MANUAL DE USO Y MANTENIMIENTO DE UNIDAD BIODIGESTORA

PROYECTO“IMPLEMENTACION DE UN SISTEMA DE GENERACIÓN DE BIOGÁS Y ABONO BIOLÓGICO MEDIANTE EL TRATAMIENTO DE RESIDUOS

PRODUCIDOS EN UNA GRANJA AGROINDUSTRIAL (PORCINA) LOCALIZADA EN LA PROVINCIA DE VERAGUAS, REPÚBLICA DE

PANAMÁ”

Panamá, República de PanamáENERO 2006

MANUAL DE USO Y MANTENIMIENTO DE UNIDAD BIODIGESTORA

PROYECTO

“IMPLEMENTACION DE UN SISTEMA DE GENERACIÓN DE BIOGÁS Y ABONO BIOLÓGICO

MEDIANTE EL TRATAMIENTO DE RESIDUOS PRODUCIDOS EN UNA GRANJA AGROINDUSTRIAL

(PORCINA) LOCALIZADA EN LA PROVINCIA DE VERAGUAS, REPÚBLICA DE PANAMÁ”

Panamá, República de PanamáENERO 2006

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INDICE

INTRODUCCIÓN ........................................................................................ 3

TERMINOS Y DEFINICIONES ...................................................................... 4

I. ¿QUE ES UN BIODIGESTOR? ..................................................................... 5

II. PROCEDIMIENTO DE BIODIGESTION .......................................................... 5

III. VENTAJAS OBTENIDAS CON LA FERMENTACIÓN ANAERÓBICA DEL ESTIÉRCOL ................................................................... 6

IV. DESVENTAJAS DE LA BIODIGESTION .......................................................... 7

V. CONDICIONES OPTIMAS PARA QUE SE LLEVE A CABO EL CICLO BIOLÓGICO EN EL PROCESO DE DIGESTIÓN ANAERÓBICO ..................................................................... 8

A. TIPOS DE BIODIGESTORES .............................................................. 8

VI. PARTES QUE COMPONEN UN BIODIGESTOR .............................................11

VII. MATERIALES NECESARIOS PARA LA INSTALACIÓN DE LA UNIDAD BIODIGESTORA........................................... 15

a) Forma de la bolsa ..........................................................................16

b) Salida del biogas ...........................................................................16

c) Llenado de la bolsa con humo o aire ..............................................16

d) Llenado de la bolsa con agua.........................................................17

VIII. FORMA DE ALIMENTAR UN BIODIGESTOR .................................................17

a) Preparación de la mezcla de estiércol y agua ................................ 18

IX. FUNCIONAMIENTO DEL BIODIGESTOR ..................................................... 18

X. MANEJO DEL BIODIGESTOR .................................................................... 19

a) Manejo y cuidado rutinario del biodigestor ................................... 19

XI. PROTECCIÓN DEL BIODIGESTOR ............................................................. 20

XII. INCONVENIENTES MÁS FRECUENTES ...................................................... 20

XIII. RECOMENDACIONES ...............................................................................21

XIV. USO DEL LÍQUIDO COMO BIOFERTILIZANTE ............................................. 22

XV. PROTECCIÓN DEL BIODIGESTOR ............................................................. 22

XVI. REPARACIÓN DEL BIODIGESTOR ............................................................. 23

BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................. 24

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INTRODUCCIÓNLa generación de energías alternativas contribuye al mejoramiento y

conservación ambiental, por lo que en la actualidad se están implementando tecnologías de bajo costo y fácil aplicación, como lo es la implementación de unidades biodigestoras a base de estiércol animal para la producción de biogás.

El termino biogás se designa a la mezcla de gases resultantes de la descomposición de la materia orgánica realizada por acción bacteriana en condiciones anaerobias (sin presencia de oxigeno). El biogás se produce en un recipiente cerrado o tanque denominado biodigestor1.

En Panamá existe gran cantidad de pequeños productores que no dan tratamiento alguno a las excretas y las arrojan a pequeñas fosas o incluso di-rectamente a pozos o partes bajas de la granja propiciando serios problemas de contaminación por coliformes y nitratos en suelos y acuíferos2.

El objetivo de un Biodigestor es darle utilidad a las excretas líquidas y transformar las aguas contaminantes en biofertilizantes. Pues las excretas contienen nutrientes que los cultivos pueden utilizar, pero también poseen altas concentraciones de coliformes fecales que producen enfermedades in-fecciosas, capaces de causar hasta la muerte en seres humanos. Es por esto que, para utilizarlas como fertilizantes, es necesario darles un tratamiento que elimine estos agentes infecciosos. Una forma de hacerlo es mediante la biodi-gestión. Al usar un Biodigestor se utilizan los nutrientes contenidos en las excretas, reduciendo la contaminación ambiental, convirtiendo las excretas con contenido de microorganismos patógenos en residuos útiles y sin riesgo de transmisión de enfermedades3.

