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Zamorano La producción de biogas - AquaLimpia

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Dipl.Ing. Gabriel Moncayo-RomeroConsultor__________________________________________________________________________Escuela Agrícola Panamericana El <strong>Zamorano</strong>“<strong>La</strong> producción y el aprovechamiento <strong>de</strong>l Biogás”Mayo 2003


Dipl..Ing. Gabriel Moncayo-RomeroConsultor________________________________________________________________________________________________________________Indice1. Antece<strong>de</strong>ntes 32. El tratamiento <strong>de</strong> efluentes agroindustriales 33. Digestores <strong>de</strong> biogás 44. Productos obtenidos <strong>de</strong> la digestión anaeróbica 56. Análisis económico <strong>de</strong> la producción <strong>de</strong> biogás 67. Biogás como combustible 108. Potencial <strong>de</strong>l biogás 109. Experiencias en otras regiones 12Tegucigalpa/Hondurasg1946g@yahoo.comTel.: 2353847-97327792


Dipl..Ing. Gabriel Moncayo-RomeroConsultor________________________________________________________________________________________________________________1. Antece<strong>de</strong>ntes<strong>La</strong> Escuela Agrícola El <strong>Zamorano</strong> dispone <strong>de</strong> una instalación <strong>de</strong> biogás, que fueconstruida hace más <strong>de</strong> 10 años por una institución <strong>de</strong> <strong>de</strong>sarrollo alemana. En laactualidad, estas instalaciones están obsoletas, <strong>de</strong>terioradas y no tienen ningúnuso a<strong>de</strong>cuado.En vista <strong>de</strong> la mala experiencia que se ha tenido con esta instalación, para laproducción <strong>de</strong> biogás, se ha propuesto <strong>de</strong>scartar el aprovechamiento <strong>de</strong>l biogásque se pue<strong>de</strong> producir a partir <strong>de</strong> la gran cantidad <strong>de</strong> <strong>de</strong>sechos orgánicosprovenientes <strong>de</strong> la actividad agropecuaria en la escuela.El objeto <strong>de</strong> este informe es recalcar la conveniencia y factibilidad <strong>de</strong> aprovecharlos <strong>de</strong>sechos orgánicos y producir biogás a partir <strong>de</strong> estos <strong>de</strong>sechos. <strong>La</strong> producción<strong>de</strong> biogás a partir <strong>de</strong> <strong>de</strong>sechos orgánicos provenientes <strong>de</strong> la agricultura yagroindustria es una actividad viable <strong>de</strong>s<strong>de</strong> todo punto <strong>de</strong> vista técnico yeconómico.<strong>La</strong>s experiencias <strong>de</strong>safortunadas que ha tenido la Escuela Agrícola PanamericanaEl <strong>Zamorano</strong>, en la producción <strong>de</strong> biogás, pue<strong>de</strong>n <strong>de</strong>berse a una serie <strong>de</strong> factoresprovenientes <strong>de</strong> la concepción inicial <strong>de</strong>l proyecto, su implementación y la pocaexperiencia en el arranque <strong>de</strong> estas instalaciones, aspectos <strong>de</strong> mantenimientopreventivo y su operación.2. El tratamiento <strong>de</strong> efluentes agroindustrialesLos residuos generados por la gana<strong>de</strong>ría y por la agricultura se han utilizadotradicionalmente como fertilizante para los cultivos, <strong>de</strong> manera que el suelo seencargaba <strong>de</strong> <strong>de</strong>purarlos y se reponía así <strong>de</strong> nutrientes. Sin embargo, en losúltimos tiempos ha existido una disociación entre la agricultura y gana<strong>de</strong>ría, a la parque se ha producido una concentración <strong>de</strong> las explotaciones gana<strong>de</strong>ras y unaTegucigalpa/Hondurasg1946g@yahoo.comTel.: 2353847-97327793


