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Instrumentación y Control 2012                                                                               Índice Temáti...
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Instrumentación y Control 2012Objetivos:Objetivos Generales:Que el alumno logre:       Utilizar las NTICs en sus trabajos ...
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  1. 1. INSTITUTO SUPERIOR DE FORMACION DOCENTE JOSE M. ESTRADAPROFESORADO EN TECNOLOGIAMATERIA: INSTRUMENTACIO Y CONTROLPROFESOR: JORGE LOPEZALUMNO: ALMIRON RAUL ELIASCURSO: 4to. Año División 1ra.
  2. 2. Instrumentación y Control 2012 Índice TemáticoINTRODUCCIÓN ................................................................................................................................. 2OBJETIVOS: ....................................................................................................................................... 3 OBJETIVOS GENERALES: ......................................................................................................................... 3 OBJETIVOS PARTICULARES: .................................................................................................................... 3FUNDAMENTACIÓN .......................................................................................................................... 4SECUENCIA DIDÁCTICA. ................................................................................................................. 5ANEXO 1 .............................................................................................................................................. 6ANEXO2 ............................................................................................................................................. 11 1
  3. 3. Instrumentación y Control 2012 IntroducciónEl siguiente trabajo consiste en describir en qué consiste el “Biogás”, que los alumnos a travésdel recorrido del presente, descubran los beneficios que brinda esta fuente de energíarenovable, como así también, puedan estudiar cómo se lo obtiene, investigar sobre losdispositivos biodigestores, y sepan construir uno con materiales de su entorno.Otro de los aspectos que se busca con el siguiente, es fomentar en los alumnos la utilización delas nuevas tecnologías de la información y la comunicación en sus actividades, brindándolesherramientas para la realización de los trabajos de investigación y puesta en marcha delproyecto mencionado.Por último, otros de los aspectos de este material, es lograr la reflexión por parte de losalumnos sobre el estado en el que se encuentra el medio ambiente, y como esta en sus manospoder remediar esto, con pequeñas cosas, como ser la implementación de biogás en nuestroentorno cotidiano. 2
  4. 4. Instrumentación y Control 2012Objetivos:Objetivos Generales:Que el alumno logre: Utilizar las NTICs en sus trabajos prácticos. Que reconozca el concepto de biogás. Su producción y beneficios. Formarse como personas de bien.Objetivos Particulares:Que el alumno logre: Utilizar correctamente las herramientas informáticas actuales. Navegar por la Web en búsqueda de información. Reconocer al biogás como energía renovable. Distinguir las características de un biodigestor, sus partes y su construcción. Adoptar un lenguaje acorde a la materia. Respetar al docente y sus pares. 3
  5. 5. Instrumentación y Control 2012 FundamentaciónLa degradación del Medio Ambiente a nivel mundial, es un tema de públicoconocimiento que nos afecta a todos por igual. Las grandes contaminaciones productode desechos propios del ser humano son unas de las causales del mismo, como asítambién la falta de concientización sobre el tema.Desde nuestro lugar podemos empezar a realizar acciones para poder remediar encierta forma esta realidad que va empeorando día a día. A través de trabajos deinvestigación y reflexión que incentiven a los alumnos a empezar a cuidar el medioambiente brindándole las herramientas e información que los guie para tal fin.Paralelamente a la tarea de reflexión va ligada, la utilización de las NTICs por parte delos alumnos, ya que sin ellas, estos quedarían fuera del contexto social en el cual seencuentran insertos como también impedidos de poder conseguir un puesto laboral enel futuro. 4
