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El biodigestor: Aprovechar los desechos para producir biogás. Biodigestor casero, partes, tipos, funcionamiento y como aprovecharlo

El biodigestor es el resultado de una constante búsqueda del ser humano por cerrar el ciclo, del uso y desuso de las materias primas. Los seres vivos de este planeta consumen y desechan una gran cantidad de sustancias que pueden ser utilizadas para nuestro beneficio. Es de esta manera que surge la idea de crear un digestor de estos, para generar energía disponible para el uso humano.

El biodigestor es un contenedor herméticamente cerrado donde se producen la degradación y descomposición de los desechos orgánicos. Dentro de el, actúan los microorganismos, bacterias y hongos, permitiendo la digestión y fermentación  sobre los desechos. Dando paso a la generación de gases como el metano, dióxido de carbono y el ácido sulfhídrico. Como resultado de este proceso, los gases son utilizados en forma de biocombustibles y  biogás  para uso domestico o industrial.

Debemos saber también que durante el proceso, se generan residuos sólidos en el fondo del reactor o contenedor con alto grado de concentración de nutrientes que también pueden ser usados como fertilizantes. Esto gracias a un proceso anaeróbico que surge dentro del biodigestor, eliminando los malos olores y otros efectos desagradables.

Imaginemos los diferentes usos que le podemos dar a un biodigestor. Estos fueron considerados principalmente para su uso en la producción de biocombustibles o energías renovables. Sin embargo con el paso del tiempo se han ido integrando a los sistemas de agricultura donde brindan muchos beneficios. Entre ellos, la utilización de los fertilizantes para el cultivo y las tierras, el uso del biogás para preparar los alimentos, para el uso de herramientas y maquinas, para el calentamiento de los lechones y otros animales.

Por ultimo, los beneficios del biodigestor, contribuyen a la mejora de la economía en los diversos ámbitos socioeconómicos, ambientales y culturales de una familia, comunidad o nación.

¿Como funciona un biodigestor?

La gran mayoría de procesos de digestión anaerobica realizan los mismo procedimientos. Algunos biodigestores pueden variar en cuanto a sus formas de digestión y filtración. Pero todas cumplen las mismas funciones y sirven para el mismo objetivo, el cual es la obtención de bioenergías como el biogás y el bioabono o biol.

El biodigestor funciona degradando la materia orgánica disuelta en un recipiente de forma cilíndrica. Los desechos vertidos provienen de las grasas y restos de animales, estiércol de ganados, pollos,  vacunos, granos, desechos domésticos, lodo, entre otros. Luego se le agrega el agua y se le deja fermentar en un proceso que puede durar entre 4 a 20 días o mas, dependiendo de la cantidad de desechos. Como resultado se obtiene una biomasa en el fondo del recipiente.

Durante el proceso de digestión de las bacterias contenidas en los desechos, se generan gases como el metano, dióxido de carbono y en menores proporciones azufre, los cuales se sitúan en la superficie superior dentro del biodigestor. Producto de esta combinación de gases, surge el biogas que sera utilizado como energía limpia.

El metano obtenido puede purificarse si lo deseamos, dejando de lado el dióxido de carbono, ácido sulfhídrico, azufre, por medio de filtraciones de lanas aceradas, ubicadas en los tubos o conexiones  salientes del biodigestor. Esto para evitar corrosiones, daños y malos olores en las conexiones y lugares donde vamos a emplear el biogás.

Sabiendo como funciona un biodigestor, debemos tener en cuenta que el contenedor debe tener una conexión a otro recipiente mas pequeño. El cual servirá para eliminar el liquido innecesario y permitir sacar los desechos sólidos o biol para su uso como fertilizantes y abonos. (El biol se sitúa en la parte inferior del biodigestor. Cuando este aumenta en una determinada cantidad, pasa a través de la conexión hacia el contenedor mas pequeño.)

Para entender el funcionamiento del biodigestor, estos son los pasos producidos durante la digestión de las materias primas:

 

Partes del biodigestor

Existen muchas variaciones en los diseños del biodigestor. Independientemente de su uso, los mas básicos poseen pocas partes, ya que son empleadas para uso domésticos. En cuanto a los biodigestores para uso industrial o zonal, estas necesitan grandes recipientes, calentadores, así como filtros para los gases. Todo esto debido a las grandes cantidades de desechos orgánicos que se recolectan y necesitan para obtener un determinada cantidad de bioenergía.

Las partes del biodigestor varían si el modelo es para ser sumergido o empleado bajo tierra. Los biodigestores horizontales son otra variante que explicaremos mas adelante.

