Biodigestores: aprovechar residuos para generar energía
El biogás es una opción que contribuye a fortalecer la seguridad energética al ofrecer
ventajas competitivas respecto a otras fuentes alternas de energía.
INTRODUCCIÓN
La crisis energética nacional e internacional es un riesgo latente, quizás inminente, dada el
agotamiento del petróleo convencional y los altos precios de los hidrocarburos.
Se tiene una tendencia hacia otras fuentes de energía y la producción de gas natural y al
aseguramiento del suministro de gas para las futuras generaciones. En este caso, se trata del
equipo para producir biogás llamado biodigestor o digestor que genera combustible, reduce
considerablemente costos de producción para el caso de combinarse con otra actividad .
El mercado nacional de biogás es un nicho que está creciendo debido a que es competitivo contra
otros combustibles.
Los proyectos de bioenergéticos tienen factibilidad en muy diversos niveles: en lo humano se evitan
enfermedades y plagas, en lo económico se crean empleos, pequeñas y medianas empresas y
desarrollo, y en lo social no involucran la transformación de alimentos de la canasta básica, es
decir, no afectan la seguridad alimentaria.
MARCO TEÓRICO
Desde la existencia del hombre había indicios del biogás, ya que se producía en forma natural en
pantanos, bosques, mares e incendios. En el año de 1776, Alejandro Volta descubre metano al
analizar agua estancada, detectando que salía un vapor. Humpry Dhabi, en 1808, produce gas
metano en un laboratorio, el cual se toma de referencia como el inicio de la investigación en biogás.
En 1869 por primera vez se utiliza éste en un hospital de Bombay. A principios del siglo pasado, en
Asia se implantaron 120,000 biodigestores pequeños sin calefacción; en 1939 la India contaba con
equipos para aplicar en climas fríos o cálidos. Durante la Segunda Guerra Mundial hubo una
racionalización de combustibles que originó que los investigadores se interesaran, creando
avances en el tema a un paso acelerado.
En 1970 China llevó a la práctica el uso de biogás en mayor escala al contar con siete millones de
digestores rurales en funcionamiento, los cuales proveían de cocción e iluminación (2). Entre 1973
y 1985, Alemania tuvo un pequeño boom con el propósito de producir energía y proteger al medio
ambiente. A partir de esos días a la actualidad, China, India, Holanda, Gran Bretaña, Suiza, Italia,
España, Estados Unidos, Filipinas, Alemania, son líderes y han avanzado sobre el tema.
¿Qué es biodigestor (o digestor)?
Un biodigestor es un sistema natural y ecológico (contenedor) que aprovecha la digestión
anaeróbica o ausencia de oxígeno de las bacterias para convertir cualquier residuo orgánico en gas
y fertilizante, En la foto 1 se presenta el proceso del biogás y en la foto 2 se observa la parte
externa de un modelo de biodigestor.
Objetivo del biodigestor:
Transformar residuos orgánicos en gases y, a la vez, reducir las emisiones a la atmósfera con el
propósito de obtención de energía, permitiendo bienestar económico, desarrollo social y cultura
ambiental.
Ventajas de un biodigestor:
 Produce biogás naturalmente, que es combustible.
 Evita el uso de leña que contribuye a la deforestación.
 Permite aprovechar residuos orgánicos.
 El lodo producido en el proceso genera fertilizante.
 Promueve el desarrollo sustentable evitando la emisión de gases de efecto invernadero.
 Elimina problemas de sanidad: evita malos olores, insectos y controla los microorganismos capaces
de generar enfermedades.
 Obtención de beneficios adicionales por la venta de bonos de carbono.
 Cumple con la normatividad nacional e internacional.
 Impide la contaminación de mantos acuíferos.
 Permite tener personal especializado en esta rama.
 Existe la opción de incursionar en proyectos de vanguardia.
Desventajas y riesgos:
 Su ubicación debe estar cercana al almacén donde se tiene la materia orgánica.