El método básico de operación consiste en alimentar al digestor con ma-teriales orgánicos y agua, dejándolos un período de semanas o meses (depen-diendo de su tamaño), a lo largo de los cuales, en condiciones ambientales y químicas favorables, el proceso bioquímico y la acción bacteriana se de-sarrollan simultánea y gradualmente, descomponiendo la materia orgánica hasta producir grandes burbujas que obligan su salida a la superfi cie donde se acumula el gas4.

Existen diferentes formas de biodigestores, pero el más utilizado es el de forma cilíndrica el cual tiene una tubería de entrada por donde ingresa la materia orgánica mezclada con agua, y una tubería de salida en la cual existe una descarga de un material con baja carga contaminante, el cual puede ser utilizado en labores de fertilización de pastos o como abono en los cultivos. 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 biogás. Los principales componentes del biogás son el metano (CH4) y el dióxido de carbono (CO2).

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En las granjas porcinocultoras la porcinaza es un material contaminante al cual puede dársele un valor agregado, sometiendo estos residuos sólidos y líquidos a una fermentación anaerobia en un Biodigestor, para la generación de biogás el cual posee 66% de metano, y puede ser empleado como combus-tible en la preparación de alimentos, calefacción de lechones y para remplazar el 25% del combustible en plantas generadoras de energía.

Además este residuo posee aproximadamente un 35% de dióxido de car-bono así como: nitrógeno, hidrógeno e hidrógeno de azufre. En cuanto al efl uente resultante del proceso este no pierde su propiedad como fertili-zante por el contenido de estos nutrientes contribuyen al mejoramiento de su disponibilidad, puesto que contienen menor carga bacteriana y no producen “olores ofensivos”.

Toda materia orgánica susceptible de fermentación, puede ser tratada en biodigestores, convirtiéndose en la forma más barata de higienizar el medio ambiente a la vez que proporciona benefi cios en costos de producción: restos vegetales, basura orgánica, estiércol de la explotación agropecuaria, residuos o deshechos de la agroindustria, etc.

Términos y Defi niciones• Biodegradación: Es el resultado de los procesos de digestión, asimilación

y metabolización de un compuesto orgánico llevado a cabo por bacterias, hongos, protozoos y otros organismos.

• Biogás: Es un gas combustible que se produce de manera artifi cial en dis-positivos específi cos, mediante la acción de de unos seres vivos (bacterias metanogénicas), en ausencia de aire (ambiente anaeróbico). Cuando la materia orgánica se descompone en la ausencia de oxígeno, ante este tipo de bacterias se produce biogás.

• Acotanogenesis: Fase de formación de ácidos orgánicos y acido acético.

• Lixiviación: Fenómeno de desplazamiento de sustancias solubles o dis-persables causado por el movimiento de agua en el suelo, y es, por lo tanto característico de climas húmedos. Esto provoca que algunas capas de suelo pierdan sus componentes nutritivos, se vuelvan más ácidos.

• Metanogenesis: Fase en la cual los sustratos producidos, con la ayuda de un grupo de bacterias, son trasformados en Metano, Dioxido de Car-bono e Hidrogeno, a partir del ácido acético.

1 María Victoria Uribe Moreno, Tecnóloga en Saneamiento Ambiental2 Vázquez y Manjarrez, 19933 McCaskey, 19904 Verástegui, 1980

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I. ¿QUE ES UN BIODIGESTOR?

Es un depósito completamente hermético. En donde se depositan las excretas de animales, las cuales se fermentan mediante un proceso anaeróbico o sea sin la presencia del aire. Como resultado de este proceso se genera gas metano y un líquido sobrante con excelentes características para utilizarse como un bio fertilizante.

II. PROCEDIMIENTO DE BIODIGESTION

La digestión anaeróbica es el tratamiento que tiene por objeto descom-poner la materia orgánica y/o inorgánica en un digestor hermético, sin oxíge-no molecular, prosiguiendo el proceso hasta que se produzca gas metano y dióxido de carbono. Durante la digestión se producen dos fases de descom-posición: la Fase de licuación seguida de la fase de gasifi cación.

La fase de licuación Produce principalmente saprofi tos, la mayoría de las cuales son bacterias facultativas capaces de reproducirse rápidamente y no son tan sensibles a los cambios de las condiciones ambientales como las bacterias responsables de la gasifi cación.

