Este documento, tiene como propósito contribuir al uso y promoción de la tecnología del biogás como fuente renovable de energía para el sector rural, como parte de las actividades del Proyecto CHI/00/G32 “Remoción de Barreras para la Electrificación Rural con Energías Renovables” de la Comisión Nacional de Energía CNE, el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo PNUD, el Fondo para el Medio Ambiente Mundial GEF.
1. BIOGÁS
Manual de Explotación
18 de Febrero al 07 de marzo del 2008.
Comuna de Empedrado.
Región del Maule.
Casa de la Familia Campos.
Sector Provoste, Pueblecillo.
Autor:
Dr. Ing José Antonio Guardado.
Digestor de biogás, en fase de construcción.
Colaboración y edición:
José Antonio Flores.
Carlos Canales.
Carlos Estay.
Daniel Vargas.
2. Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás
2
INTRODUCCIÓN
Este material esta dirigido, a brindar los conocimientos mínimos que deben
tenerse en cuenta a la hora de la puesta en marcha y explotación de la planta de
biogás que se ejecutó en el marco del taller demostrativo, desarrollado entre los
días 18 de febrero al 7 de marzo de 2008, en casa de Don Juan Campos, ubicada
en el Sector Pueblecillo de la Comunidad de Empedrado en la Región del Maule,
Chile.
Este documento, además, tiene como propósito contribuir al uso y promoción de la
tecnología del biogás como fuente renovable de energía para el sector rural,
como parte de las actividades del Proyecto CHI/00/G32 “Remoción de Barreras
para la Electrificación Rural con Energías Renovables” de la Comisión Nacional de
Energía CNE, el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo PNUD, el
Fondo para el Medio Ambiente Mundial GEF.
En correspondencia con esto, se abordaran otros aspectos de interés relacionados
con las bondades que brinda la tecnología del biogás y que tienen una repercusión
directa en el bienestar y calidad de vida de los pobladores del sector rural y en
particular de aquellos que viven en condiciones más aisladas y dispersas.
Por la importancia que representa, la motivación y la acción participativa de los
usuarios e instituciones y autoridades vinculadas con el éxito de los nobles
objetivos del proyecto, resulta imprescindible considerar las características y
particularidades del lugar y para lo cual está previsto el empleo de la Técnica del
GBV*, a partir de la experiencia Cubana para la generalización y uso de la
tecnología del biogás en el sector rural de Chile, bajo los principio del desarrollo
sostenible.
Técnica del GBV* Corresponde a un diseño concebido dentro de la evolución que
han experimentados los digestores de cúpula fija con la finalidad de disminuir
costos y plazos de ejecución con la acción participativa y creativa de un sector
amplio de la población involucrada en la implementación y generalización de la
tecnología del biogás a partir de sus características, posibilidades y condiciones
especificas.
En consecuencia su diseño no se ciñe a un solo tipo de material y forma sino que
aborda una diversa gama de posibilidades y situaciones que enfrentan los
usuarios que saben amar y comprender la esencia del “BIO-GAS”. Gas generador
de vida.
.
3. Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás
3
I. SELECCION Y UBICACIÓN DE LA FAMILIA CAMPOS PARA
EL DESARROLLO DEL TALLER.
La selección del lugar para la ejecución de este taller “Práctico – Demostrativo”, se
realizó en conjunto con la I. Municipalidad de Empedrado, durante el mes de
diciembre del año 2007. De acuerdo a requisitos técnicos como son, contar con
una cantidad suficiente de biomasa, agua y requisitos de tipo social como es el
interés y disposición de los usuarios del digestor de biogás que se ha construido
en el marco del taller.
Figura Nº1: Casa de la Familia Campos Figura Nº2: Ubicación Casa de la Familia
Campos
II. SELECCIÓN DEL DISEÑO Y EJECUCION DE LA PLANTA DE
BIOGAS
Los conceptos, criterios y recomendaciones fundamentales para el diseño y
construcción de la planta de biogás, es un tanto atípica, pues su concepción fue
predeterminada, sin el conocimiento pleno de las particularidades del usuario y
lugar, como establece la técnica ó concepto “GBV”, por lo que al inicio del taller se
rediseño y adecuó la planta a partir de las características del lugar y posibilidades
del usuario, tomando en consideración, además, las inversiones hechas.
