfalfa y aguaymanto fertilizados con bioabonos en Santo Toms.

Figura 58. Ciruelero y alfalfa fertilizados con bioabonos en Santo Toms.

Figura 59. Cerezo y manzano fertilizados con bioabonos en Santo Toms.

Figura 60. Pirmide para duplicar el nmero de cuyes por metro cuadrado.

GANADERA RENACER, PLVORA, TOCACHE, REGIN SAN

MARTN - PERU

La Ganadera Renacer de propiedad del Sr. Jenrry Daz Daz, se ubica en el Puerto

Agustn Aros Vela s/n, rivera del Ro Huallaga, distrito Plvora, provincia de

Tocache , Regin San Martn Per. Para llegar hasta la ganadera es necesario navegar ro abajo desde Tocache media hora en bote por el Ro Huallaga. Est a

600 msnm y su temperatura ambiente promedio es de 26C.

Figura 61. Puente sobre el ro Huallaga, en la orilla derecha est Tocache. La

zona es de riesgo por lo que debe tomarse las precauciones necesarias.

El sistema de produccin de biogas se instal en el marco del curso terico -

prctico Produccin de Biogas, organizado por el propietario de la Ganadera Renacer, auspiciado por el Vicerrectorado Acadmico de la Universidad Nacional

Toribio Rodrguez de Mendoza de Amazonas (UNTRMA) y el Proyecto Especial

Alto Mayo (PEAM), con la participacin de profeso res y alumnos de la

Universidad Nacional Agraria de la Selva de Tingo Mara (UNAS).

Figura 62. Traslado de los participantes al curso en la Ganadera Renacer de Tocache.

Se instal un biodigestor tubular de geomembrana de PVC de 0,6 mm de espesor,

de 1,27 m de dimetro y 30 m de largo (36 m3), con una boca de carga, una salida

de biogas, una salida de biol y una salida para evacuacin total del biodigestor. Se

instal en el suelo, en una poza sin desnivel de forma trapezoidal, de 90 cm de

profundidad, 70 cm en el fondo y 90 cm en el tope.

Fotografa 63. Poza para el biodigestor. Se revis su interior para retirar piedras o

races que puedan afectar al biodigestor.

La poza para el biodigestor se hizo en la trayectoria del sol. A todo lo largo del

biodigestor se coloc un techo a dos aguas, con estructura de madera y cobertura

de polipropileno embreado para darle sombra. A 50 cm del suelo se hizo un altillo

donde se instal los dos balones de almacenamiento de biogas, hechos de

geomembrana de PVC de 0,6 mm de espesor , de 1 m de dimetro x 4 m de largo,

con una sola entra da/salida de biogas (Figura 68). El esquema de instalacin fue

similar al de Calzada.

Figura 64. Traslado y colocacin del biodigestor en la poza, como proteccin se

coloc una manta de polietileno.

En ambos extremos del biodigestor se hicieron las pozas de carga y descarga, de

ladrillo tarrajeado con cemento, de forma cbica con aristas de 1 m; a ras del

fondo de cada poza y en la cara que da al biodigestor, se coloc un tubo de PVC de

4 x 70 cm de largo, al cual se conect las bocas de carga y descarga del biodigestor, respectivamente. A la salida para evacuacin total del biodigestor se

conect un tubo de PVC de 4 x 3 m de largo, con su extremo reducido a 2 y cerrado con una llave de paso de 2; este tubo sale a la al tura del fondo de la zanja, pasa por debajo de la poza de descarga de biol y queda libre en su extremo

aprovechando el desnivel del terreno, se emplear para retirar el biosol cada seis

meses.

Figura 65. Poza de carga y preparacin de la poza de descarga del biodigestor.

Al inicio se prepar la mezcla estircol: agua (1:5) para alimentar el biodigestor en la

misma poza de carga, para lo cual se puso en la boca del tubo de 4 un tapn atado a una cuerda, se acarre cinco carretillas de estircol (una carretilla = 35 kg

aproximadamente) (Figura 66); conforme se adicion agua hasta el borde de la poza,

se agit para uniformizar la mezcla. Enseguida se jal la cuerda para retirar el

tapn y permitir que la carga de 1 m3 de mezcla estircol: agua ingrese al

biodigestor (Figura 66).

Despus se determin que era ms prctico y menos laborioso lavar el piso del

cobertizo del ganado ubicado cerca del biodigestor , y el agua del lavado

conducirla por un can al de cemento donde dos trabajadores, calzando botas de

jebe, pisoteaban la mezcla estircol: agua para uniformizarla antes que llegue a la

poza de carga del biodigestor (Figura 67).

