INDICEPg. INTRODUCCIN ................................................................................................................2 MARCO TERICO ...........................................................................................................4 RESUMEN DEL ARTCULO ...............................................................................................9 DIAGRAMA DE FLUJO Y/O DE BLOQUES ........................................................................10 CONCLUSIONES DEL AUTOR ..........................................................................................15 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES DE LOS ALUMNOS ......................................16 DICCIONARIO EXPLICATIVO ............................................................................................17 BIBLIOGRAFA CONSULTADA. .........................................................................................18 FOTOCOPIA LEGIBLE DEL ARTCULO ............................................................................19

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INTRODUCCIN

En la actualidad los hidrocarburos son indispensable fuente de energa para nuestro desarrollo, pero son energas no renovables, es decir una vez que se agoten, no podrn ser reutilizadas. Por ello existe mucho inters en investigar la utilizacin de otros recursos energticos, por ejemplo la energa solar, la energa nuclear, la energa geotrmica, la elica y la ocenica y en forma ms reciente la utilizacin de residuos orgnicos a travs de un proceso llamado biogs. Cuando los desechos orgnicos inician el proceso qumico de biodegradacin, liberan una gran cantidad de gases llamados biogs. Con tecnologas apropiadas se puede transformar en otros tipos de energa, como calor, electricidad o energa mecnica. El biogs tambin se puede producir en plantas especiales: los residuos orgnicos se mezclan con agua y se depositan en grandes recipientes cerrados llamados digestores, en los que se produce la fermentacin por medio de bacterias anaerobias. Con sistemas como este se aprovecha una fuente de energa existente, como es la basura orgnica, y se valorizan sus potencialidades ya sea desde el punto de vista econmico como social.

Nuestra investigacin ha sido realizada basada en los siguientes objetivos:

Llevar a la prctica los conceptos y herramientas aprendidas en el curso, utilizando correctamente la simbologa de equipos, accesorios y diagramas de flujo de procesos industriales.

Resaltar la importancia del uso de energas renovables, a base de el reproceso de los residuos orgnicos, una tendencia cada vez ms importante y valorada en tiempos donde el hombre busca la forma de reducir los impactos ambientales de su desarrollo industrial.

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MARCO TEORICO1. BIOGAS El trmino biogs se refiere a los equipos construidos para producir gas metano mediante la digestin anaerobia de los desperdicios de granja u otros tipos de biomasa, tales como estircol, abono humano, residuos de cosechas, etc. El biogs o gas metano se obtiene mediante un procedimiento de digestin, que es un proceso anaerobio, es decir, que debe producirse sin oxgeno.

1.1. DIGESTION ANAEROBIA

La digestin anaerobia es el proceso biolgico mediante el cual microorganismos descomponen material orgnico en ausencia de oxigeno obteniendo productos gaseosos o biogs, digestato y compuestos de difcil descomposicin. CUADRO 1: COMPOSICION DEL BIOGAS

GAS Metano Dixido de carbono Hidrgeno Oxgeno Nitrgeno Monxido de carbono Gases diversos Vapor de aguaFUENTE: http://www.ambientum.com/

SMBOLO CH4 CO2 H2 O2 N2 CO SH2;NH3; Cn-H2n H2O

PORCENTAJE 55-80% 20-45% 0-10% 0.1-1% 0.5-10% 0-0.1% 1-5% Variable

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1.2. CO-DIGESTION ANAEROBIA La co-digestin anaerobia, la cual trabaja bajo la misma premisa, es el tratamiento en conjunto de diversos residuos orgnicos de distintos orgenes en una zona geogrfica, normalmente de tipo agropecuario e industrial. Este tipo de proceso aprovecha las cualidades de cada tipo de residuo y a la vez compensa la falta de cada uno por separado. Las ventajas de la co-digestin anaerobia aumentan considerablemente la produccin de metano (50-200%), todo depende de las condiciones antes mencionadas y de la naturaleza de la co-materia orgnica a utilizar. La produccin de biogs no es muy alta si solo se utilizan residuos ganaderos: por ende, se le deben agregar residuos orgnicos agroindustriales. Hay condiciones y parmetros que se deben asegurar para una buena digestin anaerobia. Condiciones Ph Alcalinidad Potencial REDOX Nutrientes Txicos e inhibidores