De esta manera se ejecutó como parte didáctica del taller demostrativo la planta
de biogás de la casa de Don Juan ó Familia Campo, cuyas etapas y secuencias
constructivas se describen a continuación.
Selección y Ubicación de la planta de biogás
4. Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás
4
Además de requisitos técnicos expuesto en el acápite anterior, para una buena
ubicación de la planta de biogás, en este caso también fueron objeto de análisis
los siguientes:
• Que estuviera relativamente cerca a la fuente de materia prima.
• Que la topografía del terreno permita el cargado de la planta por gravedad.
• Que la vivienda donde se utilizará el biogás este relativamente cerca a la
instalación de la planta de biogás, acorde a la recomendación que establece
que la distancia mayor cumpla con la relación: Lmax < 0,95Pmax ( Lmax –
distancia máxima en metros ; Pmax – presión máxima en mm de columna de
agua)
• La topografía del terreno ayuda a que la utilización del bioabono se realice por
gravedad.
• La excavación no tuvo contacto con el manto freático, cumpliéndose el requisito
de que el fondo del biodigestor, quedo a una distancia mayor a un metro.
Para lograr un buen trazado de la planta es imprescindible eliminar del área que
se utilizará para la construcción, todo aquello que sea un estorbo, como
escombros, hierbas, plantas, raíces, etc.
Ya limpio se procede al replanteo del Biodigestor y el tanque de compensación en
dependencia del tipo de digestor, con la ayuda de estacas y cuerdas, dicha cuerda
tendrá el radio seleccionado, para el volumen del digestor que previamente se
halla dimensionado imágenes 3 y 4. Las coordenadas de este tipo de este digestor
familiar de 10 m3
ubicado en la vivienda de la familia Campos, Camino Provoste,
Sector Pueblecillo de la Comuna de Empedrado, en la VII Región del Maule, Chile,
son las siguientes: 35º 35’ 07,59’’ S; 72º 25’ 55,78’’ O.
Figura Nº3: Acopio de Materiales Figura Nº4: Perforación de biodigestor.
5. Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás
5
Desde que empieza hasta que termina la construcción, todas las medidas
verticales se tomaran a partir del nivel de referencia, que se establecerá por
encima del nivel de reboso, para su fácil control, entre 50 - 60 cm. Este nivel se
marca mediante un cordel durante la construcción para mantener los niveles
exactos, el mismo se sostendrá mediante dos estacas situadas ambas a cada
extremo del digestor y del tanque de compensación. Dichas estacas tendrán
fijadas el nivel de referencia mediante puntillas u otros objetos adecuados. Será
necesario mantener inalterables durante la construcción estas marcas, algún
movimiento o desplazamiento de las mismas llevará a errores colosales en la
construcción del digestor.
Excavación
Puede realizarse de forma manual o mecanizada, mediante una retroexcavadora.
Para la seguridad de los constructores se debe dejar cierta inclinación en las
paredes de acuerdo con el tipo de terreno, la tierra producto de la excavación se
depositara a más de un metro del borde de la excavación, se deberá mantener
libre de tierra excavada el lugar donde se construirá la caja de carga y el
desarenador, se recomienda en conjunto con la excavación, realizar la zanja para
la colocación del tubo de carga y el de extracción de lodos. Este último si el
modelo de cúpula fija es del tipo “Nicarao” ó “GBV”, como es el caso de la familia
Campos, se indica más adelante. La excavación debe hacerse a la profundidad
exacta para evitar los rellenos a la hora de cimentar, se recomienda para esto ir
tomando cada cierto tiempo medidas verticales a partir del nivel de referencia.
En las figuras 5 y 6 se muestra la excavación hecha para la planta de biogás de la
familia Campos del tipo cúpula fija, modelo GBV – 3, con el tanque de
compensación encima de la Cúpula.
Figura Nº5: Perforación de biodigestor. Figura Nº6: Perforación de biodigestor.
6. Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás
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Losa de Cimentación.