Figura 66. Secuencia para preparar la mezcla estircol: agua (1:5) para alimentar

el biodigestor.

Figura 67. Alimentacin del biodigestor con el agua de lavado del cobertizo.

Figura 68. Vista del biodigestor y los dos balones de almacenamiento de biogas.

De izquierda a derecha: Md. Vet. Luis Murga (PEAM), Jenrry Daz y su esposa

(propietarios), Dr. Jorge Ros y M.Sc. Ever Crdenas (profesores de la UNAS -

Tingo Mara), y M.Sc. Oscar Gamarra (INDES- CES - UNTRMA).

Fotografa 69. Docentes y alumnos de la UNAS junto al biodigestor instalado.

Para eliminar el cido sulfhdrico (H2S) de la corriente del biogas, se calcul que

era necesario 16,6 kg de fierro para dos aos de funcionamiento, por lo que se

emple esa cantidad de clavos para madera de 2 , los que se cargaron en un tubo de PVC de 2 de 3 m de largo. En ambos extremos se coloc dos esponjas de fierro, para evitar que se salgan los clavos, y se taparon con campanas de

reduccin de 2 a , a las cuales se peg un adaptador de PVC de , a cada uno de ellos se enrosc con cinta tefln, para conexin hermtica, una unin universal

de PVC de , para su fcil acople y retiro de la tubera de conduccin del biogas (Figura 70) .

Figura 70. Cartucho para eliminar el H2S del biogas.

Debido al clima caluroso donde se ubica la Ganadera Renacer, no fue necesario

que el biodigestor se ubique en el interior de una caseta con en Santo Toms.

nicamente como proteccin se coloc un cerco de tablas y una malla de nylon (Figura

71).

A los 18 das de cargado el biodigestor, el biogas producido alcanz una presin de

10 cm de agua. Desde ese da se empez a utilizar el biogas como combustible para

una cocina de una hornilla, cuya llama azul alcanz una altura de 60 cm. Como

prueba inicial del consumo de biogas, se puso en dicha hornilla una olla con diez litros

de agua, la que se dej que hierva durante dos horas, lo que ocasion un consumo

de dos mil litros de biogas aproximadamente, pues el baln que estaba conectado a

la cocina se desinfl casi hasta la mitad (Figura 72).

Fotografa 71. Biodigestor en produccin a los 18 das de cargado. Se observa a

seis personas sobre la campana del biodigestor llena con biogas.

Figura 72. Prueba inicial de consumo de biogas.

En la Ganadera Renacer, el biogas se emplea como combustible para preparar

los alimentos y se desea utilizarlo para iluminacin con lmparas de camiseta y

como combustible para un grupo electrgeno. Se alimenta diariamente con 600

litros de estircol: agua (1:5), produce 600 L de biol/da, de los cuales venden

500 L diarios a S/. 2 , 00 el litro, para una plantacin vecina de palma aceitera,

donde se emplea como fertilizante orgnico .

Fotografa 73. Cocina a biogas en la Ganadera Renacer.

SISTEMA INTEGRAL DE PRODUCCIN E INVESTIGACIN

AGROECOLGICA (S IPIAG ) UNTRM, CHACHAPOYAS,

REGION AMAZONAS

En la Ciudad Universitaria de la Universidad Nacional Toribio Rodrguez de

Mendoza de Amazonas (UNTRM), ubicada en el Barrio Higos Urco de la ciudad de

Chachapoyas, capital de la Regin Amazonas, a 2700 msnm y una temperatura

ambiente promedio de 17C; se encuentra el Mdulo SIPIAG del Instituto de

Investigacin para el Desarrollo Sustentable de Ceja de Selva (INDES-CES) de la

UNTRM. En este mdulo se realiza investigacin en manejo de pastos, frutales

nativos, crianza de cuyes y gallinas ponedoras, produccin de compost y humus,

produccin de plantones de forestales y frutales, y energas renovables: biogas,

bomba de ariete hidrulico, terma solar y aerogeneradores.

Figura 74. Mdulo SIPIAG.

biodigestor y su gasmetro similares al de Granja Ganadera de Calzada, incluso la

infraestructura, con la diferencia que todo el contorno se cerr con planchas de

superboard para proteger el biodigestor de las bajas temperaturas nocturnas.

