Relevamiento, evaluación y optimización de biodigestores

Abstract

Un biodigestor, digestor anaeróbico, reactor anaeróbico, reactor biológico, como suele encontrarse su nombre, es un contenedor hermético que permite la digestión anaeróbica. Este es un proceso en el cual microorganismos descomponen material biodegradable, biomasas, en ausencia de oxígeno. Este proceso genera diversos gases, entre los cuales el dióxido de carbono y el metano son los más abundantes (dependiendo del material degradado). En biodigestores se aprovecha esta liberación de gases para luego ser usados como combustible. La intensidad y duración del proceso anaeróbico varían dependiendo de diversos factores, entre los que se destacan la temperatura y el pH del material biodegradado. Otro producto resultante de la biodigestión son biofertilizantes. Este proyecto está dirigido a lograr la optimización de biodigestores alimentados de biomasas residuales, resultantes de explotaciones industriales avícolas, no obstante, los resultados de esta investigación podrían aplicarse a muchos tipos de biomasas. El objetivo es aumentar el rendimiento de biodigestores, por ejemplo, aprovechando energía térmica proveniente de otros equipos, energía del sol, etc. buscando aprovechar energías que no serían utilizadas y optimizar la extracción de energía de las biomasas tratadas. La optimización busca en definitiva hacer posible la utilización de biodigestores en explotaciones donde los residuos son una carga económica, pero mejorando la eficiencia y rentabilidad respecto a biodigestores usados actualmente y en donde su rendimiento no resulte rentable, y tratar de aumentar el valor agregado de una explotación. Este grupo de investigación se unirá al existente GICAP (Grupo de Investigación en Control Avanzada de Procesos y Producción), que ya viene trabajando con biomasas y su tratamiento en busca de su reciclado y aprovechamiento energético, además que convertir los residuos en fertilizantes o bioabono. De este modo se podrán experimentar y desarrollar aplicaciones prácticas basadas en un Modelo Estándar de Proceso para ser aplicada a una Industria que genere residuos sin perder de vista que los desarrollos puedan aplicarse con idénticos beneficios en otras. Para lograr la optimización de un biodigestor investigaremos sobre los factores necesarios para que la biodigestión se produzca tales como, nivel de acidez, humedad, tamaños digeribles de la biomasa, y otros que se deben existir dentro del recinto, como temperatura y ausencia de oxígeno. El nivel de acidez determina como se desenvuelve la fermentación de la biomasa. La humedad, que debe contener la biomasa estará entre el 80% y 90%. Tamaños digeribles que mientras más chica más rápida la producción del biogás. La temperatura es muy importante para la producción de biogás, ya que los microorganismos que realizan la biodigestión disminuyen su actividad fuera de la temperatura ideal. El contenedor debe de estar perfectamente sellado para evitar que entre el oxígeno y de esta manera tener un procedimiento anaeróbico adecuado; también evita fugas del biogás. Para nuestra investigación vamos a comenzar analizando los componentes de un biodigestor. Cámara de digestión: El espacio donde se almacena la biomasa durante el proceso de descomposición. Cámara de biogás: El espacio donde se acumula el biogás antes de ser extraído. Pila de carga: La entrada donde se coloca la biomasa. Pila de descarga: La salida, sirve para retirar los residuos que están consumidos y ya no son útiles para el biogás, pero que se pueden utilizar como abono (bioabono). Agitador: Desplaza los residuos que están en el fondo hacia arriba del biodigestor para aprovechar toda la biomasa. Tubería de gas: La salida del biogás. Se puede conectar directamente a una estufa o se puede transportar por medio de la misma tubería a su lugar de aprovechamiento. A través del análisis minucioso de cada parte buscar la optimización de cada componente, incluso dotándolo de elementos auxiliares para lograrlo. También es objeto de este proyecto hacer un breve resumen histórico del diversos tipos y usos de biodigestores, que según registros comenzó con el interés científico por la manufactura de gas producido por descomposición natural de materia orgánica.