Con los niveles correspondientes en la excavación se procede a fundir la losa, lo
cual por lo general se realiza manualmente (excepto en plantas grandes). El
enrase o nivelación de la superficie de terminación de la losa se hace con la ayuda
del dispositivo “Escuadra de Madera” acoplada al eje central.
En caso de losas de hormigón, se recomienda que éste posea una Rbk>=15Mpa,
para que sea resistente a la compresión a que estará sometida la losa y además
impermeable; lo cual se logra mediante la adecuada dosificación de los
agregados. La relación agua - cemento de la mezcla debe ser menor o igual a 0,5.
El sitio de mezcla debe ubicarse lo más cerca posible a la excavación sobre un
piso firme y limpio ó dentro de una carretilla que se habilite al efecto.
La fundición de la losa debe efectuarse en un solo día, para que todo el hormigón
posea la misma edad y se entren juntas de fundición. El vestimento del hormigón
se realiza por sectores, desde el centro hacia afuera, empleando la escuadra de
madera permanentemente para el control de los niveles de la superficie a lograr.
En las condiciones especificas del caso que nos ocupa, donde pueden producirse
movimientos sísmicos, además, se recomienda realizar las actividades descriptas
y ejecutar la losa de cimentación, tal y como se hizo para el digestor de Don Juan
Campos, figuras desde la 7 a la 10.
Figura Nº7: Perforación de biodigestor, con
espacio para la cadena.
Figura Nº8: Malla de la loza.
7. Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás
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Figura Nº9: introducción de la cadena. Figura Nº10: Detalle de la cadena.
Muro cilíndrico.
Se coloca la guía para el muro circular (guía rectangular). Con el auxilio de la
misma se determina la correcta posición que debe dársele a cada ladrillo o bloque
en el momento de su colocación. Durante la ejecución de la mampostería se
rectifica la verticalidad y la horizontalidad y niveles en las hiladas.
En la conformación del muro se utilizó bloques de 15 Cm de espesor, aunque
también pueden emplearse ladrillos en citara. En todos los casos éstos deben ser
de buena calidad. Es importante que al levantar el muro, se tengan en cuenta los
orificios o insertos de tuberías o conductos de entrada y salida del cieno de
fermentación en el Biodigestor, según la solución o esquema de la planta, figuras
desde la 11 a La 14.
Figura Nº11: Llenado de la loza. Figura Nº12: Llenado de la loza y colocación de
los bloques.
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Figura Nº13: Muro interior Figura Nº14: Uso de Regla para la construcción
del muro.
Viga de cerramiento o cierre de muro.
También denominamos viga de apoyo, sirve como elemento de cierre del muro y a
la vez de apoyo de la cúpula.
Esta viga posee una forma triangular o trapezoidal, y se apoya uniformemente
sobre el muro. Se funde con hormigón armado con Rbk de 20 Mpa.
Es importante que la superficie superior de la viga, una vez fundida, posea la
debida inclinación, de manera que se logre el ángulo preciso con que debe
colocarse la primera hilada de ladrillos que conforman la cúpula, figuras 15 y 16.
Figura Nº15: Cadena o viga triangular. Figura Nº16: Hormigonado de la viga triangular.
9. Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás
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Cúpula o domo esférico.
Sobre la viga de cierre de muro se indica la colocación de la primera hilada de
ladrillos, utilizando la guía o formaleta para la cúpula. El radio a mantener se
señalara en la formaleta mediante un clavo y bien aplomada en el canto inferior de
ésta, de manera que indique la posición del interior en el que debe quedar
colocado el ladrillo.
La formaleta se va moviendo a la posición del siguiente ladrillo a colocar, y así
sucesivamente se va repitiendo la operación en cada hilada. De este modo va
quedando conformada la cúpula, curvándose lentamente el muro hacia el interior y
disminuyendo su abertura circular superior cuando esta curvatura es tal que
provoca el desprendimiento del ladrillo en el momento de su colocación, se
emplea entonces los ganchos de sugestión, que se van colocando sobre los
ladrillos recién puestos, evitando que éstos se desprendan y presionándolos
contra los ladrillo de la anterior hilada, figuras 17 y 18.