  6. 6. Instrumentación y Control 2012 Secuencia Didáctica.Tema: El BiogásInicio de la Clase: (30 minutos)El profesor al iniciar la clase, hablara del daño ambiental que se produce en laactualidad y mostrara a los alumnos el siguiente video extraído de YouTube:http://www.youtube.com/watch?v=L-SAy2FA6bw&feature=relatedA continuación, concientizara a los mismos de cómo está en las manos de cada uno deellos y de todos el remediar esta situación con pequeñas cosas que están a su alcance.A partir de esto, el profesor comenzara a hablar de la generación de biogás y susbeneficios al medio ambiente.Desarrollo de la clase: (140 minutos)El profesor solicitara a los alumnos que se agrupen de a 4 y que le coloquen un nombrea su grupo para una mejor identificación.A continuación le dará a cada grupo un juego de fotocopias que contara con lainformación básica sobre el biogás. (Anexo1)Y dará la siguiente actividad (Anexo2)Cierre de la clase: (10 minutos)El profesor informara que la entrega del informe del trabajo dado, y las exposicionesorales de cada grupo se realizara en la próxima clase.Contenidos Procedimentales Indagación e interpretación de información procedente de diversas fuentes sobre el tema tratado. Lectura analítica y comprensiva del material obtenido. Identificación y resolución de situaciones problemáticas. Manipular correctamente las herramientas informáticas.Contenidos Actitudinales Respeto por el pensamiento ajeno y aceptación de ideas u opiniones diferentes. Tolerancia frente a los logros y errores durante el desarrollo del tema. Respeto por el profesor y sus pares. Utilización del correcto vocabulario técnico. 5
  7. 7. Instrumentación y Control 2012Anexo 1 BiogásEl biogás es un gas combustible que se genera en medios naturales o endispositivos específicos, por las reacciones de biodegradación de la materiaorgánica, mediante la acción de microorganismos (bacterias metanogénicas, ,etc.) y otros factores, en ausencia de oxígeno (esto es, en un ambienteanaeróbico). Este gas se ha venido llamando gas de los pantanos puesto que ). pantanos,en ellos se produce una biodegradación de residuos vegetales semejante a ladescrita.El biogás por descomposición anaeróbicaLa producción de biogás por descomposición anaeróbica es un modoconsiderado útil para tratar residuos biodegradables, ya que produce un ,combustible de valor además de generar un efluente que puede aplicarse comoacondicionador de suelo o abono genérico.El resultado es una mezmezcla constituida por metano (CH4) en una proporciónque oscila entre un 40% y un 70%, y dióxido de carbono (CO2), conteniendopequeñas proporciones de otros gases como hidrógeno (H2), nitrógeno (N2),oxígeno (O2) y sulfuro de hidrógeno ( H2S).1 El biogás tiene como promedio unpoder calorífico entre 18,8 y 23,4 mega megajulios por m³.Este gas se puede utilizar para producir energía eléctrica mediante turbinas oplantas generadoras a gas, en hornos, estufas, secadores, calderas u otrossistemas de combustión a gas, debidamente adaptados para tal efec efecto.Biodigestor 6
  8. 8. Instrumentación y Control 2012Equipamiento para reciclaje de estiércol fácil de construir.Un biodigestor es un sistema natural que aprovecha la digestión anaerobia (enausencia de oxígeno) de las bacterias que ya habitan en el estiércol, paratransformar éste en biogás y fertilizante. El biogás puede ser empleado comocombustible en las cocinas e iluminación, y en grandes instalaciones se puedeutilizar para alimentar un generador que produzca electricidad. El fertilizante,llamado biol, inicialmente se ha considerado un producto secundario, peroactualmente se está considerando de la misma importancia, o mayor, que elbiogás, ya que provee a las familias campesinas de un fertilizante natural quemejora mucho el rendimiento de las cosechas.Los biodigestores familiares de bajo costo han sido desarrollados y estánampliamente implantados en países del sureste asiático, pero en Sudamérica,solo países como Argentina, Cuba, Colombia y Brasil tienen desarrollada estatecnología. Estos modelos de biodigestores familiares, construidos a partir