Dipl..Ing. Gabriel Moncayo-RomeroConsultor________________________________________________________________________________________________________________aparición <strong>de</strong> industrias agroalimentarias <strong>de</strong> transformación a gran escala. Esto haocasionado la aparición <strong>de</strong> residuos orgánicos en concentraciones superiores a lasque el medio pue<strong>de</strong> asimilar y a los que no se les da uso alguno, sino que sevierten incontroladamente en la mayoría <strong>de</strong> los casos. Estos vertidos provocanproblemas <strong>de</strong> contaminación, haciendo que los campos <strong>de</strong>jen <strong>de</strong> ser fértiles ycontaminando las aguas.Una vez tomada la <strong>de</strong>cisión <strong>de</strong> tratar estos <strong>de</strong>sechos, parece lo más lógico optarpor el tratamiento anaerobio <strong>de</strong> los mismos, ya que el metano obtenido no sólo va acubrir los gastos energéticos asociados a la <strong>de</strong>puración, sino que permitirá hacerfrente (al menos en parte) a otras necesida<strong>de</strong>s que tenga la explotación(calefacción, electricidad,…).No ocurre así con las <strong>de</strong>puraciones aerobias (lagunas <strong>de</strong> oxidación) que son<strong>de</strong>ficitarias en energía. Pero las ventajas no acaban aquí, sino que a<strong>de</strong>más elefluente <strong>de</strong> la digestión es un producto revalorizado. Suele ser una suspensiónnegruzca, exenta <strong>de</strong> olores, que sedimenta fácilmente y tiene un pHaproximadamente neutro. Está compuesto por una serie <strong>de</strong> sustancias inorgánicas(sobre todo sales), por materiales orgánicos no digeridos (proteínas, grasas,celulosa,…) y por las bacterias responsables <strong>de</strong>l proceso. Se pue<strong>de</strong> utilizar tal cualo separar la fase sólida y la líquida. <strong>La</strong> fase sólida se pue<strong>de</strong> usar como abononatural sin aditivos o como alimento para el ganado, mientras que la líquida tieneutilidad en el riego <strong>de</strong> tierras <strong>de</strong> cultivo, pra<strong>de</strong>ras, pastizales y plantaciones <strong>de</strong>árboles <strong>de</strong> hoja caduca.El potencial <strong>de</strong>l biogás como fuente <strong>de</strong> energía, <strong>de</strong>staca que su carácter no essimbólico, sino que realmente supone una alternativa para suplir en parte a loscombustibles tradicionales. <strong>La</strong> opción <strong>de</strong>l biogás pue<strong>de</strong> enmarcarse, con un pesoespecífico relevante, <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> las estrategias <strong>de</strong> diversificación energética que se<strong>de</strong>sarrollan tanto en el ámbito estatal como comunitario y cuya finalidad principal esla <strong>de</strong> aliviar la carga que supone la <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ncia energética <strong>de</strong> terceros países.Tegucigalpa/Hondurasg1946g@yahoo.comTel.: 2353847-97327794


Dipl..Ing. Gabriel Moncayo-RomeroConsultor________________________________________________________________________________________________________________3. Digestores <strong>de</strong> biogásSe llama digestores a los <strong>de</strong>pósitos en los que tiene lugar la digestión anaerobia. Agran<strong>de</strong>s rasgos se pue<strong>de</strong>n <strong>de</strong>finir como recipientes que han <strong>de</strong> permitir la carga y<strong>de</strong>scarga <strong>de</strong> materiales y poseer un sistema <strong>de</strong> recogida <strong>de</strong>l gas que se forma. A lahora <strong>de</strong> diseñar el digestor hay que tener en cuenta lo siguiente:• <strong>La</strong> cantidad <strong>de</strong> materia a digerir.• El contenido en sólidos <strong>de</strong> la misma.• <strong>La</strong> digestibilidad <strong>de</strong> dicha materia, es <strong>de</strong>cir su capacidad para ser <strong>de</strong>gradada.• <strong>La</strong> frecuencia con la que se va a alimentar el digestor.• Los sistemas auxiliares y los <strong>de</strong> medida y control.<strong>La</strong>s dos características fundamentales <strong>de</strong>l digestor van a ser su tamaño y su tipo.<strong>La</strong> primera <strong>de</strong> ellas, el tamaño, va a estar condicionado por:• <strong>La</strong> concentración <strong>de</strong> sólidos volátiles, es <strong>de</strong>cir el contenido <strong>de</strong> material bio<strong>de</strong>gradableen la alimentación.• <strong>La</strong> velocidad <strong>de</strong> alimentación: cantidad <strong>de</strong> sólidos volátiles por unidad <strong>de</strong> volumenque entra en el digestor por unidad <strong>de</strong> tiempo.• El tiempo hidráulico <strong>de</strong> retención.En cuanto a los tipos, existe una gran variedad. <strong>La</strong>s características especiales <strong>de</strong>cada uno lo hacen ventajoso frente a los <strong>de</strong>más según sean las características <strong>de</strong>la materia a <strong>de</strong>gradar.4. Productos obtenidos <strong>de</strong> la digestión anaeróbicaEl principal producto obtenido en la digestión anaerobia es el biogás. Sucomposición <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> tanto <strong>de</strong> cómo se ha <strong>de</strong>sarrollado el proceso como <strong>de</strong>lsustrato utilizado. Generalmente, la biomasa vegetal produce mayores cantida<strong>de</strong>s<strong>de</strong> biogás; sin embargo, el contenido en metano <strong>de</strong>l mismo es menor que en elcaso <strong>de</strong> la <strong>de</strong> origen animal, por lo que se reduce su po<strong>de</strong>r energético. El biogás noes un combustible <strong>de</strong> gran potencia, sin embargo, pue<strong>de</strong> sustituir al gas ciudad conventaja y tras ser purificado pue<strong>de</strong> usarse como gas natural o como metano.Tegucigalpa/Hondurasg1946g@yahoo.comTel.: 2353847-97327795