Figura Nº17: Inicio de la construcción de la
cúpula
Figura Nº18: Construcción de la cúpula
Viga de cierre.
La misma sirve de elemento de cierre de la cúpula, manteniendo el orificio
necesario en ésta para el acceso o inspección del interior del digestor. Sirve
además de base para el cuello.
Su sección es trapezoidal y se conforma con hormigón armado de Pbk de 15-20
Mpa.
Su encofrado se apunta desde adentro del Biodigestor o desde afuera con
ganchos, lo cual no es muy común figuras 19 y 20.
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Figura Nº19: Colocación de viga de cierre. Figura Nº20: Encofrado viga de cierre.
Cuello.
Encima de la viga se construye el cuello, el cual tiene una forma cilíndrica y se
conforma con ladrillos. Consta de dos partes, en la primera se colocan los ladrillos
en doble citarón, hasta alcanzar la altura a lo que va colocada la primera tapa, que
sirve como cierre hermético del digestor. A continuación se mantiene el cuello con
un muro en citara hasta su extremo superior, donde va colocada otra tapa de
protección, figuras 21 y 22.
Figura Nº21: Inicio construcción del cuello. Figura Nº22: Construcción del cuello
Tapas metálica.
Aunque en la generalidad de los casos las tapas que se emplean son de
hormigón, en esta oportunidad, por las dificultades con los trabajos de albañilería
de la zona, se decidió ubicar una tapa metálica anclada y fundida como parte
integral del cuello, garantizando con ello la resistencia necesaria para soportar las
mayores presiones que en ella se produce (Figuras 23, 24 y 25). Para su
manipulación si ello fuera necesario a la hora de destapar el digestor, habrá que
realizar unos cortes con segueta en la misma para extraer todo el biogás que se
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pueda encontrar en el interior y una vez seguro de la ausencia de este, proceder
entonces los trabajos de soldaduras.
Figura Nº23: Terminación del cuello. Figura Nº24: Tableros de cimentación de la
tapa.
Figura Nº25: Tapa terminada.
TRABAJOS DE TERMINACIÓN Y ACABADO.
Si los trabajos de diseño y construcción revisten una esencial importancia para el
funcionamiento y explotación optima de una planta de Biogás; los trabajos de
terminación y acabado constituyen también un proceso de máxima importancia
para una obra, ya que son los que deben garantizar la debida protección y
estanqueidad de los elementos que la componen, y a la vez brindarle la adecuada
estética a todo el conjunto de la misma.
De esta manera los trabajos de terminación y acabado de los objetos de obra
fundamentales, realizados a la planta de Biogás de la familia Campos, así como la
planta finalmente ejecutada se ilustran a continuación, figuras 26 a la 30.
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Figura Nº26: Cuello terminado. Figura Nº27: Salida de líquidos.
Figura Nº28: Cúpula terminada. Figura Nº29: Cámara de compensación.
Figura Nº30: Llenado inicial.
13. Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás
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III. CARACTERISTICAS TECNICAS DE LA PLANTA DE BIOGAS
CONSTRUIDAS PARA LA FAMILIA CAMPOS
La planta de biogás construida en el marco del Taller Práctico
Demostrativo, clasifica dentro de los digestores de cúpula fija, modelo
“GBV”. Sus dimensiones principales, así como sus características
técnicas, se brindan a continuación:
La planta de biogás está compuesta por los diferentes objetos de obra:
1. Caja de entrada o de carga N0
1: Lugar por donde se alimenta el
biodigestor modelo GBV de 10m3
con las excretas de los animales
14. Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás
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recogidas en limpio (sin contaminación) y previamente mezclados con
agua en una carretilla.
2. Caja de entrada o de carga N0
2: Lugar por donde se alimenta el
biodigestor modelo hindú ó Campana Flotante de 1.3m3
con las excretas de
los animales contaminadas con paja y forraje, previamente mezclado con
agua en una carretilla.
3. Digestor de Cúpula fija con su tanque de compensación integrado en
la parte superior (encima de la cúpula): Este es el objeto principal de la
obra y donde tiene lugar el proceso anaeróbico ó de fermentación donde se
origina el biogás.