demangas de polietileno tubular, se caracterizan por su bajo costo, fácilinstalación y mantenimiento, así como por requerir sólo de materiales localespara su construcción. Por ello se consideran una ‘tecnología apropiada’.La falta de leña para cocinar en diferentes regiones de Bolivia hacen a estossistemas interesantes para su difusión, divulgación y diseminación a granescala. Las familias dedicadas a la agricultura suelen ser propietarias depequeñas cantidades de ganado (dos o tres vacas, por ejemplo) y pueden, portanto, aprovechar el estiércol para producir su propio combustible y unfertilizante natural mejorado. Se debe considerar que el estiércol acumuladocerca de las viviendas supone un foco de infección, olores y moscas quedesaparecerán al ser introducido el estiércol diariamente en el biodigestorfamiliar. También es importante recordar la cantidad de enfermedadesrespiratorias que sufren, principalmente las mujeres, por la inhalación de humoal cocinar en espacios cerrados con leña o bosta seca. La combustión delbiogás no produce humos visibles y su carga en ceniza es infinitamente menorque el humo proveniente de la quema de madera.En el caso de Bolivia, donde existen tres regiones diferenciadas como altiplano,valle y trópico, esta tecnología fue introducida en el año 2002 en Mizque,(2.200 msnm Cochabamba) como parte de la transferencia tecnológica a unaONG cochabambina. Desde entonces, en constante colaboración por Internetcon instituciones de Camboya, Vietnam y Australia, y la ONG de Cochabamba,estos sistemas han sido adaptados al altiplano. La primera experiencia fue enel año 2003 instalando un biodigestor experimental a 4.100 msnm queaprovechaba el efecto invernadero. Este diseño preliminar sufrió un desarrollopara abaratar costes y adaptarlo a las condiciones rurales manteniendo elespíritu de tecnología apropiada. Son tres los límites básicos de losbiodigestores: la disponibilidad de agua para hacer la mezcla con el estiércolque será introducida en el biodigestor, la cantidad de ganado que posea lafamilia (tres vacas son suficientes) y la apropiación de la tecnología por partede la familia. 7
  9. 9. Instrumentación y Control 2012Los biodigestores familiares de bajo costoEste modelo de biodigestor consiste en aprovechar el polietileno tubular (decolor negro en este caso) empleado en su color natural transparente en capassolares, para disponer de una cámara de varios metros cúbicos cerradaherméticamente. Este hermetismo es esencial para que se produzcan lasreacciones biológicas anaerobias.El film de polietileno tubular se amarra por sus extremos a tuberías deconducción, de unas seis pulgadas de diámetro, con tiras de liga recicladas delas cámaras de las ruedas de los autos. Con este sistema, calculandoconvenientemente la inclinación de dichas tuberías, se obtiene un tanquehermético. Al ser flexible el polietileno tubular, es necesario construir una ‘cuna’que lo albergue, ya sea cavando una zanja o levantando dos paredesparalelas.Una de las tuberías servirá como entrada de materia prima (mezcla de estiércolcon agua de 1:4). En el biodigestor se alcanza finalmente un equilibrio de nivelhidráulico, por el cual, según la cantidad de estiércol mezclado con agua quese introduzca, saldrá una determinada cantidad de fertilizante por la tubería delotro extremo.Debido a la ausencia de oxígeno en el interior de la cámara hermética, lasbacterias anaerobias contenidas en el propio estiércol comienzan a digerirlo.Primeramente se produce una fase de hidrólisis y fermentación, posteriormenteuna acetogénesis y finalmente la metanogénesis por la cual se producemetano. El producto gaseoso llamado biogás realmente tiene otros gases en sucomposición, como son dióxido de carbono (20-40%), nitrógeno molecular (2-3%) y sulfhídrico (0,5-2%), siendo el metano el más abundante con un 60-80%.La conducción de biogás hasta la cocina se hace directa, manteniendo todo elsistema a la misma presión: entre 8 y 13 cm de columna de agua dependiendode la altura y el tipo de fogón. Esta presión se alcanza incorporando en laconducción una válvula de seguridad construida a partir de una botella derefresco. Se incluye un ‘tee’ en la conducción, y mientras sigue la