p10 - Universidad Nacional de Ingeniería

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Instalación de un Laboratorio de Biomasa y construcción de un
digestor anaerobio (de laboratorio) para la producción de BIOGAS
aprovechando los residuos orgánicos.
Edgar Gerardo Somarriba Lezama
Facultad de Tecnología de la Construcción , Departamento de Estructura.
María Teresa Castillo Rayo.
Facultad de Tecnología de la Industria, Programa de Energía y Medio Ambiente.
Br. Jorge Ronaldo Morales Valdez, Jean Paul Padilla Dávila
Egresados de la carrera de Ing. Mecánica
INTRODUCCIÓN
El presente trabajo nace de la necesidad de
realizar la proyección de nuestra universidad hacia
una sociedad que requiere de cambios energéticos
que le permita mejorar la calidad de vida a la
población de Nicaragua. Para lograr estos cambios,
la Universidad Nacional de Ingeniería cuenta con
una unidad de vinculación e investigación
denominada Extensión Universitaria, que tiene
como objetivo principal, retornar a la sociedad
civil, lo que ésta ha invertido en nuestras
universidades públicas.
En la FTI se encuentra el Programa de Energía y Medio
Ambiente que junto a la Vice rectoría de Investigación
y Desarrollo de La UNI, llevaron a cabo, con el auspicio
del voluntariado Holandés, una visita de evaluación
de las capacidades energéticas en el municipio de El
Tortugüero. Esta visita arrojo datos que indicaban la
capacidad que existe en la zona para el
aprovechamiento de algunos sistemas de generación
de energía amigables con el medio ambiente, tales
como son la posibilidad de implementar el uso de
biodigestores a pequeña y gran escala, para la
producción de biogás, en El Municipio de El
Tortugüero en la Región Autónoma del Atlántico Sur.
Con este proyecto se espera sufragar en parte la
alimentación de la planta eléctrica, la cual es sustentada
por diesel, y suministra 4 horas de energía eléctrica al
casco urbano, siempre y cuando exista la cantidad
requerida de diesel en la zona; de lo contrario no habrá
fluido eléctrico a la población. Dicha energía resulta ser
de alto costo y no todos los pobladores pueden tener
acceso al mismo. En la comunidad se han encontrado
pobladores que poseen su propios sistemas de Energía
solar Fotovoltaica, también se encontró un Sistema
Fotovoltaico en la estación de policía, el cual es utilizado
en la radio comunicación.
Los usuarios de estos sistemas, consideran que es
mucho más económico y eficiente la adquisición de
sistemas Fotovoltaicos, pues utilizan la energía que ellos
demandan de acuerdo a sus propias necesidades, que
utilizar energía generada por la planta a diesel la cual
solo produce energía durante cuatro horas, siempre y
cuando en existencia la cantidad de diesel requerido
para echar andar la planta. Existe también en la zona un
alto potencial de los recursos hídricos, los cuales puede
ser explotados instalando pequeñas o medianas
turbinas para la generación de energía hidroeléctrica.
Es por tales motivos que a través de la Universidad Carlos III
de Madrid se ha desarrollado e instalado un Laboratorio de
Biomasa que permita realizar en primera instancias, las
pruebas requeridas para poder desarrollar los estudios
necesarios, para la implementación del o de los
biodigestores en la zona y en cualquier otra región del país ,
que se demande. Con esto se pretende contribuir y ayudar
sobre todo en las regiones que más necesitan del suministro
de energía de nuestro país, a realizar cambios en la matriz
energética, ya que el uso de las energías renovables, permite
disminuir los gasto y costos del uso de los combustibles
fósiles, disminuye el consumo de carbón y leña que son de
mucha demanda, alto valor económico a nivel nacional y se
evita la destrucción del entorno medio ambiental.
OBJETIVOS:
El objetivo principal del proyecto es la montaje de un
laboratorio de Biomasa, con un digestor anaerobio
basado en los modelos de flujo constante y de Batch,
este se ubicara en las intalaciones de la FTI, el cual
permita realizar estudios en la comunidad
nicaragüense El Tortugüero, ubicada en la Región
Autónoma del Atlántico Sur (RAAS). Este proyecto se
realizará en colaboración con la Universidad Nacional
de Ingeniería (UNI) ubicada en Managua, Nicaragua,
auspiciada por la Universidad Carlos III de Madrid,
España. Este objetivo principal puede dividirse en tres
componentes:
1.
2.
3.
Construcción de una planta piloto consistente en un
digestor anaerobio, sistema de trituración de
residuos para la alimentación del digestor y
sistemas de análisis y control de la instalación.