Dipl..Ing. Gabriel Moncayo-RomeroConsultor________________________________________________________________________________________________________________<strong>La</strong>s principales formas <strong>de</strong> aprovechamiento son: su combustión directa como fuente<strong>de</strong> calor (cocina, alumbrado,…); la combustión en cal<strong>de</strong>ras <strong>de</strong> vaporconvencionales y como calefacción en general; y la combustión en motoresalternativos <strong>de</strong> combustión interna para generar electricidad.Es importante tener en cuenta que las materias primas con las que se trabaja sonresiduos que poseen una capacidad contaminante importante. Por lo tanto se haceimprescindible tratarlos <strong>de</strong> algún modo. Po<strong>de</strong>mos distinguir tres niveles <strong>de</strong>actuación:6. Análisis económico <strong>de</strong> la producción <strong>de</strong> biogásA la hora <strong>de</strong> realizar el balance económico <strong>de</strong> la implantación <strong>de</strong> un sistema <strong>de</strong>aprovechamiento <strong>de</strong>l biogás, hay que consi<strong>de</strong>rar por un lado todos los beneficiosasociados a dicha actividad y por el otro, todos los gastos. En esta valoración esimportante no cometer duplicida<strong>de</strong>s y no asignar al proceso ni beneficios ni gastosque realmente no le correspon<strong>de</strong>n.Dentro <strong>de</strong> los beneficios se encuentran:• Valor <strong>de</strong>l propio biogás• Posible revalorización <strong>de</strong> los residuos tratados tras ser sometidos a la digestiónanaerobia.• Gastos que <strong>de</strong>saparezcan al implantar el aprovechamiento.• OtrosComo gastos cabe <strong>de</strong>stacar:• Inversión inicial para adquirir los equipos necesarios• Gastos asociados al propio proceso <strong>de</strong> digestión.• Gastos <strong>de</strong> mantenimiento y reparación <strong>de</strong> la instalación.• Mano <strong>de</strong> obra.• Gastos asociados al aprovechamiento <strong>de</strong>l biogás una vez obtenido.• Otros.Valor <strong>de</strong>l propio biogásTegucigalpa/Hondurasg1946g@yahoo.comTel.: 2353847-97327796


Dipl..Ing. Gabriel Moncayo-RomeroConsultor________________________________________________________________________________________________________________Para <strong>de</strong>terminar el valor que tiene el biogás obtenido en el proceso <strong>de</strong> digestiónanaerobia, es muy importante tener presente cuál va a ser el aprovechamiento <strong>de</strong>lmismo.<strong>La</strong>s dos opciones principales son el aprovechamiento térmico y el eléctrico.También cabe la posibilidad <strong>de</strong> <strong>de</strong>purar el biogás para obtener un gas con unamayor concentración <strong>de</strong> metano. Este nuevo gas posee un po<strong>de</strong>r calorífico superiory pue<strong>de</strong> comprimirse para ser vendido como un combustible más. Esta últimaopción resulta a priori menos apropiada, puesto que aparece un nuevo proceso queacarreará nuevas instalaciones y como consecuencia, nuevos gastos.El que se utilice el biogás para obtener energía eléctrica o térmica va a <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>rfuertemente <strong>de</strong> condicionamientos ajenos al proceso <strong>de</strong> digestión. A<strong>de</strong>más, ambasposibilida<strong>de</strong>s no son excluyentes. De lo que se trata es <strong>de</strong> adaptar lo más posible elaprovechamiento a cada situación particular, para maximizar así el beneficioobtenido.En el caso <strong>de</strong> industrias agroalimentarias y explotaciones gana<strong>de</strong>ras hay quevalorar si las necesida<strong>de</strong>s que se tienen son fundamentalmente eléctricas o <strong>de</strong>calefacción. Igualmente pue<strong>de</strong> suce<strong>de</strong>r que en una misma industria se lleven acabo diferentes activida<strong>de</strong>s o diferentes etapas <strong>de</strong> un mismo proceso a lo largo <strong>de</strong>laño, <strong>de</strong> manera que las necesida<strong>de</strong>s no sean iguales en todo momento. Por todoello, existirán situaciones en las que cabrá plantearse un aprovechamientoCuando lo que se extrae es energía térmica, la valoración <strong>de</strong>l biogás es sencilla. Seexpresa como el ahorro en combustible convencional que se obtiene. Para ello enprimer lugar hay que <strong>de</strong>terminar la cantidad <strong>de</strong> combustible convencional queaporta la misma energía que el biogás obtenido y luego consi<strong>de</strong>rar el precio <strong>de</strong>lmismo.Si se transforma la energía <strong>de</strong>l biogás en energía eléctrica, habrá <strong>de</strong> tenerse encuenta el rendimiento <strong>de</strong> dicha operación. Este se encuentra entorno al 32% paraTegucigalpa/Hondurasg1946g@yahoo.comTel.: 2353847-97327797