línea de gas,el tercer extremo de la tubería se introduce en el agua contenida en la botellade 8 a 13 cm. También se añade un reservorio, o almacén de biogás, en laconducción, permitiendo almacenar unos 2 o 3 metros cúbicos de biogás.Estos sistemas adaptados para altiplano han de ser ubicados en ‘cunas’enterradas para aprovechar la inercia térmica del suelo, o bien dos paredesgruesas de adobe en caso de que no se pueda cavar. Además se encierran losbiodigestores en un invernadero de una sola agua, apoyado sobre las paredeslaterales de adobe. En el caso de biodigestores de trópico o valle, elinvernadero es innecesario pero se ha de proteger el plástico con una semisombra. 8
  10. 10. Instrumentación y Control 2012Los costes en materiales de un biodigestor pueden variar de 110 dólares paratrópico a 170 dólares para altiplano, ya que en la altura tienen mayoresdimensiones y requieren de carpa solar.Adaptación de los biodigestoresLos biodigestores deben ser diseñados de acuerdo con su finalidad, ladisposición de ganado y tipo, y la temperatura a la que van a trabajar. Unbiodigestor puede ser diseñado para eliminar todo el estiércol producido en unagranja de cerdos, o bien como herramienta de saneamiento básico en uncolegio. Otro objetivo sería el de proveer de cinco horas de combustión en unacocina a una familia, para lo que ya sabemos que se requieren 20 kilos deestiércol fresco diariamente. Como se comentó anteriormente, el fertilizantelíquido obtenido es muy preciado, y un biodigestor diseñado para tal fin hapermitir que la materia prima esté más tiempo en el interior de la cámarahermética, así como reducir la mezcla con agua a 1:3.La temperatura ambiente en que va a trabajar el biodigestor indica el tiempo deretención necesario para que las bacterias puedan digerir la materia. Enambientes de 30 ° se requieren unos 10 días, a 20 ° unos 25 y en altiplano, C Ccon invernadero, la temperatura de trabajo es de unos 10 ° de media, y se Crequieren 55 días de tiempo de retención. Es por esto que para una mismacantidad de materia prima entrante se requiere un volumen cinco veces mayorpara la cámara hermética en el altiplano que en el trópico.Lecciones aprendidas en divulgación y diseminaciónEn todo este proceso de desarrollo, divulgación y diseminación de estatecnología en el mundo, hay varias lecciones aprendidas. La introducción delos biodigestores en una familia significa que ya no se requiere buscar leñadiariamente para cocinar, tarea normalmente asignada a las mujeres y niños.Por ello es necesario que sea la mujer la que se apropie de la tecnología comonuevo combustible para cocinar. Incluso para hacer las cocinas de biogás sehan adaptado las cocinas tradicionales de barro mejorado para que lacombustión de biogás sea más eficiente. Esta liberación de la carga de trabajode las mujeres implica mayor disponibilidad de tiempo para otros usosproductivos, capacitación, participación social, etc. Por otro lado, la producciónde fertilizante despierta mayor interés en el hombre, ya que suele ocuparse delos cultivos, y por tanto es importante capacitarle convenientemente en su uso,de forma que él también se apropie de la tecnología que le provee de unfertilizante ecológico y natural. Los niños y niñas también es importantetenerlos en cuenta, y hacerlos partícipes como parte de la familia, evitando queen juegos o vandalismo, pudieran dañar el biodigestor.La estrategia para la divulgación y diseminación de esta tecnología que se havisto más acertada es a través de biodigestores demostrativos. Esto es, instalaruno o dos biodigestores por comunidad, en una granja municipal si hay interésde las autoridades o en granjas o centros educacionales ‘modelo’ que existan,de forma que los vecinos vean su funcionamiento, manejo y beneficios. Estaestrategia no es agresiva y se da a conocer una tecnología nueva, de modo 9