Para eliminar el vapor de agua y el H 2S del biogas, se dise el tablero que se

muestra en la Figura 75, el cual se coloca arriba del biodigestor. El vapor de agua,

al ascender por la tubera desde el biodigestor, se condensa y retorna como agua al

biodigestor, el vapor que haya logrado llegar hasta el primer cartucho para

eliminar el H2S, condensar y escurrir hasta la botella ubicada en el puente de

unin de los cartuchos. En vez de emplear un cartucho de 2 x 1 m de largo relleno con clavos de 2, en posicin horizontal; se emplean dos cartuchos de 2 x 50 cm de largo, con 2,5 kg de clavos de 2 en cada uno, ambos en posicin vertical.

Esta disposicin de los cartuchos permite eliminar mejor el H2S, debido a que el

biogas desciende por el primer cartucho a travs de todo el empaque de clavos y

enseguida asciende por el segundo cartucho donde se eliminar el H2S remanente.

Para cargar y alimentar el biodigestor se emplea estircol fresco de ganado vacuno

que se lleva desde el Camal Municipal de Chachapoyas. Se emplea la mezcla

estircol: agua en la proporcin 1:5.

Figura 75. Tablero de purificacin y control de biogas.

Figura 76. Esquema de instalacin del biodigestor en el Mdulo SIPIAG.

La campana para biogas del biodigestor instalado en el Mdulo SIPIAG estuvo

llena, junto con el gasmetro, a los 35 das de cargado. Este sistema de

produccin de biogas y bioabonos, se ha constituido en una escuela de campo que

permite dar capacitaciones para la apropiacin de esta tecnologa a los estudiantes

de la UNTRM, profesionales y comuneros que visitan la Universidad.

Figura 77. Poza de carga y de descarga del biodigestor del Mdulo SIPIA G.

Figura 78. Biodigestor instalado en el Mdulo SIPIAG.

En el Mdulo SIPIAG, se sigue desarrollando investigacin sobre produccin y

aplicaciones del biogas. Se habilit una lmpara tipo petromax para que funcione a

biogas (Figura 79), se hizo funcionar un grupo electrgeno y una motocicleta a

biogas (Figura 81). Como trabajo de tesis, se est adaptando un grupo electrgeno

de 1 kW para que funcione a biogas.

Figura 79. Lmpara tipo petromax habilitada para funcionar a biogas.

Figura 80. Cocina a biogas del Mdulo SIPIAG.

Figura 81. Grupo electrgeno y motocicleta a biogas en el Mdulo SIPIA G.

Figura 82. Comuneros que visitan el Mdulo SIPIAG.

CUMBA, PROVINCIA DE UTCUBAMBA, REGIN AMAZONAS

- PER

El distrito de Cumba est a 400 msnm y su temperatura ambiente promedio es de

31C. El Padre Juan de la Parroquia de Cumba, nos solicit asistencia tcnica para

instalar un sistema de produccin de biogas y bioabonos, para lo cual se emple

el esquema de la Figura 83. Esta instalacin fue similar a la de Plvora en

Tocache. El biodigestor fue de 8 m de largo y estuvo lleno de biogas a los 7 das de

cargado.

Figura 83. Esquema para instalar el biodigestor en Cumba.

Figura 84. Poza para el biodigestor en Cumba.

Figura 85. Cobertura del fondo de la poza con aserrn y mantas de polipropileno y

laterales con plancha tecnoport de 1; para proteger el biodigestor.

Figura 86. Preparacin de una carga del biodigestor y acomodo para evitar que se

formen pliegues en el llenado.

Figura 87. Equipo de trabajo con el Padre Juan.

Figura 88. Tablero de purificacin y control de biogas en Cumba.

Figura 89. Sistema de produccin de biogas y bioabonos en operacin en Cumba.

El Padre Juan emplea el biogas para cocina en la Casa Parroquial de Cumba, pero lo

que ms valora es el biol que lo viene aplicando a su plantacin de ctricos con

excelentes resultados.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO, REGIN LA

LIBERTAD - PER

En el marco del curso terico - prctico Biogas y bioabonos: produccin y aplicaciones, organizado por el Departamento de Qumica Biolgica y Fisiologa Animal de la Facultad de Ciencias Biolgicas y la Gerencia de Investigacin

Cientfica, Proyeccin Social y Extensin Universitaria de la Universidad Nacional

de Trujillo, que permiti autofinanciar e instalar con nuestra asistencia tcnica, un

sistema de produccin de biogas y bioabonos similar en dimensiones e

infraestructura al de Cumba, en la Estacin Experimental de Bioqumica Aplicada

Dr. Julio Csar Arellano Barragn, a cargo del Dr. Carlos Len Torres, ubicada en la Ciudad Universitaria de la UNT, en la ciudad de Trujillo - Per a 33 msnm y

con una temperatura promedio de 20C.