Dipl..Ing. Gabriel Moncayo-RomeroConsultor________________________________________________________________________________________________________________motogeneradores equipados con turbo y entorno al 28% para las atmosféricas. <strong>La</strong>energía eléctrica producida habrá que valorarla al precio <strong>de</strong> la tarifa que se apliquea la empresa en cuestión cuando sea para consumo propio.Revalorización <strong>de</strong> los residuosCuando se somete a digestión anaerobia a los efluentes agroindustriales y a lasaguas residuales, se obtiene al final <strong>de</strong>l proceso unos lodos estabilizados que sepue<strong>de</strong>n utilizar como abono. En el caso <strong>de</strong> los verte<strong>de</strong>ros evi<strong>de</strong>ntemente no es así.Estos lodos suponen un valor añadido al proceso. Este valor se ha <strong>de</strong> computar talcual en el caso <strong>de</strong> las <strong>de</strong>puradoras, pero en el <strong>de</strong> los efluentes agroindustriales hayque consi<strong>de</strong>rar si antes <strong>de</strong> implantar la digestión anaerobia los residuos seaprovechaban como abono o no y en qué condiciones. En cualquier caso esevi<strong>de</strong>nte que las características <strong>de</strong> los lodos obtenidos tras la digestión son mejoresque las <strong>de</strong> los residuos iniciales por varios motivos:o <strong>La</strong> <strong>de</strong>puración que han llevado a cabo los microorganismos.o <strong>La</strong> inclusión en las mismas <strong>de</strong> la propia flora bacteriana.o Su mayor estabilidad química.o Su menor volumen (lo que reduciría gastos <strong>de</strong>transporte)Gastos que <strong>de</strong>saparecen al implantar el aprovechamientoSe trata principalmente <strong>de</strong> los gastos asociados al almacenaje, tratamiento y vertido<strong>de</strong> los residuos. Hay que consi<strong>de</strong>rarlos exclusivamente en el caso <strong>de</strong> los efluentesagroindustriales. Los residuos que se producen no pue<strong>de</strong>n verterse <strong>de</strong> cualquiermanera sino que, <strong>de</strong>bido a su alta capacidad contaminante, la legislación imponeunas condiciones a quienes los generan. Así, a las explotaciones gana<strong>de</strong>ras que notratan <strong>de</strong> ningún modo sus residuos, la Administración les impone un terrenomínimo <strong>de</strong>l que han <strong>de</strong> disponer por cabeza <strong>de</strong> ganado. En el caso <strong>de</strong> que elTegucigalpa/Hondurasg1946g@yahoo.comTel.: 2353847-97327798