Estructura y parte de un biodigestor

Entrada de materia orgánica:  Esta es la entrada por donde los desechos orgánicos ingresan hacia el biodigestor. En biodigestores sumergidos, suelen estar unos centímetros sobre el suelo o en una especie de fosa para ser tapadas luego del ingreso de las materias. En biodigestores horizontales, los cuales se encuentran sobre la superficie de la tierra, la entrada se encuentra a un costado del biodigestor, junto a una llave de paso para evitar la salida de los gases.

Reactor o cámara de digestión: Este es el espacio central del biodigestor. En esta área se realiza la fermentación y se produce la biomasa para luego ser extraída. Los gases se elevan a la parte superior de esta hacia el tubo de salida.

Espacio de almacén del gas: En este lugar se acumula el gas obtenido antes de ser extraído.

Espacio de carga y salida de biomasa: Este es un pequeño recipiente al costado del reactor. En ella se juntan los excedentes de líquidos, el abono nitrogenado y el biol. Para luego ser sacados por el mismo lugar.

Tubería de gas: El tubo de gas se ubica junto a la llave que permitirá la salida del gas por la parte superior del reactor. Desde hay es enviado hacia los lugares donde sera utilizado el biogas.

Agitador: En algunos biodigestores es necesario los agitadores para remover los residuos y aprovechar mejor la biomasa que se va generando,

Tapas de Acero: Las tapas de acero se sitúan en la entra y salida del biodigestor para evitar el escape de los gases.

Filtro de remoción de CO2, ácidos sulfhídricos, azufre, entre otros: Los filtros de lana de acero se puede usar en las tuberías de gas. Estos filtran los gases ácidos y demás, que producen mal olor, corrosión en las tuberías y otros objetos donde se emplea el biogás.

Barómetro: El barómetro es usado para medir la presión con la que sale el gas hacia las tuberías.

Tipos de biodigestores

Los biodigestores podemos clasificarlos en varios tipos, según el lugar y el uso que se le valla a dar. Si el biodigestor es para comunidades, granjas, plantas de tratamiento, varia un poco su funcionamiento y capacidades. De esta manera, vamos a diferenciarlos según el uso que se va a dar, luego están sus particularidades al momento del funcionamiento. Por ultimo los tipos de  biodigestores basados en el sistema y modelo.

Digestores según el lugar de uso

Digestor de Granja: El digestor de granja es acondicionado para ser instalado en granjas, pequeñas familias y otros. Los residuos de los cultivos, animales  y desechos de las comunidades son colocadas en un pozo o reactor sobre la superficie de la tierra. Al no tener un tamaño muy grande, pueden ser transportadas y monitoreadas en poco tiempo.

Digestor en plantas de tratamiento de agua : Este digestor es usado en plantas de tratamiento de aguas contaminantes para uso domestico e industriales. El agua es liberada de los ríos, pasando por una especie de rejilla de filtración, donde se separan las materias grandes del liquido. Luego por medios de sedimentación, calentamiento y filtración el agua sale purificada. El biodigestor se usa para obtener el liquido purificado como propósito principal.

Plantas especiales para biogás: Estas plantas son de uso industriales. En ella se procesan los residuos sólidos para obtener el gas metano en grandes cantidades. Una instalación de un digestor especializado de biogás, necesita el suministro de energía  o electricidad para su funcionamiento.

Digestores caseros anaerobicos a pequeña escala: Este biodigestor es lo que comúnmente se usan en una familia, pequeña tienda, vecindad y de uso domestico. Su estructura esta formada fundamentalmente por derivados del plástico. Constan de 2 compartimientos, el reactor y un pequeño recipiente separado para obtener el liquido y el biol. En la parte superior  o tapa del biodigestor se coloca un tubo de gas para extraer el metano. Estos son utilizados en zonas alejadas donde escasea la energía, para usarlo en las cocinas, calentar animales e iluminación.

Tipos de biodigestor según el sistema y necesidades

Sistema Hindú: El modelo de biodigestor indio, se desarrollo luego de la segunda guerra mundial. Por necesidad los campesino necesitaban combustible para hacer funcionar sus tractores y energía para sus hogares en las épocas de invierno. Como consecuencia de esto, el gobierno desarrollo un biodigestor adaptado a las necesidades de los campesinos. Este tiene un funcionamiento muy fácil, ya que fue concebido para los pobladores de zonas alejadas. La principal característica de este biodigestor indio, se debe a que es sumergido bajo tierra. Dependiendo del material del reactor tendrá una vida útil larga no es posible trasportarla.

