Bozzo moncada-generacionyusodelbiogas

1. GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA
ENERGÉTICAENERGÉTICA
SEMINARIO EXPOQUIM 2008SEMINARIO EXPOQUIM 2008
Estación Mapocho, Santiago – CHILE
02 – 04 septiembre 200802 – 04 septiembre 2008
Jean-François BRADFER
Ingeniero Procesos Industriales
Gerente General – AS&D Consultores
www.asdconsultores.cl

2. 2 de 28
GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
Introducción:Introducción:
El biogás: un compuesto natural más
antiguo que el petróleo
Proceso de fermentación sin aire de la Materia
Orgánica
Una energía renovable, gratuita, al alcance
Una alternativa para algunos industriales y
agricultores
 con ciertos resguardos…

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
Plan de la presentaciónPlan de la presentación
Generalidades sobre el biogás
Fuente de energía
Alternativa al tratamiento de A.S. & Riles
Otras aplicaciones
El biogás en Chile
El futuro del biogás

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
1) Generalidades sobre el1) Generalidades sobre el
BiogásBiogás
 COMPOSICIÓN
 PROPIEDADES
 CH4 50 a 90%
 CO2 10 a 40%
 N2 2 a 7%
 H2 1 a 5%
 H2S50 a 5000 ppm
 Densidad 0,8 a 1,2 (/aire)
 Incoloro, fuerte olor, tóxico,
 COMBUSTIBLE.

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
La Digestión AnaeróbicaLa Digestión Anaeróbica
Macro-moléculas
Ácidos Orgánicos (AGV)
Acetato,
propionico,
butírico
CH4 + CO2
H2 + CO2
CH4
Hidrólisis,
Acidogénesis,
Acetogénesis
Metanógenesis

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
 CH4 más liviano
 CO2 y H2S más
pesados
Sala Sopladores de Biogás
(PTAS El Trebal – Santiago de Chile)
Efecto de “separación”Efecto de “separación”

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
2) El Biogás: fuente de energía2) El Biogás: fuente de energía
Componente energético: el metano CH4
– 55-70% CH4
– PCI CH4: 9,94 kWh/Nm3 = 8,6 Mcal/Nm3
– PCI biogás : %vol.CH4 x 9,94 (kWh/Nm3)
Comparación con otros combustibles…

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
Comparativo con otros combustiblesComparativo con otros combustibles
Combustibles Densidad (kg/l) Poder Calorífico Inferior (PCI)
(kg/l) kcal/kg kcal/Sm3
Gas Natural 0,617 (*) 12.353 8.400 (***)
Gas Licuado 0,525 (liq.) 11.010 -
Keroseno 0,797 10.418 -
Diesel 0,849 10.165 -
FO Nº 6 0,977 9.625 -
Biogás (80% CH4) 0,78 (*) 7.551 6.720 (***)
Carbón Importado - 6.600 -
Biogás (50% CH4) 1,07 (*) 3.443 4.200 (***)
Leña - 2.492 (**) -
(*) Densidad relativa con aire
(**) Base húmeda al 35% H2O
(***) Condiciones Estándares 15ºC, 1 atm

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
Una energía particularUna energía particular
Energía renovable natural y rápidamente
Energía sin dueño, al “alcance de la mano”
Energía que si no se utiliza, contamina
(efecto invernadero)
Energía alternativa producida por
Tratamiento de Aguas Servidas & Riles (*)
(*) Residuos Líquidos Industriales

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
Fuentes de Producción del BiogásFuentes de Producción del Biogás
Lodos de PTAS / PTRil
Residuos Industriales Líquidos Orgánicos
(“RilOs”) (Agroindustria)
Desechos domésticos (basura orgánica)
Estiércol (bovino, porcino, aves)
Biomasa Forestal

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
Utilización del biogásUtilización del biogás
Calefacción de aire o agua (invernaderos,
secado de lodos, producción de vapor industrial,
calefacción de salas, evaporación de riles…)
Generación eléctrica (=35 a 45% energía total)
Suplemento energético (quemadores mixtos)
Bonos de Carbono…

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
Uso básico domésticoUso básico doméstico
¡##@
!!!
¡La
Pueeerrta!
¡!!!

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
Uso en invernaderoUso en invernadero
Electricidad
Calor
CO2
Abono

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
Evaporación LixiviadosEvaporación Lixiviados
Lixiviados
Viento

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
Evaporación LixiviadosEvaporación Lixiviados
Lixiviados
CalderaBiogás
Ver charla “Evaporación de Riles”, jueves 04 de septiembre -15h20

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
3) Alternativa al Tratamiento de3) Alternativa al Tratamiento de
Aguas Servidas & RilesAguas Servidas & Riles
Aguas con Materia Orgánica (MO)
biodegradable
– Excluye contaminación mineral y con
inhibidores (antibióticos, metales tóxicos
concentrados…)
Permite eliminar la MO muy concentrada
Conceptos DQO y DBO