4. Ventana de Comunicación entre el digestor y tanque de
compensación: Es la abertura que permite la comunicación entre el
digestor y tanque de compensación. De igual forma es por donde se regula
la presión del digestor desde 0 hasta 1500mm C.A. Constituye, además, el
acceso fundamental para inspecciones ó mantenimientos al interior del
digestor.
5. Caja ó registro de salida del Digestor de Cúpula fija: Es el lugar donde
llegan los residuales que salen del digestor en forma líquida y a partir de
donde por un tubo de salida de PVC de 4 pulgadas de diámetro se conduce
para su uso ó reuso como fertilizante.
6. Lombricultura: Área habilitada para el cultivo de lombriz, utilizando como
catalizador, además el biofertilizante liquido que proviene del digestor. Esta
área también tiene el propósito de cerrar el ciclo con la producción de
abono e enriquecimiento de los suelos aledaños.
7. Digestor de Campana flotante: Es la obra complementaria construida con
fines didácticos para obtener biogás en el marco del taller, acoplada al
tanque de compensación. Este tipo de digestor demostrativo se utilizará
para tratar la excretas que hemos denominado contaminadas, así como
otros residuos orgánicos que puedan sufrir en ella un factible tratamiento y
manejo, toda vez que está concebido la extracción de la materia orgánica
estabilizada, por lo trabajoso que resulta el levante de la campana, una ó
dos veces al año.
8. Caja ó registro de salida del Digestor de Campana Flotante: Es por
donde está previsto extraer el lodo de la parte inferior de este digestor, que
tiene, además, otra salida hacia el tanque de compensación para el lodo de
la parte superior y sobre nadante.
9. Caja de almacenamiento y conservación del bioabono: Es el lugar que
se concibió para almacenar y preservar el bioabono de mejor calidad que
se obtenga como producto final de los manejos anteriores (Digestor de
Cúpula fija, Digestor de Campana Flotante y Lombricultura).
10. Bomba para la agitación y extracción de lodo: Es el instrumento
destinado a que se manipule para agitar y reciclar el lodo de los digestores
con el propósito de atenuar los efectos negativos que están previstos que
15. Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás
15
se produzcan como consecuencia de la temperatura y la irregularidad y
falta de materia prima.
Por últimos los parámetros fundamentales de la planta de biogás se dan en la
tabla siguiente:
CONCEPTOS U/M VALORES OBSERVACIONES
Área Bruta (cercada) M2
Área Neta M2
Volumen de digestión M3
Volumen de gas M3
Volumen total del
digestor
M3
IV. INSTRUCCIONES PARA LA PUESTA EN MARCHA,
EXPLOTACION Y MANTENIMIENTO
Para asegurar el éxito de la operación de su digestor es fundamental realizar una
adecuada puesta en marcha del mismo. Por consiguiente, es muy importante que
al momento de efectuar la misma, sean respetadas las recomendaciones que
ofrecemos a continuación.
Puesta en Marcha.
Para el llenado se tendrá presente lo siguiente:
Para efectuar el llenado de la planta se mezclan entre 1 y 1.5 litros de agua por
kilogramo (kg) ó litro de excreta fresca, procurando siempre que los sólidos dentro
del digestor se encuentren en el rango de 7 a 9 %. Una vez preparada esta
mezcla, se comienza a llenar el digestor hasta que este alcance el nivel del piso
del tanque de compensación o regulador de la presión.
Es muy importante que durante el proceso de llenado de la planta, a partir del nivel
referido, se mantenga abierta la válvula de salida del gas, de manera que escape
todo el aire contenido en su interior, en la medida que se va llenando hasta
alcanzar su nivel máximo de agua, evitándose de esta manera el agrietamiento de
la cúpula por la acción de cargas de choque (llenado brusco). Después de esta
16. Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás
16
operación, se cierra la válvula de salida y se espera unos días, periodo en el cual
se acumulará biogás en la cúpula. Si el llenado se produjo con excretas de vacuno
ó inoculo (residual extraído de un proceso de digestión anaeróbica), por espacio
de mas de una semana, la válvula se podrá abrir a las 24 horas. De lo contrario
habrá que esperar que la presión dentro del digestor se eleve, lo que se sabrá al
observar la salida del líquido del tanque compensador hasta que comienza el
burbujeo en la zona que comunica el digestor con el tanque de compensación, lo
que indicará, que el digestor alcanzo su máxima presión de trabajo y su puesta en
marcha ha sido satisfactoria.