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Biodigestor tipo Hindú sumergido bajo tierra. Imagen Vía

Sistema Chino(sumergido):  El biodigestor chino esta hecho de hormigón, ladrillos y aislantes. Es un modelo subterráneo especial para bioabonos o biol. Este fue concebido por un problema sanitario mas que por una necesidad eléctrica. es por eso que este biodigestor lo usan para extraer los fertilizantes para los suelos.

 

Biodigestor de Campana móvil: El biodigestor con campana, permite adaptar el nivel de presión sobre el reactor. Esta puede ajustarse por seguros o pesas que son colocadas alrededor y sobre la campana. La presión ejercida sobre los gases del reactor, hace que estos sean liberados con mayor fuerza por las tuberías hasta las zonas de uso del metano.

Biodigestor Horizontal: Este biodigestor es mayormente usado en zonas agrícolas y pequeñas familias. Posee un deposito de acero inoxidable o de plástico polietileno. El primero tiene una vida útil larga, mientras el plástico es poco resistente, durando alrededor de 6 a 10 años.

Como hacer un biodigestor casero

La gran mayoría de personas que viven en zonas alejadas tiene la posibilidad de hacer un biodigestor casero. Generalmente estos son de poco tamaño y no requieren de muchos componentes. Para diseñar un biodigestor necesitamos saber la finalidad y el uso que se le va a dar. De lo contrario se invertirá el tiempo y dinero en hacer un biodigestor que no cumpla con nuestras necesidades.

Entender el funcionamiento

Para diseñar un biodigestor, debemos saber como va a hacer su funcionamiento, si es posible trasladarlo y principalmente cuanto tiempo nos va a durar. Si es de uso casero para alimentar una casa, podemos hacerlo de plástico polietileno, o de acero si queremos uno que dure casi toda la vida y tenemos la posibilidad de financiarlo.

Aquí te mostramos el diseño básico y funcionamiento de un biodigestor. Generalmente se aplica el sistema de biodigestor horizontal para usos domésticos, ya que es mas fácil transportarlo y darle un mantenimiento adecuado.

Diseño del biodigestor

Luego de saber el funcionamiento, procederemos a buscar el diseño adecuado que cumpla con lo que queremos. Existen muchos diseños de biodigestores caseros, pero nos centraremos en los mas básicos.

Biodigestor a pequeña escala para uso domestico: Esta propuesta consistió en la construcción de un biodigestor casero de pequeña escala que nos permita tratar los distintos residuos orgánicos domésticos, obteniendo como resultado el biogás por un lado, y fertilizante orgánico por otro.

Este biodigestor posee dos recipientes. El primero para acumular el biogás, el segundo para acumular las materias primas.

Biodigestor casero con solo un compartimiento: Este biodigestor casero posee una tubería en la parte inferior del taque para el retiro de líquidos y el biol. En la parte superior podemos ver una pequeña tubería junto a la llave que distribuirá el gas metano o biogás.

Este biodigestor es de un diseño fácil. Tiene un tubo inferior y otro al medio para extraer el biol y el agua innecesaria.

Procedimiento

Para proceder a realizar el biodigestor casero necesitaremos una especie de tanque de plástico o acero. Es común el uso de tachos azules, bidones o cilindros de metal para el contenedor principal.

 

El uso de otros materiales para realizar un biodigestor casero son para realizar pruebas o para darle una mayor seguridad y volumen al biogás.

Materia orgánica que utilizaremos:

  • Residuos de cocinas y restos de alimentos.
  • Estiércol de vacas, conejos, lechones, caballos y de otros animales.
  • Desechos orgánicos o heces de humanos.
  • Restos y residuos de hojas y plantas.
  • Aserrín mezclado con lodo y animales en descomposición.

Materiales que necesitaremos:

  • Un tanque de plástico o acero.
  • Tapones para las entradas y salidas del biodigestor.
  • Tubos de plástico y codos u otro material para el ingreso de las materias primas y salida de líquidos y biol.
  • Un pequeño barómetro para controlar la presión del biogás.
  • Buen pegamento para los tubos de pvc.
  • Pegamentos y selladores antihongos y corrosión para disminuir riesgos de filtración.
  • Si su biodigestor es pequeño, puede utilizar mangueras para el paso del liquido o biogás al compartimiento donde sera almacenado.
  • Válvulas o llaves para permitir el paso y cierre del biogás.