 La temperatura debe ser entre 15 y 60°C, lo que encarece el proceso en climas fríos.
 El biogás dentro de su composición tiene el subproducto llamado sulfuro de hidrógeno, que es un
gas tóxico al ser humano y corrosivo a todo equipo del proceso.
 Existe riesgo de explosión o incendios, en caso de no cumplirse las normas de seguridad,
mantenimiento y del personal.
¿Qué aspectos se deben considerar para el diseño de un biodigestor?
Se debe determinar siete variables que influyen en el buen desempeño. La primera es el monto de
capital que está dispuesto a gastar; segundo es la cantidad y calidad de biogás que se quiere
obtener; tercero es el tipo de la materia prima con que se cuente; cuarto el tamaño del biodigestor;
quinto las características del terreno; sexto el uso que se le dará al abono orgánico y por último, la
temperatura del lugar donde se instalará ya sea a nivel de ambiente o invernadero.
Dentro de los anteriores factores técnicos, se evalúa el residuo orgánico, la composición de
acuerdo a la relación carbono e nitrógeno, la intensidad de agitado en el mezclado hasta que se
tenga el pH de 7-7.2 y la existencia de baterías formadoras de metano conjuntamente con la
temperatura del proceso de fermentación: Psicrofílica (15-18 °C), Mesofílica (28-33°C),
Thermofílica (50-60 °C).
¿Cuántos tipos de biodigestores existen?
En el mercado tecnológico solo existen dos formas y se mencionan a continuación (3):
 Biodigestor de flujo discontinuo (BFD):
Es aquel en donde el residuo se deposita al inicio del proceso y la descarga se hace hasta que
finaliza; requiere de mayor mano de obra, un espacio para almacenar la materia prima y un
depósito de gas.
 Biodigestor de flujo continuo (BFC):
Son aquellos en donde el residuo se descarga de manera continua o por lo menos una vez al día,
requiere de menos mano de obra, de una mezcla más fluida o movilizada de manera mecánica y un
depósito de gas.
¿Cuáles son los insumos o materias primas y sustitutos que utiliza un biodigestor; en qué
estado de materia están naturalmente?
La materia prima que se emplea en este equipo en específico son residuos agrícolas que son todos
los desperdicios agropecuarios y cultivos energéticos, residuos sólidos urbanos que son toda
materia orgánica desechada y productos que produzcan gases dentro de la basura, así como
residuos industriales que no se aprovechan al máximo quedándole poder calorífico. Las aguas
residuales son descarga a drenaje, las cuales llevan una cantidad de materia orgánica disuelta
abundante que puede ser aprovechada. En su defecto, hay varios sustitutos en el caso de
contingencia se mezcla uno con otro ó todos, y se obtendrá el mismo resultado. Los estados de
materia en que se encuentran son líquidos, semisólido y sólidos(4), siendo éstos de fácil manera de
conseguir, tal como se muestra en la Figura1 del origen en forma natural de insumos que
conforman la biomasa.
Estructura de un biodigestor:
Constan de dos partes:
a) Cámara de fermentación en donde la biomasa sufre la descomposición.
b) Cámara de almacén de gas. Existe también las siguientes, pero varían según el tipo de
biodigestor:
 La pila de carga. Ingresa el residuo.
 La pila de descarga. Se obtiene el residuo usado.
 El agitador. Remueve los residuos.
 La tubería de gas. Salida para su uso.