En los casos que se tenga fácil acceso a cantidades suficientes de agua y la
construcción no se haya hecho con el rigor necesario, es recomendable hacer esta
prueba de puesta en marcha con agua “aparentemente limpia” y para ello habrá
que hacer la misma operación, pero con la ubicación de un manómetro, en la
tubería a la salida del gas, para medir la presión del aire acumulado en la cúpula,
que desplazara el agua en la medida que se va llenando el digestor hasta alcanzar
la presión máxima. Una vez alcanzada la presión máxima se deja lleno durante 24
horas, tiempo a partir del cual se hacen las valoraciones correspondientes. Si la
perdida de presión, en ese tiempo, es despreciable, entonces su puesta en
marcha ha sido satisfactoria y se procederá a su llenado con excretas mezcladas
con agua ó agua residual, de la forma anteriormente indicada.
El gas acumulado en la cúpula por encima del nivel de agua en la puesta en
marcha, se desechará abriendo la válvula colocada, a la salida, en el registro de
inspección que se utilizará como trampa de agua (H2O), e inmediatamente se
alejará unos 20 metros de las proximidades de la planta en contra de la dirección
del viento evitando fumar o encender alguna llama hasta que el gas escape
completamente, el metano es un gas combustible y altamente tóxico y de inhalarlo
puede causarle la muerte; luego cerrará y cuando la presión suba nuevamente
puede comenzar a utilizar el biogás en la cocción de alimentos. En la primera
puesta en funcionamiento se producirá un barrido de la tubería con el mismo gas.
Este gas inicial no debe ser utilizado, porque está mezclado con aire y por
consiguiente puede ser explosivo y peligroso (incluso es posible que no sea
combustible por el alto contenido de CO2), por lo que se recomienda dejarlo
escapar a la atmósfera sin estar conectado al fogón, de la misma forma que
anteriormente se explicó.
Precauciones durante la puesta en marcha y carga.
¡Cuidado! El agua que se utilice en la mezcla no debe ser clorada, ni tener
presencia de sustancias toxicas para mantener vivas las colonias de
microorganismos y no afectar su actividad metabólica en el proceso de digestión.
Debe tenerse cuidado para que al interior del digestor no penetre tierra o arena
que forman sedimentos difíciles de extraer, así como restos de forraje y pajas que
forman costras superficiales que disminuyen el nivel de efectividad del digestor y
dificultan su explotación y mantenimiento.
17. Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás
17
Desde el momento en que se empiece a utilizar el biogás producido, la
alimentación debe hacerse regularmente (diario) con una proporción volumétrica
de 1 de estiércol por 1 de agua, lo que equivale a 60 - 80 kg de estiércol (una
carretilla ó 2 cubetas de 40). La proporción de la alimentación puede variar de
acuerdo a las condiciones del estiércol utilizado, si este es muy seco y denso,
puede llegar hasta 3 litros de agua por kg ó litro de estiércol. La regularidad
práctica en la carga, puede variar desde 1 hasta 7 días dependiendo de las
posibilidades del usuario, siempre y cuando la producción satisfaga sus
necesidades.
La alimentación debe hacerse preferentemente antes de las 2 de la tarde para
aprovechar el calor producido por el sol. Al menos una vez a la semana se debe
de drenar el agua acumulada en la tubería, abriendo la válvula ubicadas en la
trampa de agua. El cierre de dicha válvula debe ser instantáneo para evitar fugas
de gas. Estas últimas operaciones no tienen qué ser tan rigurosas y pudieran
adecuarse a las facilidades del usuario.
Debe verificar la no existencia de filtraciones en las tuberías conductoras
utilizando agua con jabón en todos los empalmes, juntas y presillas.
Explotación.