Las bacterias que forman ácidos transformando casi toda la materia carbonácea en ácidos volátiles y agua. Las bacterias que forman el metano, transforman estos ácidos en metano y en dióxido de carbono. Siendo estas bacterias estrictamente anaeróbicas, con bajo porcentaje de reproducción y sumamente sensibles a los cambios de pH y temperatura.

En ausencia de bacterias metanogénicas, con el proceso de digestión sólo se consigue la licuación de los excrementos, lo que con frecuencia los hace más repulsivos. Si en ciertas condiciones la licuación se produce más rápidamente que la gasifi cación, la resultante acumulación de ácidos inhibe todavía más las bacterias metanógenas y el proceso de digestión funciona mal.

Los excrementos licuados en el Biodigestor se llaman sobrenadantes, mientras que los sólidos estabilizados se llaman lodos digeridos. Ambos ma-teriales deben extraerse a intervalos del Biodigestor con el objeto de evitar la inhibición del proceso.

El biodigestor debe estar provisto de un mecanismo para la extracción de lodos, sobrenadantes, acumulación y expulsión de gases y eliminación de sólidos, dispositivos de seguridad contra explosión y para la purga del biodi-gestor.

Además de generarse gas combustible, la fermentación anaerobia de la materia orgánica produce un residuo orgánico de excelentes propiedades fer-tilizantes, evitando en esta forma la competencia que se podría presentar con el aprovechamiento tradicional de los residuos animales y agrícolas con fi nes

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fertilizantes o como combustibles. La composición del bioabono en promedio tiene 8.5% de materia orgánica, 2.6% de nitrógeno, 1.5% de fósforo, 1.0% de potasio y un pH de 7.55.

El bioabono sólido o líquido no posee mal olor, a diferencia del estiercol fresco, tampoco atrae moscas y puede aplicarse directamente al campo en forma líquida, en las cantidades recomendadas6.

Los biodigestores reducen la contaminación de las excretas porcinas hasta en un 80% y si este proceso se complementa con canales de plantas acuáticas puede llegar a disminuir el residuo de contaminación hasta en un 97%, a la vez que se obtiene una biomasa importante de las plantas acuáticas, que puede usarse como abono o alimento animal. Las aguas resultantes de los canales pueden utilizarse para abonar estanques de peces, aumentando así la producción

La descomposición se produce en dos fases:

Fase de licuación: La producen principalmente saprofi tos (descompone-dores de materia orgánica); la mayoría de los cuales son bacterias que se re-producen rápidamente y no son muy sensibles a los cambios de temperatura.

Fase de gasifi cación: Se dan reacciones de acetogénesis y metanogénesis. Las bacterias transforman casi toda la materia orgánica en ácidos volátiles y agua. Las bacterias que forman CH4 con ayuda de enzimas intracelulares transforman casi todos estos ácidos en CH4 y CO2.

Las bacterias metanogénicas son anaerobias estrictas, con baja tasa de reproducción y sumamente sensibles a los cambios de pH y temperatura. Esta es la razón por la cual es tan importante mantener una temperatura constante y adecuada en los biodigestores

III. VENTAJAS OBTENIDAS CON LA FERMENTACIÓN ANAERÓBICA DEL ESTIÉRCOL

Entre las ventajas más importantes de utilizar la fermentación anaeróbica se puede mencionar:

1. Se aumenta la cantidad de Nitrógeno, Fósforo y Potasio y se produ-cen micronutrientes para el suelo.

2. Se eliminan los malos olores, moscas y parásitos y diminuye las malezas en los cultivos.

3. Mejora la capacidad de retención de humedad y desenvolvimiento de microorganismos en el suelo.

5 Botero y Thomas, 19876 McCaskey, 1990

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4. Se homogeneiza el biofertilizante facilitando la mezcla, pulver-ización y distribución en cultivos y pasturas.

5. Otra ventaja de este tipo de tratamiento del estiércol es la reducción de olores desagradables.

6. La materia orgánica se reduce unicamente de un 50 a 70%. Como el contenido orgánico representa del 2 al 5% de los excrementos to-tales, una reducción del 70% no infl uye mucho en el volumen total, lo que si disminuye es la repulsividad de los excrementos frescos de-bido a la estabilización de la materia orgánica biodebradable, lo cual reduce el potencial contaminante. Además, casi todas las bacterias patógenas son eliminadas cuando el tiempo de permanencia en el biodigestor es prolongado.

7. Mediante el uso efi ciente y racional de los recursos disponibles den-tro de las fi ncas, es posible maximizar sus valores Ambientales, So-ciales y Económicos.

