Aprovechamiento energético sustentable: desarrollo de un digestor anaeróbico asistido por energía solar térmica

Abstract

Este estudio se enmarca en la provincia de Salta, observando su capacidad productora de gas metano a partir de la degradación anaeróbica de los residuos sólidos pecuarios bovinos. Se presentan diversos aspectos del proceso de digestión anaeróbica: experiencias a escala laboratorio, construcción y experimentación con biodigestores de mayor volumen, modelo de simulación numérica y análisis de costos. A escala laboratorio se ensayan reactores anaeróbicos utilizando residuos pecuarios y orgánicos domiciliarios en el rango psicofílico y mesofílico en forma discontinua. A partir de los resultados obtenidos, se construyen tres digestores anaeróbicos de membrana flexible de plástico PVC, uno semienterrado y dos enterrados. Finalmente, las mediciones se realizan con el enterrado de 1.200 litros, utilizando residuos pecuarios bovinos. Para reducir las pérdidas de energía se analiza la eficiencia de botellas PET como aislante, vacías y rellena con viruta de madera. Para mantener una temperatura en el interior se construye un sistema de calentamiento hibrido solar-eléctrico, formado por un colector solar plano y una resistencia eléctrica. Se lo aplica al biodigestor conjuntamente con un invernadero. Se estudian diversas variables, siendo la temperatura una de las más importantes, ya que el consumo de energía incide en la producción final de biogás y en la viabilidad de la instalación del digestor. Se mide la temperatura en diversos puntos del digestor, colector solar y conductos de fluido caloportador. Con datos de irradiancia solar se calcula la eficiencia del colector. Se desarrolla un modelo de simulación numérica para predecir la energía solar y la energía eléctrica utilizada por el digestor para mantenerlo a una temperatura constante. Finalmente se evalúa la producción de biogás y su contenido de metano del digestor y se analizan los costos de producción. Con los datos reunidos del desempeño del digestor anaeróbico y las características propuestas en este trabajo se busca que los tiempos de recuperación de la inversión inicial sean factibles.