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
Concepto DQOConcepto DQO
 La demanda química de oxígeno (DQO) es un parámetro
que mide la cantidad de materia orgánica susceptible de ser
oxidada por medios químicos que hay en una muestra
líquida. Se utiliza para medir el grado de contaminación y
se expresa en mg O2/litro.
dCK CO2dCK
+ K2Cr2O7 (dCK)
MO
+ 2H a 148 ºC… 
Delta dCK = DQO

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
Concepto DBOConcepto DBO
 La demanda biológica de oxígeno, también denominada
demanda bioquímica de oxígeno, (DBO) es un parámetro que
mide la cantidad de materia susceptible de ser consumida u oxida-
da por medios biológicos que contiene una muestra líquida, y se
utiliza para determinar su grado de contaminación. Normalmente
se mide transcurridos 5 días (DBO5) y se expresa en mg O2/litro.
O2 CO2O2
Días
DBO
mgO2/l
5

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
Valores de DQO (o DBO)Valores de DQO (o DBO)
Tipo MO DBO (gO2/l) DQO (gO2/l)
Aguas Servidas 0,07 a 0,2 g/l 0,1 a 0,4 g/l
E. Vinícola 10 a 22 g/l Ril
E. Melaza 90 g/l Ril
E. Lacteo 0,35 a 1 g/l. leche
Conservería Tomate 6g /kg conservas
Jugo de frutas 7-12 g/kg conserv.
Cervecerías 0,2 a 16 g/l Ril
Estiércol Porcino 10 a 20g/l Ral 20 a 60 g/l Ral
Estiércol Bovino 112 g/l Ral

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
Alternativas de tratamientoAlternativas de tratamiento
Aeróbico
 Oxidación con O2 del aire
 Libera CO2 al aire
 80% energía tratamiento
es para inyectar el aire
 Mayor producción de
lodos putrescibles
Anaeróbico
 Fermentación sin aire
 Produce Biogás:
– 0,5 m3/kg DQO removida
– 0,35 m3 CH4/kg DQO rem.
– 3,3 kW.h/kg DQO rem.
(basado sobre PCI=6,6
kW.h/m3)
 Menor producción de
lodos estabilizados
Balance energético: Negativo vs Positivo

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
Comparación EnergéticaComparación Energética
 Energía para Oxigenación
(W.h/g.DBO rem.)
 Potencia de Mezcla
(W/m3)
 Producción lodos (kg
SSV/kg DBO)
Anaerób. Aerob.
n/a 0,5-1,8
5-8 20-40
0,08-0,15 0,6-0,8

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
El Potencial en ChileEl Potencial en Chile

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
4) El futuro del Biogás4) El futuro del Biogás
2 alternativas:
– Alternativa Independiente de los costos de
energías convencionales, en donde la vía
anaeróbica siempre superará la vía aeróbica
(Grandes y medianas PTAS, Ril muy alta carga
orgánica, Sectores sin abastecimiento eléctrico)
– Alternativa donde la viabilidad es netamente
económica y Dependiente de un umbral
mínimo de los valores de energías
convencionales y de una Política de Estado, de
largo plazo y ambientalmente coherente

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
Digestión Anaeróbica en elDigestión Anaeróbica en el
MundoMundo

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
El futuro del PetróleoEl futuro del Petróleo
Curva de Hubbert
Extracción cada vez más difícil y costosa
(Petróleo barato ya se consumió)
Países emergentes aumentan su consumo
rápidamente (China…)
El descubrimiento de un yacimiento no
significa una explotación inmediata para
cubrir la inminente escasez.Predice que la producción mundial de petróleo llegará a su cenit y después declinará
tan rápido como creció, resaltando el hecho de que el factor limitador de la
extracción de petróleo es la energía requerida y no su coste económico (petróleo en
2010? GN unos años más tarde…)

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
ConclusiónConclusión
• Una cosa está clara: la era del petróleo fácil se ha
acabado. Lo que hagamos a partir de ahora
determinará nuestro éxito en responder a las
necesidades energéticas del mundo entero durante
este siglo y los siguientes – “La Crisis del Petróleo”
por Fernando Bullón Miró - www.mundonuevo.cl
• Tarde o temprano, si no encontramos una alternativa
al Petróleo, y una solución al calentamiento global,
la era del biogás vendrá.

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:GENERACION Y USO DEL BIOGÁS:
UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICAUNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
Fuentes:Fuentes:
 Le Biogaz – Bertrand de LA FARGE – Edº MASSON
 Wikipedia
 Aplicación de Digestores Anaeróbicos…- Tesis Consuelo María
Ruiz Cabrera – LBE/INRA y EUPU - Sevilla Abril 2002
 Potencial de Biogás – CNE/GTZ – R.Chamy&E.Vivanco (PUCV)
- Chile 2007
 Anaerobic Sludge Digestión – Water Pollution Control Federation
– 1987
 Wastewater Engineering – Metcalf&Eddy – 3ª edición
 Traitement Biologique des Lisiers de Porcs en Boues Activées –
Cemagref 2005
 Manual de Diseño de Conversión Industrial a Gas Natural –
Metrogas S.A. - 1996

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