IV. DESVENTAJAS DE LA BIODIGESTION

1. El material orgánico obtenido en este tipo de biodegradación es líquido.

2. La aplicación de este efl uente de Biodigestor (fertilizante) en forma líquida en suelos permeables produce mucha perdida por lixiviación de algunos de sus componentes causando problemas de contami-nación.

3. El gas metano, principal componente del biogás, al ser lanzado a la atmósfera, causa el efecto invernadero.

4. Es necesario tener un suelo húmedo para hacer la aplicación del efl uente, porque si el suelo está seco existe gran pérdida de nitrógeno del efl uente por volatilización7.

7 Feigin et al. 1991

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V. CONDICIONES OPTIMAS PARA QUE SE LLEVE A CABO EL CICLO BIOLÓGICO EN EL PROCESO DE DIGESTIÓN ANAERÓBICO

Para la instalación de la unidad biodigestora es importante contar con las siguientes condiciones óptimas:

• Temperatura óptima de 25 a 35 grados centígrados, dependiendo del clima local.

• Biodigestor herméticamente cerrado.

• Tiempo de retención de 30 a 40 días

• Relación carbono nitrógeno de 30:1

• El porcentaje de sólidos de la mezcla esta entre 7 y 9 % 8.

A. TIPOS DE BIODIGESTORES

En forma general se clasifi can, según su modo de operación, en los siguientes: de régimen estacionario o de Batch, de régimen semicontinuo, horizontales de desplazamiento y de régimen continuo.

Los de régimen estacionario son muy utilizados para obtener fertilizante orgánico y consisten en tanques herméticos con una salida de gas. Se cargan una sola vez y se descargan cuando han dejado de generar gas9.

Los de régimen semicontinuo se construyen enterrados, se cargan por gravedad una vez al día, en la parte superior fl ota una campana donde se almacena el gas10.

Los horizontales de desplazamiento también se construyen enterrados semejantes a un canal, se operan a régimen semicontinuo, entrando la carga por un extremo del biodigestor y saliendo el efl uente por el extremo opues-to.

Los de régimen continuo se utilizan principalmente para tratamiento de aguas negras; son plantas muy grandes que emplean equipos para proporcio-nar calefacción y agitación, éstos generalmente son de tipo industrial 11.

La FAO propone un prototipo denominado: “Biodigestor plástico de fl ujo continuo, generador de gas y bioabono a partir de aguas residuales ser-vidas”, el cual es muy sencillo y económico. Las principales características

8 Hayas et al.., 19799 CEMAT, 197710 Viñas, 199411 Mandujano, 1981

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de éste son: se hace con polietileno calibre 8 resistente a la luz ultravioleta (LUV), el tiempo aproximado de retención para la digestión anaerobia de la materia orgánica diluida es de 30 a 40 días en zonas tropicales con temper-aturas promedio de 30º C12.

• Biodigestor de Cúpula Fija: Tiene como principal característica que trabaja con presión variable y como desventaja se destaca que la presión de gas no es constante y que la cúpula debe ser completamente hermé-tica, ello implica cierta complejidad en la construcción y costos adi-cionales en impermeabilizantes. Sin embargo este biodigestor presenta la ventaja de que los materiales de construcción son fáciles de adquirir a nivel local, así como la inexistencia de partes metálicas que pueden oxi-darse y una larga vida útil si se le da mantenimiento, además de ser una construcción subterránea.

Estos biodigestores son de estructu-ra rígida hecha en materiales como: concreto, bloques o ladrillos). Se recomienda su construcción bajo tierra en suelos en tierra y estables, además su interior debe imperme-abilizarse para evitar el escape de gases y del líquido

• Biodigestor de campana fl otante: Se caracteriza por tener un depósito de gas móvil a manera de campana fl otante, esta puede fl otar en la masa de fermentación o en un anillo de agua.

Las ventajas de este tipo de planta son que trabajan a presión constante y se puede determinar la cantidad de gas almacenado por el nivel de la campana y este es el único sistema que mantiene constante la presión del gas que se genera.

La desventaja que presenta este tipo de biodigestor es la exposición a la corrosión ya que las campanas son generalmente metálicas. Últimam-ente se ha experimentado con fi bra de vidrio y se han obtenido buenos resultados.

12 FAO, 1995

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Además, el modelo de campana fl otante presenta costos altos de con-strucción y de mantenimiento, debido al uso periódico de pintura anti-corrosivo.

Este Tipo de biodigestores tiene una estructura sólida fi ja, la cual va en-terrada y es hecha en concreto, ladrillos o bloques. La segunda estructura en la mayoría de los casos es una campana de acero que fl ota sobre la primera estructura.