 Inversión para un biodigestor:
Puede ser a través de las siguientes modalidades:
a) Recursos propios, en donde el interesado en contar con esta tecnología solventará todos los
costos del proyecto, dado que tiene la solvencia conómica para llevarlo a cabo.
b) La segunda se aplica cuando el capital requerido del proyecto estimado no es suficiente, por eso
se busca financiamiento, apoyo y benéficos del Gobierno Federal a través del Programa Nacional
de Desarrollo de Bioenergéticos por medio de las instituciones gubernamentales y privadas
correspondientes.(5) Estos planes consisten en ofrecer montos máximos hasta un millón de pesos
en la construcción de biodigestor o hasta 250 mil pesos para generador de electricidad. Cabe
aclarar que la cantidad prestada y apoyo dependerá de la situación financiera del solicitante-
tamaño-costos producción y que el beneficiario aporte el 50% o más de la inversión, ya que existe
un acuerdo entre ambas partes se fija la tasa de interés, el plazo de pago, la posibilidad de algún
periodo de gracia, el beneficio en la tasa de interés; siempre y cuando tenga garantías, comisión de
apertura, apoyo para el desarrollo de documentos e inclusión de Mecanismos de Desarrollo Limpio.
Esta propuesta se considera una buena oportunidad para seguir potencializando la infraestructura
nacional.
Justificación del proyecto de un biodigestor.
Los proyectos estratégicos de bioenergía se justifican porque son rentables, ya que generan
modelos de producción agropecuarios, ambientales, energéticos y económicos. Los costos de
biodigestores se estiman a partir de tres mil pesos, los cuales generaran ahorros de un 20% al 85
%.
En la gráfica 2 se puede observar que a partir del año 2007 hasta el 2010, las autoridades
mexicanas han impulsado con mayor presupuesto a la fuente alterna conocida como biomasa con
beneficios de financiamientos y apoyos a proyectos para la construcción, remodelación o
equipamiento de biodigestores, dada la sobreproducción de residuos orgánicos que son
desaprovechados y que pueden reducir riesgos para la seguridad energética.
CONCLUSIONES
 El biogás es una opción que contribuye a fortalecer la seguridad energética al ofrecer ventajas
competitivas respecto a otras fuentes alternas de energía que preservan al medio ambiente. Tiene
rentabilidad favorable por los diversos planes que ofertan los programas de bioenergéticos. Años
atrás no existía la posibilidad de invertir y era complicado colocar la materia orgánica en el
mercado. Esto causaba que los periodos de recuperación de capital fueran de 15 a 20 años: en la
actualidad, con el empleo de biodigestores, la recuperación es de 1 a 10 años.

Biodigestor

  • 1.
    Biodigestores: aprovechar residuospara generar energía El biogás es una opción que contribuye a fortalecer la seguridad energética al ofrecer ventajas competitivas respecto a otras fuentes alternas de energía. INTRODUCCIÓN La crisis energética nacional e internacional es un riesgo latente, quizás inminente, dada el agotamiento del petróleo convencional y los altos precios de los hidrocarburos. Se tiene una tendencia hacia otras fuentes de energía y la producción de gas natural y al aseguramiento del suministro de gas para las futuras generaciones. En este caso, se trata del equipo para producir biogás llamado biodigestor o digestor que genera combustible, reduce considerablemente costos de producción para el caso de combinarse con otra actividad . El mercado nacional de biogás es un nicho que está creciendo debido a que es competitivo contra otros combustibles. Los proyectos de bioenergéticos tienen factibilidad en muy diversos niveles: en lo humano se evitan enfermedades y plagas, en lo económico se crean empleos, pequeñas y medianas empresas y desarrollo, y en lo social no involucran la transformación de alimentos de la canasta básica, es decir, no afectan la seguridad alimentaria. MARCO TEÓRICO Desde la existencia del hombre había indicios del biogás, ya que se producía en forma natural en pantanos, bosques, mares e incendios. En el año de 1776, Alejandro Volta descubre metano al analizar agua estancada, detectando que salía un vapor. Humpry Dhabi, en 1808, produce gas metano en un laboratorio, el cual se toma de referencia como el inicio de la investigación en biogás. En 1869 por primera vez se utiliza éste en un hospital de Bombay. A principios del siglo pasado, en Asia se implantaron 120,000 biodigestores pequeños sin calefacción; en 1939 la India contaba con equipos para aplicar en climas fríos o cálidos. Durante la Segunda Guerra Mundial hubo una racionalización de combustibles que originó que los investigadores se interesaran, creando avances en el tema a un paso acelerado. En 1970 China llevó a la práctica el uso de biogás en mayor escala al contar con siete millones de digestores rurales en funcionamiento, los cuales proveían de cocción e iluminación (2). Entre 1973 y 1985, Alemania tuvo un pequeño boom con el propósito de producir energía y proteger al medio ambiente. A partir de esos días a la actualidad, China, India, Holanda, Gran Bretaña, Suiza, Italia, España, Estados Unidos, Filipinas, Alemania, son líderes y han avanzado sobre el tema.