Parmetros Temperatura Agitacin Tiempo de retencin Velocidad de carga orgnica

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1.2.1. LOS OLORES Los problemas de olores se manifiestan en las etapas iniciales del proceso de descomposicin de los residuos, y dependen de diversos factores tales como, contenido de humedad de los residuos, su densidad y profundidad del sitio, adems de factores meteorolgicos como humedad y temperatura. En algunos casos los olores pueden ser detectados a considerables distancias, pudiendo llegar hasta varios kilmetros, siendo el motivo de queja ms recurrente de los vecinos alrededor de las plantas de biogs, pudiendo ser causantes directos de su estrs mental y psicolgico. Es por ello que se considera deben instalarse en ambientes alejados de la comunidad, o asegurar mejor que los olores no escapen de la planta. Otro peligro por fuga de estos olores es el de explosividad, que parece ser el mayor riesgo asociado.

1.3. MANEJO DE BIOGAS La produccin del biogs asocia riesgos lo cual explica el por que se realiza una permanente manutencin de las instalaciones y sistemas de captacin de biogs, as como tambin del material de cobertura, para impedir la formacin de mezclas aire-metano, dentro de rangos potencialmente explosivos (11-22%). Asimismo, es importante el control de los equipos en las etapas de purificacin del biogs, puesto que con esto no solo se asegura una mejor calidad del gas, sino que tambin el uso de este biocombustible no produzca gases pesados, causantes de lluvia acida e efecto invernadero. Actualmente existen empresas especializadas en la instalacin de plantas de Biogs, de acuerdo a las necesidades, localizacin, potencial energtico a requerir. Una de ellas es la empresa Zorg, compaa alemana especializada en esta tecnologa.

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2. CMO MEJORAR LA PRODUCCIN DE BIOGS?

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Implementando mejores sistemas de Pre-Tratamiento Implementar la Co-Digestin de Diferentes tipos de Residuos. Desarrollo de criterios para mezclas ptimas. Mejorar la Monitorizacin Desarrollar nuevas estrategias de Control del Proceso Integracin con otras instalaciones (Biorefinera)

3. DATOS COMPLEMENTARIOS NIVEL DE CONTAMINACIN DE LAS ENERGAS CONVENCIONALES Nuclear: Contaminacin del agua. Basura nuclear. Produce mutaciones en los seres vivos. Hidroelctrica: Disconformidad en la poblacin Cambio de clima Alteracin de la fauna y la flora. Erosin en las orillas de los lagos produciendo gas del pantano (gas metano) con la descomposicin de la biomasa.

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Petrleo y gas: Polucin atmosfrica. Contaminacin del medio ambiente. - Alteracin de la flora y fauna.

Ventajas que Proporcionan las Energas Alternativas No consumen combustibles. Son fuentes de generacin inagotables. No contaminan el medio ambiente. No producen mutaciones en los seres vivos. No producen alteran del clima. No altera el equilibrio de la flora y la fauna.

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SUBSTRATOS PARA POTENCIAR LA PRODUCCIN DE BIOGAS

Deyecciones animales: Vacas Cerdos Gallinas

Residuos Orgnicos: Residuos Municipales Industrias

Planta de Generacin Homogenizacin Digestin Reduccin de olores Purificacin

Co-Digestin Anaerobia

Fertilizantes

Biogas:Para generar Calor, electricidad, reduccion de la contaminacion del aire a partir de la utilizacion energetica efectiva de energia renovable.

Fuente: Elaboracin Propia

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RESUMEN DEL ARTCULO

Las energas renovables cobran cada vez mayor importancia. Accidentes como el provocado por el reciente terremoto de Japn en la central de nuclear de Fukushima hacen que nos replantemos el origen de la energa que consumimos para mantener nuestro estilo de vida. La generacin de energa a partir de subproductos agrcolas y ganaderos es cada vez ms importante y son numerosos los productores agrcolas que apuestan por la produccin de este tipo de energas como complemento a la renta agraria proveniente de sus explotaciones ms convencionales. Adems, el inters por convertir dichos materiales en fuente de energa renovable ha aumentado notablemente en los ltimos aos ante la subida del precio del barril de petrleo y las perspectivas de futuro a este respecto.