Figura 90. Poza de carga, poza con el biodigestor, poza de descarga de biol y al

fondo salida para biosol.

Figura 91. Preparacin de la mezcla estircol fresco de ganado vacuno: agua (1:5) y

carga del biodigestor.

H 2S, en contraste con una esponja nueva. El producto negro sobre el fierro e s el FeS.

Figura 93. Biodigestor con su carga completa (75% de su volumen total) y en

produccin. Se emple malla raschel de vivero para darle sombra.

Este sistema requiri 19 das para llenar completamente con biogas la campana

del biodigestor y el gasmetro. Viene siendo usado para prcticas de bioqumica

aplicada y de otros cursos de la Facultad de Ciencias Biolgicas de la UNT;

asimismo, es visitado por docentes y alumnos de otras Facultad es. El biogas se

emplea para una cocina y dos lmparas tipo petromax y los bioabonos para

cultivos hidropnicos y de otro tipo en la Estacin Experimental.

POMACOCHAS, PROVINCIA DE BONGAR, REGIN

AMAZONAS - PER

En base a un Convenio entre la Comunidad Campesina San Lucas de Pomacochas y

el INDES - CES de la UNTR M, se instal un sistema de produccin de biogas y

bioabonos similar en dimensiones e infraestructura al del Mdulo SIP IAG. El Plantel

de Recra de esta Comunidad se ubica a 2300 msnm y 16C de temperatura ambiente

promedio. Se emple estircol fresco de ganado vacuno en la proporcin 1:5 con agua.

Figura 94. Ingreso al Plantel de Recra de Pomacocha.

Figura 95. Poza con el biodigestor, al fondo conexin a la poza de carga. A la

derecha, conexiones a la poza de descarga de biol y a la tubera para salida de

biosol (a ras del piso de la poza para el biodigestor .

Figura 96. Poza de carga, alimentacin del biodigestor y sello hidrulico de la poza.

Figura 97. Poza de descarga vaca y llena como sello hidrulico.

Figura 98. Biodigestor en produccin en Pomacochas.

El sistema de produccin de biogas y bioabonos instalado en Pomacochas demor

40 das para llenar completamente la campana y el gasmetro con biogas, que se

emplea como combustible para la cocina y los bioabonos para los pastos.

Figura 99. Cocina a biogas en Pomacochas.

Tiempo de retencin hidrulica en funcin de la temperatura ambiente

Para biodigestores del tipo tubular de geomembrana de PVC, cargados con mezcla

estircol fresco de ganado vacuno: agua en la proporcin 1:5, se ha determinado el

tiempo de retencin hidrulica (en das), necesario para llenar completamente la

campana del biodigestor y su gasmetro con el biogas producido, en diferentes

condiciones climticas y altitudes sobre el nivel del mar, en las regiones peruanas

San Martn, Amazonas y La Libertad, a partir del da en que fue car gado el

biodigestor .

Los resultados se muestran en la Tabla 5, de donde se deduce que para la

produccin de biogas, influye nicamente la temperatura ambiente y no influye la

altitud sobre el nivel del mar ni el volumen de mezcla estircol: agua con que se

carg el biodigestor; por lo que se recomienda que en zonas fras se vea la forma

de mantener abrigado al biodigestor para su mejor funcionamiento. Como alternativa

se puede hacer lo siguiente:

a) Cubrir el biodigestor con una manta de plstico sobre la cual se puede

colocar paja.

b) Cerrar con una manta de plstico, a manera de pared, todo el contorno

donde se ubica el biodigestor .

c) Construir una caseta para albergar el biodigestor, dejando el espacio

suficiente para su mantenimiento.

Tabla 5. Tiempo de retencin hidrulica para la produccin de biogas, en funcin

de la temperatura ambiente promedio, para biodigestores tubulares alimentados con

mezcla estircol: agua en la proporcin 1:5..

Con el software SPSS se procesaron los datos y se obtuvo la ecuacin logartmica TRH

= -44,705ln (T) + 160,394; que modela el tiempo de retencin hidrulico (TRH: das )

para la produccin de biogas en funcin de la temperatura (T : C) ambiente, con un

ajuste R2 = 0,924.

Figura 100. Grfica del tiempo de retencin hidrulico (TRH) en das en funcin a la

Temperatura ambiente en C.