• Biodigestor tipo balón: Este modelo consiste en una bolsa o balón plástico completamente sellado, donde el gas se almacena en la parte superior, aproximadamente un 25% del volumen total. Tiene como des-ventajas, que debido a su baja presión es necesario colocarle sobrepesos al balón para aumentarla, su vida útil es corta, de aproximadamente 5 años, y el material Plástico debe ser resistente a la intemperie, así como a los rayos ultravioletas. Su mayor ventaja es que la instalación es rápida y sencilla y el costo, en relación con el modelo de cúpula fi ja, se reduce en un 50% o más.

El prototipo FAO, denominado “Biodi-gestor de fl ujo continuo” es el más utilizado para el tratamiento de excretas y generación de biogás, por que es sencillo y económico.

VI. PARTES QUE COMPONEN UN BIODIGESTOR

• La fosa: Un hueco en la tierra con paredes longitu-dinales con un talud de 10%, para evitar el derrum-bamiento de las paredes y una pendiente mínima del 0.5% a lo largo del piso que permita el fl ujo diario del liquido por gravedad. La fosa del Biodigestor debe excavarse en suelo fi rme, de manera que sus paredes no se derrumben y no queden rocas o piedras cortopunzantes o raíces salientes, pues estas pueden romper la bolsa.

• Bolsa: El tubular de polietileno calibre 8, protegido con resina contra luz ultravioleta (LUV), se extiende sobre un piso seco, fi rme, sin piedras u objetos que pudieran romperlo; luego se dobla a la mitad y se corta en dos tubulares de 12 m de longitud cada uno y en cada extremo (del corte hacia el centro) se dibuja con un marcador una línea de 1 m de longitud, que sirve de guía para amarrar los tubos que salen de las cajas de entrada y salida. Un tubular o bolsa de po-lietileno se introduce en la otra, emparejando los tu-

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bulares sin que queden arrugas o pliegues entre ellos.

Centrado sobre el doblez en que se trazaron las dos líneas de 1 m y a la mitad de la longitud del tubular, se hace una ranura de 1.9 cm (que perfora las dos capas del plástico), desde la parte interna de los tubulares.

• Salida del biogás: Por la ranura se introduce el ex-tremo roscado de un conector macho de PVC de 2.54 cm de diámetro, en el que previamente se coloca una arandela acrílica de 19 cm de diámetro con un em-paque de las bolsas. Una vez salida la rosca al exterior de los tubulares, se le inserta el otro empaque con la arandela acrílica, luego se procede a enroscar la hem-bra sobre la rosca del macho de PVC de 2.54 cm, dándole el mayor ajuste manual posible.

• Cajas de entrada y salida: Deben construirse dos cajas en bloques de cemento o ladrillo, las cuales cumplen las funciones de entrada del estiércol y salida del líquido tratado, resultante del proceso. Las cajas cumplen la función de regular el nivel del líquido que se debe mantenerse dentro del Biodigestor.

• Tubos conductores de gas: la conducción del gas se lleva desde el biodigestor hasta el sitio donde se colocarán los fogones. La conducción del biogás generalmente se hace con materiales de pvc. Sin em-bargo, en los extremos donde se colocan los fogones o calentadores se incorpora una llave de bronce a la que se le acoplará un tubo galvanizado para que funcione como fogón.

La conducción para el consumo puede hacerse en manguera de polietileno de 1 1/2 pulgadas de diá-metro para biodigestores grandes y de 1 pulgada para biodigestores familiares. Es recomendable usar Agrotubo que posee un recubrimiento interno con poca rugosidad lo que permite el paso más fácil del gas porque existe menos roce. La manguera de con-ducción de gas hacia el sitio de utilización no debe ser enterrada con el fi n de evitar la condensación y humedad interna, además deben evitarse las ondu-laciones, pues esto puede permitir la acumulación de agua evitando la salida del biogás. En caso de que

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se tenga una conducción con longitudes mayores a 100 m es recomendable usar manguera de mayor diá-metro y utilizar bolsas de reservorio.

• Válvula de seguridad: Con tubería de PVC de 1” (pulgada) se hace una “T”, en un extremo de esta se acopla la manguera que viene del biodigestor y en el otro lado se coloca provisionalmente un tapón.

Esta válvula debe ir cerca al biodigestor en la conduc-ción de gas que sale de este, su función es formar un sello de agua que permita la salida del biogás en condiciones normales, pero que a su vez deje escapar el exceso de presión evitando la ruptura del plástico o la bolsa.