Dipl..Ing. Gabriel Moncayo-RomeroConsultor________________________________________________________________________________________________________________vertido requiera unas condiciones especiales, surgirán unos gastos asociados almismo que correrán por parte <strong>de</strong> quien genera los residuos.Finalmente, en el caso <strong>de</strong> que los efluentes sean tratados por algún método, porejemplo mediante actividad biológica <strong>de</strong> carácter aerobio, po<strong>de</strong>mos sustituir elmétodo por la digestión anaerobia. Al ser sustituido, los gastos asociados al mismo<strong>de</strong>saparecerán.Otros ingresosEn este capítulo pue<strong>de</strong>n incluirse todo tipo <strong>de</strong> ingresos no catalogados hasta elmomento y que pue<strong>de</strong>n resultar <strong>de</strong> aplicar el aprovechamiento <strong>de</strong>l biogás.No hay que olvidar que la obtención <strong>de</strong> biogás es una actividad que reduce la cargacontaminante <strong>de</strong> la materia orgánica a partir <strong>de</strong> la cual se obtiene. Por lo tanto,implica un beneficio para el Medio Ambiente. Pero no sólo eso, sino que al usar elbiogás se va a <strong>de</strong>jar <strong>de</strong> utilizar combustibles convencionales que son una fuente <strong>de</strong>energía no renovable. El biogás constituye, por lo tanto, una alternativa energética y<strong>de</strong>bido a que se obtiene a partir <strong>de</strong> materia orgánica y no <strong>de</strong> materia fosilizada esuna fuente renovable. Los gobiernos están muy interesados en este tipo <strong>de</strong>alternativas no sólo ya por su carácter ecológico, sino porque se reduce así la<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ncia energética <strong>de</strong> otros países y se mejora la balanza <strong>de</strong> pagos; por lotanto están interesados en potenciarlas a través <strong>de</strong> subvenciones y otro tipo <strong>de</strong>ventajas económicas.Inversión inicialEn este apartado hay que consi<strong>de</strong>rar el precio <strong>de</strong>l digestor, el <strong>de</strong>l gasómetro en elque se va a almacenar el biogás y el <strong>de</strong> los equipos auxiliares (sistema <strong>de</strong> bombeoy recirculación <strong>de</strong> lodos, sistemas <strong>de</strong> control….) El montante <strong>de</strong> esta partida estáíntimamente ligado con el tipo <strong>de</strong> digestor elegido y con el tamaño <strong>de</strong> la instalación.<strong>La</strong> correcta elección <strong>de</strong>l digestor es, por lo tanto, <strong>de</strong>terminante para que el resultadoTegucigalpa/Hondurasg1946g@yahoo.comTel.: 2353847-97327799


Dipl..Ing. Gabriel Moncayo-RomeroConsultor________________________________________________________________________________________________________________<strong>de</strong> la actividad sea satisfactorio. Ésta permite que la digestión se lleve a caboa<strong>de</strong>cuadamente, obteniéndose la mayor cantidad <strong>de</strong> biogás posible. Si la elecciónes incorrecta la eficiencia <strong>de</strong>l proceso disminuirá. Pero una incorrecta elecciónpue<strong>de</strong> acarrear a<strong>de</strong>más un sobre costo <strong>de</strong> los equipos (por ejemplo, si sesobredimensiona la instalación)Gastos asociados al propio proceso <strong>de</strong> digestiónEn el proceso <strong>de</strong> digestión se consumen una serie <strong>de</strong> recursos como resultado <strong>de</strong>lproceso en sí. Por ejemplo, al bombear los residuos al digestor y recircularlos seconsume energía eléctrica.Por otra parte, los factores a controlar en el digestor son muy numerosos y se<strong>de</strong>ben mantener sus valores en unos rangos estrechos:• Periódicamente hay que reponer la flora bacteriana responsable <strong>de</strong> la digestión. Estocobra especial importancia en el caso <strong>de</strong> las digestiones <strong>de</strong> mezcla completa en lasque no se recuperan los lodos.• Se consumen también productos químicos necesarios para mantener la capacidadamortiguadora (en <strong>de</strong>finitiva el PH) <strong>de</strong>l digestor, así como para eliminar o neutralizarlos posibles inhibidores que puedan aparecer.• Finalmente, según sea la naturaleza <strong>de</strong> los residuos que se tratan, será necesarioapartar aquellos nutrientes que necesitan los microorganismos responsables <strong>de</strong> ladigestión y en los que los residuos son <strong>de</strong>ficitarios.Gastos <strong>de</strong> mantenimiento y reparación <strong>de</strong> la instalaciónComo en cualquier instalación es necesario llevar a cabo el mantenimiento yreparación <strong>de</strong> la misma, por lo que habrá un gasto <strong>de</strong> repuestos y <strong>de</strong> servicio <strong>de</strong>mantenimiento.Mano <strong>de</strong> obraAl tener una actividad más, aparece un trabajo adicional a realizar, que alguien<strong>de</strong>berá llevar a cabo. El valor <strong>de</strong> cada unidad <strong>de</strong> tiempo invertida <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>rá <strong>de</strong> lacualificación, <strong>de</strong>l nivel salarial <strong>de</strong>l personal que <strong>de</strong>sempeñe estas labores. EnTegucigalpa/Hondurasg1946g@yahoo.comTel.: 2353847-973277910