  • 2.
    ¿Qué es biodigestor(o digestor)? Un biodigestor es un sistema natural y ecológico (contenedor) que aprovecha la digestión anaeróbica o ausencia de oxígeno de las bacterias para convertir cualquier residuo orgánico en gas y fertilizante, En la foto 1 se presenta el proceso del biogás y en la foto 2 se observa la parte externa de un modelo de biodigestor. Objetivo del biodigestor: Transformar residuos orgánicos en gases y, a la vez, reducir las emisiones a la atmósfera con el propósito de obtención de energía, permitiendo bienestar económico, desarrollo social y cultura ambiental. Ventajas de un biodigestor:  Produce biogás naturalmente, que es combustible.  Evita el uso de leña que contribuye a la deforestación.  Permite aprovechar residuos orgánicos.  El lodo producido en el proceso genera fertilizante.  Promueve el desarrollo sustentable evitando la emisión de gases de efecto invernadero.  Elimina problemas de sanidad: evita malos olores, insectos y controla los microorganismos capaces de generar enfermedades.  Obtención de beneficios adicionales por la venta de bonos de carbono.  Cumple con la normatividad nacional e internacional.  Impide la contaminación de mantos acuíferos.  Permite tener personal especializado en esta rama.  Existe la opción de incursionar en proyectos de vanguardia. Desventajas y riesgos:  Su ubicación debe estar cercana al almacén donde se tiene la materia orgánica.  La temperatura debe ser entre 15 y 60°C, lo que encarece el proceso en climas fríos.  El biogás dentro de su composición tiene el subproducto llamado sulfuro de hidrógeno, que es un gas tóxico al ser humano y corrosivo a todo equipo del proceso.  Existe riesgo de explosión o incendios, en caso de no cumplirse las normas de seguridad, mantenimiento y del personal. ¿Qué aspectos se deben considerar para el diseño de un biodigestor?
  • 3.
    Se debe determinarsiete variables que influyen en el buen desempeño. La primera es el monto de capital que está dispuesto a gastar; segundo es la cantidad y calidad de biogás que se quiere obtener; tercero es el tipo de la materia prima con que se cuente; cuarto el tamaño del biodigestor; quinto las características del terreno; sexto el uso que se le dará al abono orgánico y por último, la temperatura del lugar donde se instalará ya sea a nivel de ambiente o invernadero. Dentro de los anteriores factores técnicos, se evalúa el residuo orgánico, la composición de acuerdo a la relación carbono e nitrógeno, la intensidad de agitado en el mezclado hasta que se tenga el pH de 7-7.2 y la existencia de baterías formadoras de metano conjuntamente con la temperatura del proceso de fermentación: Psicrofílica (15-18 °C), Mesofílica (28-33°C), Thermofílica (50-60 °C). ¿Cuántos tipos de biodigestores existen? En el mercado tecnológico solo existen dos formas y se mencionan a continuación (3):  Biodigestor de flujo discontinuo (BFD): Es aquel en donde el residuo se deposita al inicio del proceso y la descarga se hace hasta que finaliza; requiere de mayor mano de obra, un espacio para almacenar la materia prima y un depósito de gas.  Biodigestor de flujo continuo (BFC): Son aquellos en donde el residuo se descarga de manera continua o por lo menos una vez al día, requiere de menos mano de obra, de una mezcla más fluida o movilizada de manera mecánica y un depósito de gas. ¿Cuáles son los insumos o materias primas y sustitutos que utiliza un biodigestor; en qué estado de materia están naturalmente? La materia prima que se emplea en este equipo en específico son residuos agrícolas que son todos los desperdicios agropecuarios y cultivos energéticos, residuos sólidos urbanos que son toda materia orgánica desechada y