Se hace una “T” con tubería de PVC de 1” pulgada, se acoplan los niples de PVC de 20 cm a los lados del niple de 30 cm hacia abajo. Después se introduce el niple de mayor longitud en el envase plástico y 5 a 6 cm por encima del extremo de este tubo se hacen unos agujeros en este recipiente para controlar el niv-el del agua, cuyo nivel debe mantenerse en la mitad, incluso bajo la lluvia. Luego se llena el envase con agua hasta los aguajeros y se procede a asegurarse el tubo con la ayuda de un poste, soporte o amarrándolo a la misma manguera de conducción, la cual debe ser de un diámetro que entre en el recipiente plástico con agua

• Quemador del fogón: El gas puede ser utilizado para calentar los cer-dos recién nacidos o de corta edad, a través de calentadores.

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VII. MATERIALES NECESARIOS PARA LA INSTALACIÓN DE LA UNIDAD BIODIGESTORA

• 25 metros de tubular en polietileno transparente calibre 8, de 5 met-ros de circunferencia (este material varia según la característica del plástico y de la longitud del mismo) la cantidad que sea necesaria.

• 8 baldes circulares plásticos, sin fondo, de 20 litros de capacidad, o 2 alcantarillas de concreto de 12 pulgadas de diámetro.

• 2 metros de manguera plástica transparente y fl exible de 1¼ pulga-das de diámetro.

• 1 adaptador macho de PVC de 1’

• 1 adaptador hembra de PVC de 1’

• 1 tee de PVC de 1’ de diámetro.

• 2 codos de 90 grados de PVC de 1 pulgada de diámetro.

• 1 tapón liso de PVC de 1 pulgada

• 100 cm de tubería gris de PVC de 1 pulgada de diámetro.

• 1 frasco de pegante para PVC.

• 50 cm de tubería metálica galvanizada de ½ pulgada de diámetro.

• 2 arandelas en acrílico, madera, fi bra de vidrio, aluminio o material sintético fi rme de 20 cm. de diámetro con un agujero central de 1 pulgada.

• 1 frasco plástico transparente, sin tapa, de 2 a 5 litros de capacidad.

• 2 empaques circulares de neumático usado de 25 cm de diámetro.

• 10 correas de neumático usado de 5 cm de ancho por 2 m de largo.

• 8 sacos vacíos de polipropileno (de abono o de concentrado).

• Una alambrilla o esponjilla metálica de lavar ollas.

a) Forma de la bolsa

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b) Salida del biogás

• Se toman dos arandelas de neumático y dos arandelas de plástico o de acrílico 2 metros de manguera plástica transparente y fl exible de 1¼ pulgadas de diámetro.

• 1 adaptador macho de PVC de 1’

• 1 adaptador hembra de PVC de 1’

• haga un corte de una pulgada en el pliegue superior del plástico a tres metros del extremo de en-trada de la unidad Biodigestora y coloca los materiales hasta completar la válvula de salida del biogás.

c) Llenado de la bolsa con humo o aire

Cierre de forma hermética uno de los extremos amarrando con ligas de neumático por el otro extremo in-troduzca el brazo de una bomba de motor para el infl ado con aire hasta su máxima capacidad, para su inme-diato, llenado con agua.

d) Llenado de la bolsa con agua

Se introduce una manguera de jardín para el llenado con agua hasta que no permita la salida del agua.

VIII. FORMA DE ALIMENTAR UN BIODIGESTOR Para la alimentación del biodiges-

tor es necesario contar una fuente de estiércol de cuales quiera de los animales domésticos que garantice una cantidad de 10 a 20 kilogramos estiércol diariamente.

Para mantener el biodigestor fun-cionando, se le debe introducir una dosis diaria mezclada de: una parte

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de excretas frescas, por cada cinco a diez partes de agua.

A. Preparación de la mezcla de es-tiércol y agua

Las proporciones de agua y ex-cretas son de 1:4. O sea, por cada 20 kilogramos de excretas se agregan 80 litros de agua.

La efi ciente separación de los sólidos garantiza el buen func-ionamiento de la unidad Biodi-gestora.

IX. FUNCIONAMIENTO DEL BIODIGESTOR

Para lograr mayor efi ciencia en la producción del biogás es necesario contar con un PH entre 6.7 y 7.5, si este es muy ácido la acción de las bacterias metanogénicas se inhibe y aumenta la proporción de gas car-bónico en el biogás13. Las causas que pueden producir esto son:

• Cambio excesivo de la carga

• Permanencia por largo tiempo sin recibir carga

• Presencia de productos tóxicos en la carga

• Cambio amplio y repentino de la temperatura interna

• La alta acidez se puede corregir al adicionar agua con cal en la fase líquida.