Dipl..Ing. Gabriel Moncayo-RomeroConsultor________________________________________________________________________________________________________________principio, el control correcto <strong>de</strong> la digestión requerirá <strong>de</strong> unos conocimientos <strong>de</strong> lamisma, aunque sea a un nivel básico, para po<strong>de</strong>r regular a<strong>de</strong>cuadamente losparámetros <strong>de</strong> funcionamiento.Gastos asociados a la transformación <strong>de</strong>l biogásSi se realiza aprovechamiento térmico se trata <strong>de</strong> los gastos correspondientes a laadquisición, operación, mantenimiento y reparación <strong>de</strong> la cal<strong>de</strong>ra en la que sequema el gas. Ahora bien, la situación habitual es que ya exista una cal<strong>de</strong>ra con talpropósito. Habrá que comprobar si dicha cal<strong>de</strong>ra es aprovechable para el nuevocombustible o no, y en cualquier caso, a los gastos <strong>de</strong> funcionamiento <strong>de</strong> la cal<strong>de</strong>rahabrá que <strong>de</strong>scontar los gastos <strong>de</strong> operación <strong>de</strong>l equipo al que va a sustituir.Si el biogás se transforma en energía eléctrica a este apartado correspon<strong>de</strong>n loscostes <strong>de</strong> adquisición, operación, mantenimiento y reparación <strong>de</strong>l equipo generador(generalmente se trata <strong>de</strong> gran<strong>de</strong>s motores alternativos). A estos gastos no habráque <strong>de</strong>scontarles ninguna partida, ya que no va a ser sustituido ningún equipo(generalmente la electricidad que se utiliza se toma directamente <strong>de</strong> la red)Otros gastosAquí pue<strong>de</strong> contemplarse cualquier gasto que no que<strong>de</strong> englobado en losapartados anteriores. Entre otros pue<strong>de</strong> <strong>de</strong>stacarse:• El coste <strong>de</strong>l estudio <strong>de</strong> viabilidad <strong>de</strong>l proyecto que, sobre todo en empresas <strong>de</strong>pequeño tamaño, <strong>de</strong>berán realizar técnicos ajenos a la misma.• El coste que implica toda la burocracia que requiere el proyecto.• <strong>La</strong>s posibles afecciones que pue<strong>de</strong> sufrir la actividad principal <strong>de</strong> la empresa hastaque la nueva instalación esté a pleno rendimiento.Medio ambiente<strong>La</strong> obtención <strong>de</strong> metano a partir <strong>de</strong> materia orgánica es una actividad cuyo balancemedioambiental es netamente positivo. Este beneficio se pue<strong>de</strong> analizar en dosTegucigalpa/Hondurasg1946g@yahoo.comTel.: 2353847-973277911


Dipl..Ing. Gabriel Moncayo-RomeroConsultor________________________________________________________________________________________________________________niveles: el asociado al proceso <strong>de</strong> obtención o captación <strong>de</strong>l biogás y el asociado ala utilización <strong>de</strong>l biogás como combustible.Sistema <strong>de</strong> captación o aprovechamiento <strong>de</strong>l biogásCuando se utiliza la digestión anaerobia para tratar efluentes agroindustriales oaguas residuales, lo que se está llevando a cabo es una <strong>de</strong>puración. Lo que seconsigue es una disminución <strong>de</strong> la carga contaminante <strong>de</strong> la materia orgánica quese trata, por lo tanto se reduce el impacto ambiental <strong>de</strong> la misma.<strong>La</strong> contaminación orgánica <strong>de</strong> las aguas afecta al equilibrio <strong>de</strong>l ecosistema queconstituyen los ríos, pero no sólo eso, sino que agua sirve <strong>de</strong> vehículo para lapropagación <strong>de</strong> esta contaminación, afectando a la fertilidad <strong>de</strong> los suelos.El efecto <strong>de</strong> los residuos agroindustriales es semejante. El vertido incontrolado <strong>de</strong>los mismos provoca graves problemas <strong>de</strong> contaminación en los suelos. Pero estacontaminación no queda circunscrita al terreno <strong>de</strong> vertido, sino que <strong>de</strong>bido a lalixiviación (que consiste en el arrastre por parte <strong>de</strong>l agua <strong>de</strong> lluvia <strong>de</strong> las sustanciaspresentes en el suelo) se propaga a estratos inferiores <strong>de</strong>l propio suelo. Una vezque estas sustancias orgánicas abandonan las capas superiores <strong>de</strong>l suelo, quedanfuera <strong>de</strong>l alcance <strong>de</strong> las raíces <strong>de</strong> las plantas y <strong>de</strong> microorganismos y continúan sumovimiento <strong>de</strong>scen<strong>de</strong>nte hacia los acuíferos sin sufrir apenas ningunatransformación química o biológica. Es característica, por ejemplo, la contaminación<strong>de</strong> las aguas subterráneas por nitratos.<strong>La</strong> contaminación también pue<strong>de</strong> afectar directamente a las aguas superficiales.Cuando la contaminación afecta al agua aparece el problema adicional <strong>de</strong> que éstaactúa como vehículo que transporta la contaminación a lugares alejados <strong>de</strong>l focoinicial.Tegucigalpa/Hondurasg1946g@yahoo.comTel.: 2353847-973277912