En muchas plantas de biogás, a pesar de estar bien construidas y de contar con la
suficiente materia prima, no se obtienen los resultados esperados en la producción
de gas, simplemente por no ser operada correctamente, lo que ocasiona en
algunos casos su abandono total por parte del usuario. Si importante es el buen
diseño y la construcción de la planta, un papel mucho más importante lo juega la
correcta explotación ya que existe una variedad de factores que influyen sobre la
producción de biogás que ocasionan problemas como los que tratamos a
continuación.
Posibles problemas que se pueden presentar, causas y soluciones.
• El digestor no tiene gas, el manómetro no indica presión.
Posibles causas.
La llave principal está cerrada, abra la válvula.
Escape de gas, verifique con una solución jabonosa los posibles
filtraciones y elimínelos.
Las bacterias no trabajan todavía correctamente. Calcule el tiempo en que
lleno el digestor, no puede ser menor que 30 días, compruebe si tiene mal
olor, si es así, pare la alimentación, el PH es un parámetro que da
información importante de buen funcionamiento, debe de estar entre 6.5 y
8.5; si el pH es más bajo alimente el digestor con una solución de lechada
de cal hasta restablecerlo. Si pasados 45 días el problema persiste
18. Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás
18
comuníquese con algunos de los autores o colaboradores de este
manual.
• Llama de gas oscilante.
Posibles causas.
Las boquillas están sucias, limpiarlas.
La tubería está bloqueada por agua, elimínela accionando la válvula
ubicada en la trampa de agua.
• Excesivo consumo de gas o poca existencia.
Posibles causas:
La distancia entre la llama y el caldero es muy grande, ajuste la distancia.
Diámetro incorrecto de las boquillas, adécuelo (si nunca antes había
usado el fogón).
Fugas de gas; detectar con solución de jabón, las burbujas indican
escape de gas, elimínelas.
No ha alimentado la planta, atiéntela adecuadamente.
• Llama muy pequeña.
Posibles causas:
La boquilla del quemador es muy pequeña. Debe abrir la boquilla entre 2
y 3 mm para fogón doméstico y entre 5-7mm para fogón industrial.
Diámetro de tubería extremadamente pequeño utilizado en determinado
tramo en la conducción del gas.
La planta del tipo cúpula fija modelo “GBV”, está provista de una tubería de fondo
para la extracción de los lodos digeridos, es importante que esta extracción se
efectúe 2 veces en la semana y preferentemente en el horario de la mañana antes
de utilizar el gas almacenado para garantizar de esta manera la mayor presión
posible para facilitar la extracción de lodos. Esta operación deberá igualmente de
manera instantánea permitiendo la extracción del lodo digerido y evitando la
menor perdida de presión.
Mantenimiento.
No existe una recomendación dada sobre la periodicidad con que se deben
realizar las labores de mantenimiento a los digestores de biogás, dadas que estas
dependen de las condiciones específicas de cada lugar.
A continuación le ofrecemos una relación de las labores que deben contemplarse
en el mantenimiento a los digestores de biogás, acompañadas de nuestras
sugerencias en cuanto a su periodicidad.
19. Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás
19
1. Semanalmente se deben controlar las uniones, empalmes y presillas con agua
jabonosa para detectar filtraciones.
2. Eliminación de la nata o sobrenadante.
La frecuencia con que se realice esta operación depende del cuidado que se
ponga en introducir al digestor la excreta libre de pajas, fibras, así como de la
calidad de la mezcla que se logre. Se hará siempre que se compruebe que se
esta afectando la producción de biogás por la formación de la costra. Para
atenuar este problema es recomendable cerrar la válvula del digestor y dejar
que el mismo alcance su presión máxima y trabaje burbujeando por espacio
mínimo de 15-20 min.
3. En todas las plantas se debe prever trampas para eliminar ácido sulfhídrico
(H2S), la cual debe limpiarse cada 15 días de manera que se drene el
condensado allí acumulado (ver en anexo 3, detalle para la construcción de la
trampa).
4. Eliminación periódica de la excreta seca que se crea en el tanque de
compensación y dificulta el movimiento del efluente. Si esta operación se hace
diaria por problemas estéticos y de higiene, el tiempo que hay que dedicarle a
esta tarea, puede ser despreciable para estos fines (1-5 min).