productos que produzcan gases dentro de la basura, así como residuos industriales que no se aprovechan al máximo quedándole poder calorífico. Las aguas residuales son descarga a drenaje, las cuales llevan una cantidad de materia orgánica disuelta abundante que puede ser aprovechada. En su defecto, hay varios sustitutos en el caso de contingencia se mezcla uno con otro ó todos, y se obtendrá el mismo resultado. Los estados de materia en que se encuentran son líquidos, semisólido y sólidos(4), siendo éstos de fácil manera de conseguir, tal como se muestra en la Figura1 del origen en forma natural de insumos que conforman la biomasa. Estructura de un biodigestor: Constan de dos partes: a) Cámara de fermentación en donde la biomasa sufre la descomposición. b) Cámara de almacén de gas. Existe también las siguientes, pero varían según el tipo de biodigestor:  La pila de carga. Ingresa el residuo.  La pila de descarga. Se obtiene el residuo usado.  El agitador. Remueve los residuos.  La tubería de gas. Salida para su uso.
  • 4.
     Inversión paraun biodigestor: Puede ser a través de las siguientes modalidades: a) Recursos propios, en donde el interesado en contar con esta tecnología solventará todos los costos del proyecto, dado que tiene la solvencia conómica para llevarlo a cabo. b) La segunda se aplica cuando el capital requerido del proyecto estimado no es suficiente, por eso se busca financiamiento, apoyo y benéficos del Gobierno Federal a través del Programa Nacional de Desarrollo de Bioenergéticos por medio de las instituciones gubernamentales y privadas correspondientes.(5) Estos planes consisten en ofrecer montos máximos hasta un millón de pesos en la construcción de biodigestor o hasta 250 mil pesos para generador de electricidad. Cabe aclarar que la cantidad prestada y apoyo dependerá de la situación financiera del solicitante- tamaño-costos producción y que el beneficiario aporte el 50% o más de la inversión, ya que existe un acuerdo entre ambas partes se fija la tasa de interés, el plazo de pago, la posibilidad de algún periodo de gracia, el beneficio en la tasa de interés; siempre y cuando tenga garantías, comisión de apertura, apoyo para el desarrollo de documentos e inclusión de Mecanismos de Desarrollo Limpio. Esta propuesta se considera una buena oportunidad para seguir potencializando la infraestructura nacional. Justificación del proyecto de un biodigestor. Los proyectos estratégicos de bioenergía se justifican porque son rentables, ya que generan modelos de producción agropecuarios, ambientales, energéticos y económicos. Los costos de biodigestores se estiman a partir de tres mil pesos, los cuales generaran ahorros de un 20% al 85 %. En la gráfica 2 se puede observar que a partir del año 2007 hasta el 2010, las autoridades mexicanas han impulsado con mayor presupuesto a la fuente alterna conocida como biomasa con beneficios de financiamientos y apoyos a proyectos para la construcción, remodelación o equipamiento de biodigestores, dada la sobreproducción de residuos orgánicos que son desaprovechados y que pueden reducir riesgos para la seguridad energética. CONCLUSIONES  El biogás es una opción que contribuye a fortalecer la seguridad energética al ofrecer ventajas competitivas respecto a otras fuentes alternas de energía que preservan al medio ambiente. Tiene rentabilidad favorable por los diversos planes que ofertan los programas de bioenergéticos. Años atrás no existía la posibilidad de invertir y era complicado colocar la materia orgánica en el mercado. Esto causaba que los periodos de recuperación de capital fueran de 15 a 20 años: en la actualidad, con el empleo de biodigestores, la recuperación es de 1 a 10 años.