Dipl..Ing. Gabriel Moncayo-RomeroConsultor________________________________________________________________________________________________________________También la atmósfera se ve afectada <strong>de</strong>bido a fenómenos <strong>de</strong> volatilización, por loscuales se emiten sustancias contaminantes, por ejemplo amoníaco, <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el sueloa la atmósfera.De la digestión anaerobia resultan (a<strong>de</strong>más <strong>de</strong>l biogás), unos lodos que contienenuna carga orgánica menor a la <strong>de</strong> los residuos <strong>de</strong> partida y que son químicamentemás estables, como consecuencia <strong>de</strong> la actividad <strong>de</strong> los microorganismos sobreellas. Estos lodos son ricos en nutrientes, por lo que pue<strong>de</strong>n ser utilizados comoalimento para animales o como abono orgánico. Pero este uso no pue<strong>de</strong> serincontrolado, sino que hay que evaluar las cantida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> sustancias químicas queson retiradas con las cosechas y aportar esa mima cantidad. De lo contrario, seproducirá una acumulación <strong>de</strong> las sustancias químicas aportadas en exceso yaparecerán <strong>de</strong> nuevo los problemas <strong>de</strong> contaminación. Este abono, correctamenteutilizado produce los siguientes efectos:• Suelta los suelos excesivamente compactos y compacta los excesivamente sueltos.• Evita el percolado, por lo que permite un mejor abonado químico.• Aumenta la retención <strong>de</strong> agua por parte <strong>de</strong>l suelo.• Aporta nutrientes en forma <strong>de</strong> humus que son fácilmente asimilables por el suelo.• Aumenta el contenido en materia orgánica <strong>de</strong>l suelo, cuyo valor óptimo se sitúaentorno al 3%, mientras que en España la media es <strong>de</strong>l 1%.7. Biogás como combustibleEl uso <strong>de</strong>l biogás como combustible, también tiene unas consecuencias positivaspara el medio ambiente:• <strong>La</strong> combustión <strong>de</strong>l metano es limpia, ya que no da lugar a productos contaminantes yno <strong>de</strong>ja residuo alguno. No suce<strong>de</strong> así con los combustibles tradicionales <strong>de</strong>rivados<strong>de</strong>l petróleo que emiten hidrocarburos sin quemar, óxidos <strong>de</strong> nitrógeno, monóxido <strong>de</strong>carbono, partículas muy contaminantes todos ellos.• El CO 2 que se genera en una combustión no se pue<strong>de</strong> consi<strong>de</strong>rar un contaminante.Sin embargo, en la actualidad las diferentes activida<strong>de</strong>s humanas consumen una grancantidad <strong>de</strong> energía, por lo que se libera mucho CO 2 a la atmósfera. Este altocontenido en CO 2 <strong>de</strong> la misma es el responsable <strong>de</strong>l recalentamiento terrestre, <strong>de</strong>lfamoso efecto inverna<strong>de</strong>ro.Tegucigalpa/Hondurasg1946g@yahoo.comTel.: 2353847-973277913


Dipl..Ing. Gabriel Moncayo-RomeroConsultor________________________________________________________________________________________________________________• En último lugar, lo que no quiere <strong>de</strong>cir que sea menos importante, remarcar que elbiogás se obtiene a partir <strong>de</strong> materia orgánica. Se trata por lo tanto <strong>de</strong> un recursoenergético renovable, frente a los combustibles fósiles que se encuentran en cantidadlimitada.8. Potencial <strong>de</strong>l biogásEl principal tipo <strong>de</strong> efluentes agroindustriales, por su peso específico, es el <strong>de</strong> losresiduos gana<strong>de</strong>ro, el estiércol. (Sin embargo, la digestión anaerobia no sólo esaplicable a este tipo <strong>de</strong> residuos). <strong>La</strong> siguiente tabla muestra la población gana<strong>de</strong>ray la producción <strong>de</strong> estiércol en una población <strong>de</strong> Alemania en 2001:ESPECIECABEZASPESO VIVOPRODUCC.ANIMAL(NÚMERO)/CABEZAESTIERCOLBOVINO 306265 342,9 Kg 2667462 TmOVINO 3778921 26,3 Kg 1321828 TmCAPRINO 65422 27,2 Kg 25801 TmPORCINO 3549951 55,8 Kg 3743848 TmEQUINO 4782 399,5 Kg 30184 TmAVES 35940172 1,2 Kg 776307 Tm<strong>La</strong> naturaleza <strong>de</strong> la explotación <strong>de</strong> cada especie es un factor <strong>de</strong>terminante a la hora<strong>de</strong> po<strong>de</strong>r realizar la digestión anaerobia <strong>de</strong>l estiércol. Para que ésta sea posible, esnecesario que la explotación sea intensiva, que el ganado esté estabulado oreunido <strong>de</strong> un modo tal, que permita la recogida <strong>de</strong>l estiércol. <strong>La</strong> tabla indica lavaloración económica <strong>de</strong> una tonelada <strong>de</strong> estiércol <strong>de</strong> cada una <strong>de</strong> las especies, asícomo el valor <strong>de</strong> la producción total. Esto significa que los datos correspon<strong>de</strong>n aestiércol que realmente se recoge. Por lo tanto, se va a consi<strong>de</strong>rar en el análisis laproducción <strong>de</strong> todas las especies.Cuantificar el biogás producido a partir <strong>de</strong> cada uno <strong>de</strong> los excrementos no es tareasencilla. Por este motivo, se recurre a estimaciones <strong>de</strong> la producción <strong>de</strong> metano, apartir <strong>de</strong> estiércol, realizadas por diferentes investigadores. Los resultados <strong>de</strong> losdiversos estudios existentes al respecto no son coinci<strong>de</strong>ntes, por lo que se tomauna media <strong>de</strong> estos resultados. El análisis no es trivial y engloba diferentesconceptos como son: la material seca, los sólidos volátiles, el factor <strong>de</strong> conversiónTegucigalpa/Hondurasg1946g@yahoo.comTel.: 2353847-973277914