En cuanto a la relación Carbono Nitrógeno tenemos que el estiércol lo convierten en metano (CH4) las bacterias. El Nitrógeno es utilizado en la multiplicación de bacterias y como catalizador, los niveles altos de Nitrógeno pueden llegar a detener la generación de metano. Es de anotar que el estiércol de bovino y porcícola alimentados con dietas altas de proteico, tienen alto contenido de carbono, de ahí la posibilidad de combinar las excretas en el Biodigestor, para balancear el contenido de nutrientes e incrementar la efi ciencia en la producción de biogás.

La fermentación anaeróbica de los sólidos orgánicos y su conversión parcial en biogás esta relacionada con la temperatura interna de oper-ación, obteniéndose la mayor efi ciencia en la digestión de la materia

13 Taiganides et al 1963

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orgánica con una conversión entre los 30ºC a los 40ºC (mesófi los) y entre los 55ºC a 60ºC (termofílicos).

Es importante incrementar la generación del calor durante la fermen-tación de la materia orgánica (proceso exotérmico), pues a medida que disminuye la temperatura ambiental por efectos de la altura sobre el nivel del mar este proceso de digestión se vuelve más lento y se realiza durante las horas más cálidas del día o utilizando calentadores solares para ello.

Para obtener producción de biogás es necesario alimentar el biodigestor con la misma frecuencia, además es conveniente que el desagüe de los pisos este conectado directamente al biodigestor y que posea un interrup-tor manual para desviar y evitar la entrada de exceso de agua del lavado, mezclada con las excretas.

X. MANEJO DEL BIODIGESTOR

Es importante tener en cuenta los cuidados que deben tenerse con el biodigestor para lograr una mayor durabilidad y evitar accidentes que causen daños a la bolsa.

Es importante evitar la carga del biodigestor cuando se hace desinfección en los corrales, pues las sustancias utilizadas en esta actividad Pueden afectar los organismos encargados de realizar el proceso descomponedor dentro del biodigestor. Es importante que exista separación de las redes de aguas lluvias y evitar que estas entren al biodigestor, pues estas dilu-irían el material orgánico y afectaría el proceso de biodigestión.

Si por algún motivo el biodigestor no puede ser cargado directamente con las aguas residuales, este se puede cargar mediante el uso de estiércol y agua en proporción14 1:3 ó 1:4. Además es necesario tener en cuenta que el biodigestor puede cargarse parcialmente con aguas de los inodoros y letrinas.

A. MANEJO Y CUIDADO RUTINARIO DEL BIODIGESTOR

Para el manejo y cuidado rutinario del Biodigestor es necesario to-mar en cuenta las siguientes recomendaciones:

• Cargar el biodigestor con las aguas residuales requeridas diari-amente.

• De los canales de conducción y cajas de entrada retirar los ma-teriales que se acumulan allí. (Plástico, ramas y piedras entre otros).

14 Bui Xuan et al., 1997

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• Evitar cualquier entrada excesiva de agua al biodigestor, actu-ando rápidamente suspen-diendo esta entrada si es el caso.

• Revisar con frecuencia si existen fugas de gas en la conducción.

• Eliminar las acumulaciones de aguas lluvias sobre la lámina del plástico para evitar que los rayos solares quemen la bolsa.

• Revisar semanalmente en nivel de agua en la válvula de seguri-dad y corregirlo para que se mantenga en una columna de 10 cm por encima del extremo del tubo.

• Revisar periódicamente las acumulaciones de agua en las partes más bajas de la conducción del gas.

• Revisar que no haya fugas en la bolsa del reservorio de biogás.

• Revisar la conducción del gas para detectar posibles fugas en las uniones de las mangueras, sobre todo junto a la válvula de seguridad o en cualquier desviación que se haya hecho en la red principal.

XI. PROTECCIÓN DEL BIODIGESTOR

Es importante proteger el biodigestor mediante una cerca y un techo que impida el ingreso de animales y la caída accidental de ramas, u objetos que pueda causar rompimiento, además este evita el ingreso de personas que corren el riesgo de caerse a algunas de las cajas de salida o entrada del estiércol al biodigestor.

Es aconsejable en zonas de pendiente acondicionar unas zanjas alrededor de la fosa con el fi n de evitar que entren a esta agua de escorrentía.

Al biodigestor no deben entrar materiales diferentes al estiércol revuelto con agua, pues la arena, tallos, hierbas, madera u otro tipo de residuos procedentes del lavado pueden sedimentarse en el fondo de la bolsa o formar una capa superfi cial o “nata” que disminuye el espacio útil y efi -ciencia del sistema.