La digestin anaerbica es un proceso tecnolgico en la que la materia orgnica, en ausencia de oxigeno y mediante la accin de un grupo de bacterias especificas, se descomponen en productos gaseosos o Biogs (CH4, CO2, H2, H2S, etc.), y en digestato, que es una mezcla de productos minerales (N, P, K, Ca, etc.) y compuestos de difcil degradacin.

Al proceso microbiolgico que posibilita la produccin de biogs se le denomina digestin o fermentacin anaerobia. Durante dicho proceso, el cual se desarrolla en ausencia de oxgeno (como ya fue dicho), la materia orgnica biodegradable se descompone por accin de

diferentes grupos de microorganismo desde sus formas ms complejas (carbohidratos, protenas, lpidos, etc.), hasta otras formas ms sencillas, generndose as el biogs.

El biogs es un gas compuesto principalmente de metano y dixido de carbono, que se obtiene como resultado de la digestin anaerobia de sustratos orgnicos tanto por va lquida como seca. El biogs puede ser aprovechado como combustible en motores de combustin, en turbinas o en calderas; ya que su poder calorfico oscila entre 5.000 y 6.000 kcal/m3 en funcin del contenido en metano.

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DIAGRAMA DE FLUJO Y/O BLOQUES

1. Diagrama de Bloques del proceso para la obtencin de Biogs

Extraccin del Recurso

Transporte

Pre-tratamiento

Impurezas

Planta de Generacin Biogs Purificacion

Digestato (N, P, K, Ca)

Humedad e impurezas

Generacin de Energa

Fuente: Elaboracin Propia

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OBSERVACIONES Es importante considerar que para la obtencin de Biogs, podemos obtenerlo mediante fuentes de materia orgnica en descomposicin. Para el caso de nuestra investigacin, sugiere el uso de las deyecciones animales del ganado, como tambin el uso de los residuos orgnicos municipales. Deacuerdo a la procedencia del recurso orgnico se deriva a realizar un Pretratamiento, debido a que se necesita remover elementos ajenos e impurezas que puedan afectar la calidad del biogs, como los equipos a emplear. La etapa ms importante de todo el proceso es la de Generacin, ya que es aqu donde los substratos mediante la ausencia de oxigeno y el uso de bacterias especificas, se procede a descomponer la materia orgnica en productos gaseosos. Es importante considerar que durante todo el proceso, es importante la purga como la eliminacin de sustancias ajenas a nuestro proceso como el digestato, el cual se compone de elementos de difcil degradacin. Asimismo, luego de obtener el biogs, es necesario purificarlo mediante lavado a base de NaOh y MEA, como la adsorcin de humedad mediante un agente higroscpico. Una vez que el biogs a pasado por estas etapas, ya puede ser empleado en la generacin de energa. Obteniendo una fuente de energa renovable y efectiva.

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Diagrama de Flujo del proceso para la obtencin de Biogs

Residuo Ganado

(1) VAPOR Residuos Municipales NaOH (1) Agua (2) (3) (4) Biogs Mezcla de residuos pre-tratados Biogsgas Lodo gas Biogs

MEA

silicagel

BIOGS PURIFICADO (15) (16)

ENERGA ELCTRICA

(7) (6)

(10)

(11) (12) Solucin gastada con CO2

(14) (13)

Solucin gastada con H2S

M(17)

ENERGA MECNICA

Lodo

Digestato (N, P, K, Ca)

(5) Purga LEYENDA 1) SILOS DE ALMACENAMIENTO 2) MOLINO AMASADOR DE RODILLOS 3) FILTRO ESPECIAL. 4) TANQUE DE MEZCLA 5) DIGESTOR ANAEROBIO 6) SEPARADOR DE FASES 7) GASOMETRO 8) TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE EFLUENTES LIQUIDOS 9) VALVULA DE CIERRE. 10) TORRE DE ABSORCION CON SODA 11) TORRE DE ABSORCION CON MEA 12) TORRE DE ADSORCION CON SILICAGEL 13) FILTTRO VERTICAL PARA GASES 14) GENERADOR DE VAPOR (CALDERO) 15)TURBINA 16) GENERADOR DE ENERGIA 17) MOTOR

(5) Purga (8) Efluente s (9)