Estudio de las condiciones de funcionamiento del
digestor.
Formación de técnicos nacionales “in situ”. Tanto en
las instalaciones del RUPAP, como en la comunidad
El Tortugüero.
MATERIALES Y METODOS
Como el proyecto es el montaje de un laboratorio de
Biomasa se utilizaron y se adquirieron los siguientes
materiales y equipos:
5 barriles plásticos con capacidad de 25 galones para
los biodigestores.
3 barriles de 55 galones; 2 para camisas de agua y 1
para el gasómetro
Válvulas de pase de globo, de ½ pulgada y de 4
pulgadas.
Tubería de PVC , para circulación de gas y efluente
Pegamento PVC.
Sellantes a base de silicona y PVC
5 Neumáticos #16,para almacenamiento del metano
1 balde de 25 galones para el gasómetro,
Mangueras transparente de 4, 6, 10 mm, de ½
pulgada y de 1 pulgada.
Accesorios y herramientas varias.
Uniones roscadas, uniones T plásticas y de metal
Estructuras metálicas de soporte.
EQUIPOS DE LABORATORIO
Mufla
Bloque Digestor.
Sonda Multiparamétrica
Colorímetro
Equipo ORSAT
Mecheros Bunsen
Mallas de amianto.
Cristalería requerida.
Cocina y tanque de gas.
MUFLA
COLORIMETRO
BLOQUE DIGESTOR
EQUIPO ORSAT Y
HERRAMIENTAS
MECHERO BUNSEN
METODO
Se aforo el gasómetro con la ayuda de un patrón
facilitado por el laboratorio de metrología legal de la
UNI con el cual se fue midiendo la capacidad y
señalando en la superficie exterior del balde destinado
para eso.
Los 5 digestores se construyeron de manera simultanea,
dos de ellos con camisa de agua termalizada para un
mejor control de la temperatura de trabajo y los otros
tres se diseñaron de forma que se pudieran utilizar bajo
el régimen de flujo continuo pero a temperatura
ambiente.
Campana del Gasometro aforada
Cada escala representa el equivalente de
10lt de volumen de gas.
Gasometro instalado
Cocina de Gas acondicionada para el uso de
Biogas.
Tanque de gas Propano –butano que se
utilizara como gas testigo en las pruebas
RESULTADOS .
Luego de haberse canalizado la ayuda para la ejecución
del proyecto, se diseñan y construyen cinco modelos de
biodigestores, de los cuales tres son de flujo continuo y
dos de Batch. Los de flujo continuo trabajan a
temperatura ambiente, y los de Batch trabajan con
camisa de agua termalizada, a una temperatura de 32º
centígrados de manera constante. Se pusieron en
marcha cuatro. Dos con camisa de agua y dos a
temperatura ambiente. De los dos con camisa de agua
termalizada, se carga uno en condiciones de
codigestión, (mezcla de estiércol de cerdo y de res) y el
otro solo con estiércol de res.
De los biodigestores sin calefacción, se alimentó uno con
estiércol de cerdo y otro con estiércol de res. Al cabo de
25 días se obtuvo producción de biogás de los digestores
con camisa de agua, la cual fue de diez litros de
volumen, a pesar de encontrarnos en condiciones de
muchas lluvias, debido a efecto climatológicos no
frecuentes en nuestro país. Al cabo de 33 días,
obtuvimos producción de biogás de los digestores de
flujo continuo, en producción de cinco litros volumen de
gas metano por día. Durante los siguientes días, la
producción de gas fue mejorando a medida que la lluvia
disminuía en Managua, hasta obtener un total de
producción de 15 litros de volumen de gas diario.
La producción en los digestores de camisas de agua
termalizadas, se detuvo de manera abrupta, se
sospecha que esto sucedió debido a que los cerdos
habían sido medicados, lo que causo una inhibición de
la producción del metano. Esto todavía no se ha
confirmado, por lo cual, se iniciará el estudio
referente.
Al finalizar las labores (2010), se vaciaron los recipientes
y se dejaron listos para la próxima carga que esperamos
sea en los primeros días del mes de marzo.
CONCLUSIONES
Los biodigestores construidos prestan las condiciones
requeridas para ser utilizados en los laboratorios y
poder comprobar los parámetros de temperatura, PH,
Presión etc.
El equipamiento esta adecuado para los estudios e
investigaciones a realizar.
Se debe mejorar el espacio ya que se esta en
condiciones de hacinamiento.
El laboratorio cuando este a capacidad con sus
reactivos estar listo para realizar el análisis del gas
obtenido, %metano, % CO2, O, DBO, DQO etc.
Líder en Ciencia y Tecnología

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