Dipl..Ing. Gabriel Moncayo-RomeroConsultor________________________________________________________________________________________________________________en metano. Al final las conclusiones que se obtienen son las que reflejan elsiguiente cuadro:GanadoBiogás <strong>de</strong> metano(m 3 /cabeza y día)BOVINO 0,402OVINO 0,066CAPRINO 0,0726PORCINO 0,177EQUINO 0,6069AVES 0,0044CONEJOS 0,0042Los resultados para ganado bovino se aproximan por datos existentes para búfalos,y para el caso <strong>de</strong> los conejos, la aproximación se hace a través <strong>de</strong> datos existentespara ganado ovino y teniendo en cuenta la diferencia <strong>de</strong> peso vivo por cabeza. Esimportante recordar que estos valores correspon<strong>de</strong>n a metano y no a biogás. Yasólo queda tener en cuenta las poblaciones existentes <strong>de</strong> cada especie y realizar laconversión energética <strong>de</strong>l metano obtenido a lo largo <strong>de</strong> todo el año:Metano total obtenido 427,268.10 6 m 3 NEnergía correspondiente = 1,696.10 13 KJGasóleo equivalente = 389821 TmEl valor calorífico <strong>de</strong>l biogás es cercano a 6kWh por metro cúbico. Un metro cúbico <strong>de</strong><strong>biogas</strong> es equivalente a aproximadamente medio litro <strong>de</strong> combustible diesel.Tegucigalpa/Hondurasg1946g@yahoo.comTel.: 2353847-973277915


Dipl..Ing. Gabriel Moncayo-RomeroConsultor________________________________________________________________________________________________________________9. Experiencias en otras re gionesDe obtención <strong>de</strong> biogás a partir <strong>de</strong> efluentes agroindustriales existen experienciascon todo tipo <strong>de</strong> residuos (purín <strong>de</strong> cerdo, almidón, <strong>de</strong>shechos <strong>de</strong> <strong>de</strong>stilerías, <strong>de</strong>industrias conserveras, lácteas, <strong>de</strong> azucareras, <strong>de</strong> mata<strong>de</strong>ros,...) yconsecuentemente con todo tipo <strong>de</strong> digestores. Éstas han tenido lugar en paísestan diversos como Alemania, Estados Unidos, Puerto Rico, Italia, Francia, Canadá,Colombia, Brasil, Nicaragua, Dinamarca y también España.Mención especial merece China, don<strong>de</strong> la utilización <strong>de</strong>l metano proce<strong>de</strong>nte <strong>de</strong> losexcrementos gana<strong>de</strong>ros como gas para el hogar está relativamente extendido enlas zonas rurales. En este caso el aprovechamiento <strong>de</strong>l biogás lo imponefundamentalmente la necesidad, puesto que estas zonas rurales sufren unimportante sub<strong>de</strong>sarrollo económico que les obliga a buscar fuentes <strong>de</strong> energíapropias, que resulten a<strong>de</strong>más económicas. El biogás es un elemento importantepara la subsistencia y el <strong>de</strong>sarrollo económico y energético <strong>de</strong> estas regiones.Tegucigalpa/Hondurasg1946g@yahoo.comTel.: 2353847-973277916

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