Ventajas y desventajas del biodigestor

Entre las ventajas de tener un biodigestor es que podemos aprovechar la energía que nos brinda, ademas de transformar por completo los desechos orgánicos. Por otro lado, debemos tener en cuenta el peligro de los gases dentro del biodigestor. Estos pueden explotar si no se toma las medidas adecuadas. Estas son algunos beneficios y contras de tener un biodigestor:

Ventajas:

  • Obtención de energía renovable, sustentable y limpia.
  • Obtención de combustible biogás.
  • Obtención de biomasa o biol para el uso como fertilizantes o abono.
  • Evitar la quema de leña contaminando el medio ambiente.
  • Aumenta el desarrollo sostenible.
  • Se tiene la posibilidad de vender la energía a empresas distribuidoras para recuperar la inversión u obtener ganancias.
  • Ayuda a la economía, eliminado los costes de electricidad, uso de combustibles fósiles, fertilizantes químicos para el suelo, calefacción, etc.
  • Aumenta la productividad de los cultivos.
  • Disminuye la emisión de gases de efecto invernadero.
  • Disminuye los peligros a padecer enfermedades o contaminación por la eliminación de los desechos humanos y animales.
  • Elimina la aparición de insectos y plagas que malogren las cosechas y causen enfermedades.
  • Se eliminan los malos olores provocados por los desechos sólidos y heces.
  • Disminuye el riesgo de contaminación de los ríos y lagunas.

Desventajas y riesgos:

  • El biodigestor suele estar ubicado cerca de las zonas de recolección. Es por eso que debe estar herméticamente sellado para evitar el escape de gases y olores.
  • Dependiendo del sistema del biodigestor, este debe mantenerse a temperaturas entre 20 y 50 grados. Esto puede requerir el uso de energía eléctrica, limitando su uso en lugares extremos.
  • El biogás obtenido contiene ácidos y otros gases dañinos para la salud. Entre ellos el dióxido de carbono, azufre, ácido sulfhídrico que deben ser filtrados en las tuberías de gas antes de ser distribuidos a los hogares.
  • Es posible la aparición de malos olores y corrosión en las zonas de uso del biogás. Esto es debido a la falta de filtración luego de la digestión. Esto se soluciona con lanas de acero en la salida del biodigestor.
  • al igual que cualquier otro combustible, existe el riesgo de explosión o incendios por un mal funcionamiento, seguridad o mantenimiento.

 

Importancia del biodigestor y como nos ayuda

La importancia de usar un biodigestor es el aprovechamiento de los desechos para producir una energía limpia y de bajo costo. El biodigestor puede abastecer cualquier artefacto de los hogares y calentar en los tiempos de invierno.

En estos últimos años la tierra se ha visto afectad por una mayor emisión de gases invernadero, algo que tiene un impacto general en los suelos, agua y medio ambiente. Con proyectos similares, podremos reducir los gases dañinos y disminuir los riesgos de enfermedades por contaminación.

Como medio para un desarrollo sostenible, hacer uso del biodigestor nos afecta de una manera positiva en nuestra economía, sociedad, medio ambiente y cultural.

En lo económico y social: Los beneficios se muestran en el ahorro al momento de consumir enegia y comprar fertilizantes. Esto mejora considerablemente la alimentación de las familias, comunidades, sin dañar el suelo, ademas de generar fuentes de empleo.

En lo ambiental: Tiene un impacto directo en la emisión de los gases causados por las heces de los animales y humanos. La contaminación de los ríos y la aparición de plagas que puedan dañar a as poblaciones y los cultivos.

En lo cultural: En muchas zonas alejadas se hace muy difícil el acceso a energías que puedan cambiar las condiciones de vida. Es por eso que la aparición de proyectos como el biodigestor genera un profundo cambio cultural y como vemos nuestro futuro. A partir de que ya no es necesario el uso de leñas o recolección, el área forestal se cuidara y las personas vivirán de una manera mas armónica sin afectar a su ecosistema.

 

Consultar: Ultima actualización 31 de Octubre del 2019

https://www.planete-energies.com/en/medias/close/how-does-anaerobic-digester-work

https://www.aqualimpia.com/2017/08/09/que-es-un-biodigestor/

https://www.src.sk.ca/blog/remember-biodigester

http://www.fao.org/ag/aga/agap/frg/Recycle/biodig/manual.htm      hacer pdf

https://sistema.bio/mx/blog/cual-es-el-impacto-real-de-los-biodigestores-en-el-medio-ambiente/

https://civilgeeks.com/2015/05/27/los-biodigestores-importancia-y-beneficios/