Implementación de un biodigestor para el aprovechamiento energético de residuos orgánicos de búfalos en el municipio de Rionegro, Santander

Abstract

El presente trabajo presenta el desarrollo e implementación de un biodigestor tubular de tipo laguna para la producción de biogás mediante el potencial de biometanización del estiércol de búfalo producido en la finca ubicada en Rionegro, Santander. Esto con el fin de suplir la demanda mensual de 48,3616 m3 de gas propano, utilizados para suplir las necesidades básicas como cocinar; abriendo adicionalmente las puertas a un potencial futuro, de generar electricidad con los excedentes. Los ensayos y estudios llevados a cabo en la finca plantean el aprovechamiento de los residuos orgánicos de 85 búfalos y 85 becerros, los cuales generan una carga diaria total de 329,035 Kg de los cuales se estimó la relación [1:2] (33% estiércol – 67% agua) a temperaturas mesofílicas con un promedio de 25°C a 35°C, con el objetivo de evaluar la producción de gas metano durante 21 a 30 días. Para dicho estudio se implementó el uso de un sistema de monitoreo que permitió conocer los niveles de temperatura y producción de metano, e identificar, como se efectuó producción de biogás, lo que permitió validar que el tiempo de retención obtenido en el orden de 21 días, coincide con el estudio previo de laboratorio que sirvió como referente a este proyecto. La metodología aplicada para el diseño del biodigestor se basó en la determinación de biogás a producir, siendo el insumo fundamental, de los cálculos para dimensionar el sistema biodigestor y sus componentes. Para la elaboración del biodigestor se seleccionaron materiales que se acoplaran adecuadamente al diseño, dando prioridad a elementos reutilizables como neumáticos estallados, cuñetes de pintura, recipientes plásticos, y envases de bebidas, a fin de hacer más sostenible el proceso. Paralelamente al desarrollo del biodigestor como tal, se realizaron las obras civiles, como la zanja y una cubierta de protección a la intemperie. Una vez finalizada la instalación, como la puesta en marcha de la producción de biogás, se realizó el análisis de cromatografía, que permite determinar las propiedades del biogás, calcular la velocidad de deflagración, energía de ignición y estructura de llama. Adicionalmente se pone en práctica el uso de tratamientos, que logren disminuir la producción del H2S en la mezcla del biogás, utilizando limadura de hierro la cual reduce estas trazas que son corrosivas. Finalmente, se procede a realizar la conexión del biodigestor al reservorio, donde se almacena el biogás para uso doméstico; para la adecuada combustión, se realizaron pruebas con diferente diámetro de inyectores, determinándose la necesidad de retirarlos para obtener en los quemadores, una llama con muy buenas características, con la que es posible suplir las necesidades de gas de cocción de la finca, dando respuesta así al objetivo del proyecto.