XII. INCONVENIENTES MÁS FRECUENTES

• El plástico muy delgado es susceptible de ruptura, por esto es reco-mendable el plástico calibre 8.

• El plástico muy grueso o de mala calidad, es muy difícil de manipu-lar.

• Imperfecciones en la lámina de plástico

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• La falta de protección de la luz ultravioleta cristaliza o rompe el plástico.

• La oxidación y ruptura de las arandelas de materiales poco resis-tentes a la corrosión, es por esto es recomendable la utilización de estas en materiales como acrílico y aluminio.

• La perforación del plástico, por la caída de objetos corto punzantes en la superfi cie de la bolsa o presencia de piedras, raíces u objetos fi lados en la fosa de colocación del plástico del biodigestor.

• Una inadecuada técnica de amarre de la bolsa a los tubos, permi-tiendo la salida del biogás.

• Colocación de la bolsa del biodigestor torcida o con pliegues en la superfi cie, reduciendo la superfi cie de almacenamiento del gas

• Adaptadores macho y hembra que no acoplen adecuadamente.

XIII. RECOMENDACIONES

1. Seleccionar Adecuadamente el sitio de excavación de la fosa, que sea un terreno estable y alejado del paso de vehículos.

2. Si se realizan llenos dentro de los movimientos de tierra de la fosa es necesario reforzar estos con gaviones u otro tipo de estructuras que ayuden a soportar el peso del biodigestor.

3. Calcular el tamaño del biodigestor de acuerdo al agua residual a tratar y respetar estos parámetros, de acuerdo a la cantidad de es-tiércol disponible.

4. No permitir la entrada de aguas lluvias y aguas procedentes de bebe-deros u otras tuberías al sistema.

5. Debe controlarse la utilización excesiva de las aguas de lavado me-diante la colocación de llaves al fi nal de las mangueras y capacitar al personal.

6. Desviar las aguas de lavado cuando estas tienen contenido de desin-fectantes.

7. Es necesario proteger el biodigestor por medio de una cerca, en-techarlo y hacer las labores de limpieza o roce manualmente sin usar machete.

8. Se recomienda hacer conjunto con el biodigestor un tanque desare-nador con el fi n de evitar la entrada de sólidos al biodigestor y alar-gar su vida útil.

9. Revisar frecuentemente la válvula de seguridad.

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10. Recubrir con cemento la parte interna de las cajas de entrada y salida del biodigestor.

11. Evitar ondulaciones en la manguera que conduce el biogás y colocar una “T” donde se pueda acumular agua para drenar esta y evitar que se condense.

12. Si la distancia del biodigestor al sitio de consumo es muy grande es recomendable incrementar el diámetro de la manguera y colocar reservorios en la conducción

XIV. USO DEL LÍQUIDO COMO BIOFERTILIZANTE

• Servirá como abono para los cultivos y como alimentos para peces.

• Su uso mejora las propiedades físico, químico y microbiológicas del suelo

• También puede utilizarse como alimento de los animales, añadiendo miel para mejorar palatabilidad. Ya que es un producto rico en nutri-mentos nutritivos.

XV. PROTECCIÓN DEL BIODIGESTOR

• Para evitar los efectos de los rayos ultra violeta del sol.

• Es necesario la construcción de un techo y cercarlo para evitar la entrada de animales en el sitio del biodigestor

• De ser posible sembrar algunas plantas que sirvan como sombra y que no representes peligro para de daño a la infraestructura del biodigestor.

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XVI. REPARACIÓN DEL BIODIGESTOR

El problema más frecuente en los biodigestores plásticos es por la falta de protección (cercamiento y entechado), ocasionándose perforaciones a la bolsa por elementos como piedras, ramas palos puntillas, que caen a la bolsa o a la fosa del sistema, como en algunos casos picotazos de aves.

En este caso si los rotos no son demasiado grandes se pueden parchar, el cual consiste en una lámina de hierro de 3mm de grosor y de un tamaño tal que cubran todo el hueco y un poco más. Ambas lámi-nas deben perforarse juntas, al igual que dos pedazos de neumático del mismo tamaño, de tal forma que puedan introducirse los tornillos que permita ajustarlas,. Una de las láminas se ubica al interior del plástico por el hueco del biodigestor con uno de los pedazos del neumático que también se encuentra perforado para el paso de los tornillos. Estas dos piezas se colocan de forma que cubran todo el hueco, se dobla el plástico en dos capas de forma que quede cubierto el roto y se les hacen las perforaciones necesarias , luego se coloca la otra pieza de neumático perforada con la otra lámina de hierro y fi nalmente se ponen las tuercas de cada tornillo y se ajusta fuertemente con una llave como lo muestran las fotografías.

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