Fuente: Elaboracin Propia

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Observaciones Pre-tratamiento

Residuo Ganado

(1)

Residuos Municipales (1) Agua (2) (3) (4)

LEYENDA 1) SILOS DE ALMACENAMIENTO 2) MOLINO AMASADOR DE RODILLOS 3) FILTRO ESPECIAL. 4) TANQUE DE MEZCLA

Es importante notar que el objetivo ms importante al realizar un pre-tratamiento a los recursos a utilizar, tales como los residuos municipales, es muy importante antes de ser llevados al mezclado, haber molido el material, para homogenizar y a su vez pasarlo por un filtrado, a fin de eliminar impurezas ajenas al proceso

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Generacin: Co-digestin Anaerobia

Biogs Mezcla de residuos pre-tratados Biogs gas Lodo gas Digestato (N, P, K, Ca)

Lodo

Purga

Purga

Esta es la etapa ms importante del proceso, aqu mediante dos bio-digestores en serie, los substratos se descompondrn en productos gaseosos, mediante la biodigestion anaerobia. Siempre tenemos purgas, debido a las presiones y aglomeracin de material difcil de descomponer, tales como el Digestato compuesto de elementos de difcil degradacin.

PurificacinVAPOR NaOHBiogs

MEA

silicagel

BIOGS PURIFICADO (15) (16)

ENERGA ELCTRICA

(7)

(10)

(11) (12) Solucin gastada con CO2

(14) (13)

Solucin gastada con H2S

M(17)

ENERGA MECNICA

LEYENDA 10) TORRE DE ABSORCION CON SODA 11) TORRE DE ABSORCION CON MEA 12) TORRE DE ADSORCION CON SILICAGEL 13) FILTTRO VERTICAL PARA GASES 14) GENERADOR DE VAPOR (CALDERO) 15)TURBINA 16) GENERADOR DE ENERGIA 17) MOTOR

Finalmente, es importante destacar que una vez obtenido el biogs, se requiere de purificarlo para ser luego utilizado como fuente efectiva de energa renovable. 14

CONCLUSIONES DEL AUTOR

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La Co-Digestin es una variante tecnolgica que puede solucionar problemas o carencias de un residuo, si son compensadas por las caractersticas de otro.

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EL proceso controlado de digestin anaerobia es uno de lo ms idneos para la reduccin de emisiones de efecto invernadero, el aprovechamiento energtico de los residuos orgnicos y el mantenimiento y mejora del valor fertilizante de los productos tratados.

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La promocin e implantacin de sistemas de produccin de Biogs colectivos (varias granjas), y de co-Digestin (tratamiento conjunto de residuos orgnicos de diferente orgenes en una zona geogrfica, usualmente agropecuarios e Industriales) permite, adems, la implantacin de sistemas de gestin integral de residuos orgnicos por zonas geogrficas, con beneficios sociales, econmicos y culturales.

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La co-digestin de residuos orgnicos de diferente origen ha resultado una metodologa exitosa tanto en rgimen TERMFILO como MESFILO.

A. Termfilo: El trmino termfilo se aplica a organismos vivos que pueden soportar condiciones extremas de temperatura relativamente altas, por encima de los 45C. B. Mesfilo: Organismo mesfilo, cuando tiene una temperatura ptima de crecimiento comprendida entre 20C y 45C. La temperatura mnima se encuentra en el rango de 15C a 20C y la temperatura mxima en torno a 45C.

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Los residuos ganaderos pueden ser una buena base para la co-digestin ya que, generalmente, presentan un contenido en agua elevado, una alta capacidad tampn y aportan una amplia variedad de nutrientes necesarios para el crecimiento de microorganismos anaerobios.

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CONCLUSIONES DEL ALUMNO

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Los digestores cumplen una funcin ecolgica ideal: reciclar totalmente los desechos a un costo muy bajo, pero como contrapartida emite olores desagradables para quien no est acostumbrado al sistema.

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El biogs se establece como un componente de entrega energtica que en un futuro cercano ser ms centralizado.

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La construccin de los biodigestores, requiere de escasa inversin, ya que se utilizan materiales comunes de fcil acceso: tambores, cmaras de mampostera y caeras estandarizadas.