  11. 11. Instrumentación y Control 2012que las familias tendrán información y criterios propios para decidir laconveniencia de introducir, o no, un biodigestor en sus viviendas y manejoagropecuario. En posteriores visitas a las comunidades se puede hacer ya unadiseminación mayor a las familias interesadas.Una lección de última hora aprendida es introducir los biodigestoresdemostrativos en dos familias a la vez en una comunidad, de forma que segenera un apoyo mutuo entre ambas familias en cuanto a trabajo, dudas ytransmisión de conocimiento. La participación de la familia en toda lainstalación de biodigestor ayuda a su apropiación y entendimiento de latecnología. Se han dado casos en los que la familia ha desmontado y vuelto amontar un biodigestor por considerar otra ubicación más idónea, o pararepararlo. El trabajo propio de la familia cavando la zanja que servirá de ‘cuna’,instalando la línea de biogás desde el biodigestor hasta la cocina es importantevalorarlo.Cuando un biodigestor se instala se realiza su primer llenado con gran cantidadde estiércol y agua, hasta que el lodo interior tape las bocas de las tuberías deentrada y salida para asegurar una atmósfera anaerobia. Es importante hacerun seguimiento posterior, puesto que el biodigestor tardará tantos días comotiempo de retención se haya considerado para entrar en plena producción debiogás y fertilizante. En el caso del altiplano esto puede suponer dos mesescargando diariamente un biodigestor que aún no da los productos esperados, ypor tanto es necesario acompañar y apoyar a la familia en este proceso paraque sienta que el trabajo no es vano.Es importante aprovechar las estructuras sociales propias de cada lugar, comopor ejemplo la asociación de productores de leche local u otros tipos deasociaciones. De esta manera ya existe una forma de representación, decomunicación, convocatoria y de control interno que no es necesario generarcon cada nuevo proyecto.En caso de existir subvenciones monetarias para adquirir los materiales, ya seapor parte de ONGs, municipios o cualquier otro tipo de ayuda, nunca ha de sertotal, y por tanto hay que hacer partícipe a la familia en los costos. Esimportante que la familia no solo ponga parte de la mano de obra para laconstrucción de la ‘cuna’, sino que además aporte dinero. Esta cantidad dedinero puede ser variable de acuerdo al contexto social, pero es recomendableque no sea inferior a los 30$us. De esta forma las familias que decidan instalarun biodigestor, lo harán en un grado muy importante de apropiación de latecnología, además que obliga a la institución o promotor a tener unaresponsabilidad y dar garantía en los materiales empleados y en elfuncionamiento del sistema. De otro modo, tanto la apropiación de la tecnologíapor parte de la familia así como el compromiso del buen hacer del instaladorpueden ser menores. 10
  12. 12. Instrumentación y Control 2012Anexo2Actividad 1. Naveguen por internet y busquen información extra sobre el biogás. Utilicen algunas de estos enlaces: • Video producción de biogás y valorización de efluentes en plantas productoras de Aceite de Palma en Honduras. • Libro gratuito: Guía de Diseño y manual de instalación de Biodigestores Familiares de bajo costo. • Video de construcción de un biodigestor en el Altiplano, Bolivia. • Video de construcción reservotrios de biogas verticales, Bolivia. • Experiencia de transferencia tecnológica de biodigestores familiares en Bolivia • Digestores anaerobios termófilos • Ejemplo de construcción de un digestor • Uso de grasas para mejorar la calidad del biogás • The Biogasmax European project of Biogas • Experiencia de transferencia tecnológica de biodigestores familiares en Bolivia • Biogás en Costa Rica • Biogás en Argentina • Biodieselspain.com Noticias y Marketplace sobre Biogás y biocarburantes en España • Desarrollo sostenible en la India gracias al Biogás • Artículo técnico sobre las instalaciones para la explotación del Biogás • Web sobre diferentes proyectos de biogás y digestión anaerobia • AEBIG, Asociación española de Biogás 2. A partir del material recolectado, y utilizando alguna herramienta procesadora de texto, realizen un informe sobre el tema tratado. 3. Una vez confeccionado el informe, cada grupo debe subirlo a la Web desde la página www.slideshare.net con el nombre del grupo como título. 4. Preparen una exposición oral del grupo y como herramienta de la misma elaboren una presentación en PowerPoint que contenga muchas imágenes del tema. 11

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