5. Chequear cada tres meses el estado de la manguera flexible que une la cocina
con el resto de la instalación y sustituirla en caso que sea necesario. De igual
forma y con igual frecuencia chequear los aditamentos de la cocina.
V. OTROS ASPECTOS DE INTERES SOBRE LAS BONDADES QUE
OFRECE LA TECNOLOGIA DEL BIOGAS.
Precisamente, por lo sencillas que son las plantas que nos ocupa, resulta
suficientemente complicado, lograr entender el valor intrínseco que adquieren
..¿Por qué tanto cuidado para construir
una planta de biogás sencilla.. ?
20. Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás
20
desde su concepción hasta su terminación, máxime cuando no se cuente con los
materiales idóneos y se empleen recorterías ó materiales en desuso. Es por ello
que se hace necesario el empleo de criterios y conocimientos técnicos, que
permitan valorar la factibilidad y requisitos mínimos de los mismos en función de
sus impactos en la vida útil de la instalación una vez construida, y para lo cual,
habrá siempre que garantizar su buen funcionamiento. Encuestas que hemos
realizados al respecto, indican que el numero de personas como promedio (según
la característica demográfica de la zona), que se motivan ó se hacen eco a favor
de la tecnología del biogás cuando una planta funciona, es mucho menor en
relación, con los que se desmotivan cuando la planta funciona mal. El número de
desmotivados crece entre un 30 – 50% y en ocasiones se multiplica. Muchas
plantas funcionan mal, porque su elección no se hace o decide correctamente, su
manejo no se corresponde con las características de los usuarios, los detalles no
se cumplen con el rigor necesario y muchas veces están mal dimensionadas ó se
dimensionan sin ningún fundamento lógico.
Estas poderosas razones, presentes en el “Arte del biogás EN CONDICIONES
CON DIFICULTADES ECONOMICAS” deben ser eliminadas aún en las disímiles
condiciones bajo las cuales, los usuarios, construyen estas obras en LOS
SECTORES RURALES MAS DESFAVORECIDOS. El constructor de una planta
de biogás tiene que poder distinguir cuales son las soluciones realmente
utilizables y saber entonces porque tanto cuidado para construir una planta de
biogás sencilla.
Quererlo, conocer sus bondades y sentir la necesidad de su uso.
Posibilidad financiera para adquirir los recursos necesarios ó poseerlos
(total ó en parte).
Disponibilidad de materia orgánica, agua y espacios disponibles.
Conocer cuando un diseño resulta funcional para sus características y
posibilidades. Este manual, sin pretensiones dogmáticas, le servirá para
valorar este último requisito y evaluar la factibilidad de las demás
condiciones.
Trabajo de relleno y nivelación del terreno al nivel definitivo, una vez
realizados todos los rehinchos. Restauración de los niveles normales del
terreno y conformación del sistema de drenaje exterior, así como de los
accesos a la planta.
...¿Cuales son las
condiciones para tener
un BIOGÁS.. ?
21. Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás
21
Trabajos de pintura en general de las superficies visibles y expuestas, a fin
de darles un adecuado aspecto estético a la planta.
Trabajos eventuales de protección y cercado del área que ocupa la planta,
en caso de ser necesario.
El valor calórico…. ….
El poder calórico del biogás, con concentraciones entre 50 y 70 % de metano
CH4, es de 4 700 a 6 500 kcal/m3.
Un metro cúbico de biogás, con 70 % de metano CH4, equivale a:
- 0,8 L de gasolina.
- 1,3 L de alcohol.
- 0,7 L de gasóleo.
- 1,5 m3 de gas de ciudad.
- 2,7 kg de madera.
-
Usted cuenta con una planta de biogás que será capaz de satisfacer sus
necesidades energéticas en la cocción de los alimentos de su familia. Cumpla sus
exigencias y disfrute de sus bondades.
…¿Como saber lo que me reporta
1m3 de biogás que produzca.. ?
22. Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás
22
Para obtener
1 m3
de
biogás
3
9
130
4
10
5
40