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Respecto a la realidad de nuestro pas, los digestores anaerobios no son utilizados como un sistema de extraccin de biogs, el proceso que se utiliza es sin mayores inversiones.

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Desde el mundo empresarial, no existe un inters mayor, puesto que es un tipo de energa que para la mayora es desconocido. Adems, como la produccin de gas no es inmediata, no les parece rentable.

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En el mbito gubernamental, tampoco existe el inters de informar, aprovechar y rescatar es tipo de energa, esto en referencia a la realidad que viven otros pases de latino Amrica, como es el caso de Brasil, Uruguay y Venezuela; los cuales han generado proyectos de tratamientos de residuos y utilizacin del biogs.

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DICCIONARIO EXPLICATIVO:Digestin Anaerobia.- La digestin anaerobia es una fermentacin microbiana en ausencia de oxgeno que da lugar a una mezcla de gases (principalmente metano y dixido de carbono), conocida como "biogs" y a una suspensin acuosa o "lodo" que contiene los componentes difciles de degradar y los minerales inicialmente presentes en la biomasa. Codigestin Anaerobia.- La codigestin es la mezcla de diferentes subproductos en el proceso de digestin, con el objetivo de conseguir una elevada produccin de biogs y la valorizacin de residuos orgnicos. Digestores.- Toman su trmino de digestivo o digestin, son mquinas simples que convierten las materias primas en subproductos aprovechables, en este caso gas metano y abono, comnmente se los denomina Biodigestores. El principio bsico de funcionamiento es el mismo que tienen todos los animales, descomponer los alimentos en compuestos ms simples para su absorcin mediante bacterias alojadas en el intestino con condiciones controladas de humedad, temperatura y niveles de acidez.

Fuente: COMUNI

DQO.- La demanda qumica de oxgeno (DQO) es un parmetro que mide la cantidad de sustancias susceptibles de ser oxidadas por medios qumicos que hay disueltas o en suspensin en una muestra lquida. Se utiliza para medir el grado de contaminacin y se expresa en miligramos de oxgeno diatmico por litro (mgO2/l). Metano (CH4).- El metano es el hidrocarburo alcano ms sencillo, cuya frmula qumica es CH4. 17

BIBLIOGRAFA

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Fernndez Santana, Elina: Metodologa de bajo costo para disminuir la concentracin de H2S (g) en el biogs, tesis doctoral, 1999.

-

Conde Daz, Y. A.: Estudio tcnico econmico de la planta de biogs de la destilera Heriberto Duquesne, 2001.

-

Instituto para la Diversificacin y Ahorro de la Energa (IDAE). Biomasa: Digestores anaerobios [en lnea]. Madrid: IDAE, Octubre 2007. .

-

Alimentacion, Equipos y Tecnologia. Obtencion de Biogas N 255, setiembre 2010. Reed Business Information, Espaa.

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http://www.inta.gov.ar/info/bioenergia/Manual%20para%20la%20producci%C3%B3n%2 0de%20biog%C3%A1s%20del%20IIR.pdf

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http://www.google.com.pe/imgres?imgurl=http://www.ecobiogas.es/archivos/img/Esque mplanta.jpg&imgrefurl=http://www.ecobiogas.es/archivos/es/biogas_biogasienergia.php &usg=__zOgNP3l4XU2Q3Bo_msEhso0MV50=&h=285&w=460&sz=47&hl=es&start=3& zoom=1&tbnid=UGhuoWqp7Be5dM:&tbnh=79&tbnw=128&ei=KSqoTuHUKcaatwf3i7kO &prev=/images%3Fq%3Dcomo%2Bse%2Bforma%2Bel%2Bbiogas%26um%3D1%26hl %3Des%26tbm%3Disch&um=1&itbs=1

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http://www.coitavc.org/valorizacion-energetica-produccion-de-biogas-mediantecodigestion-anaerobia-de-residuossubproductos-organicos-agroindustriales-com-1-50-2213/

-

http://www.energia.inf.cu/Sitio%20Taller%20Nacional%20GCE/tercer%20taller/3%20En ergias%20renovables/Biogas/Biogas%20Taller%20Nacional/Dise%F1o%20de%20una% 20Planta%20de%20Producci%F3n%20de%20Biog%E1s..pdf

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http://www.youtube.com/watch?v=Vfpru30YOPM

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