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viembre del
2012
I
AGRADECIMIENTOS
Le doy gracias a mi Madre por apoyarme en todo
momento, por los valores que me ha inculcado, y por
haberme dado la oportunidad de tener una excelente
educación en el transcurso de mi vida. Sobre todo por
ser un excelente ejemplo de vida a seguir.
A mis hermanos por ser parte importante de mi vida y
representar la unidad familiar.
Le agradezco la confianza, apoyo y dedicación de
tiempo a mis profesores. Por haber compartido
conmigo sus conocimientos.
II
Índice INTRODUCCIÓN 1 RESUMEN 3 1 BIOMASA COMO FUENTE DE ENERGÍA 4
1.1 Biomasa 5 1.2 Combustible sólido 6 1.3 Combustible líquido 8 1.4 Combustible gaseoso 12
1.4.1 Gasificación 13 1.4.2 Digestión anaeróbica 14
1.4.2.1 Descomposición de heces fecales 16 1.4.2.2 Biodigestores 18
1.5 Panorama mundial de las fuentes de energía alternativas 21 1.5.1 El protocolo de kioto 24 1.5.2 Grupo de los ocho 24
2 AUTOGENERACIÓN POR BIOGÁS 26
2.1 Factores determinantes en el proceso de generación del biogás 27 2.1.1Reacciones bioquímicas en la generación de biogás 27
2.1.2 Reacciones biológicas (Digestión Anaeróbica) 28 2.1.3 Parámetros en la producción de biogás 29 2.1.4 Desintegración 30
2.2 Biogás comparado con otros gases 31 2.3 Elementos de una planta de biogás 34
2.3.1 Factores que influyen en el diseño de un biodigestor 34 2.3.2 Factores que influyen en el diseño 35
2.4 Generación Eléctrica por medio de Biogás 36 2.5 Descripción del fraccionamiento 38
3 CÁLCULO Y SELECCIÓN DE EQUIPO 41 3.1 Sistema de generación eléctrica 42 3.2 Sistema de recolección de heces fecales 43 3.3 Selección del biodigestor 44
3.3.1 Matriz de decisión 45 3.4 Cálculo del biodigestor 48
3.4.1 Volumen requerido del biodigestor 49 3.4.2 Agitador 50
3.5 Biogás generado 51 3.6 Dimensiones del gasómetro 52 3.7 Acondicionamiento del biogás 53
3.7.1 Secado, drenaje 53 3.7.2 Eliminación del CO2 54
3.8 Motogenerador 54
III
4 APLICACIÓN DEL SISTEMA AL FRACCIONAMIENTO 57 4.1 Acoplamiento del sistema 58
4.1.1 Recolección del sustrato 584.1.2 La superficie 584.1.3 Biodigestor 584.1.4 Gasómetro 594.1.5 Motogenerador 594.1.6 Sistema eléctrico 59
4.2 Operación y mantenimiento del biodigestor 604.2.1 Cronograma de operación 614.2.2 Plan de mantenimiento 62
4.3 Evaluación económica 634.3.1 Costos de materiales (adquisición) 644.3.2 Costos de mano de obra 64
4.4 Retorno de inversión 66
Conclusiones 69 Recomendaciones 70 Anexo 71 Bibliografía 74
1
INTRODUCCIÓN
El presente trabajo trata sobre “Realizar la propuesta de un sistema de generación de energía eléctrica por biomasa húmeda para el fraccionamiento los portales”, con la finalidad de obtener una producción de energía eléctrica capaz de cubrir una parte de la demanda del fraccionamiento aprovechando claro está el biogás que se genera a través de la descomposición de las heces humanas. El sistema que se plantea es una propuesta para tratar las heces fecales como sustrato de un biodigestor, ya que este tipo de materia al degradarse produce un biogás muy rico en metano, y que por otros estudios y aplicaciones que se han elaborado con otros materiales que producen este mismo biogás; se conoce su utilización en la generación de energía eléctrica. Para el diseño del sistema se considera diferentes aspectos del fraccionamiento los portales como el consumo de energía eléctrica, la disponibilidad de la materia prima, espacio físico, temperatura del lugar y disposición del recurso económico para cubrir los gastos de construcción, operación y mantenimiento del sistema. En la realización del proyecto se menciona la forma de recolectar el sustrato por cada casa y así sea llevada hasta el lugar de almacenamiento o sea el biodigestor. También se citan varias alternativas de modelos de biodigestores como el modelo Chino e Hindú, los mismos que han sido tomados como referencia por tener una larga trayectoria y han presentado grandes beneficios para sus propietarios, los mismos que están siendo actualmente adoptados por muchos agricultores y ganaderos de varias partes del mundo. Para la selección del modelo del biodigestor se presenta una detallada matriz de decisión, tomando como consideración los factores económicos, físicos, operacionales, facilidad y factibilidad de construcción, con el único objetivo de seleccionar el biodigestor que mejor se ajuste a las condiciones del fraccionamiento. Al tener esta selección se pudo obtener la cantidad de biogás a producir y bajo que condiciones, teniendo que ajustar algunas de ellas como su humedad o cantidad de bióxido de carbono; siendo este nuestra principal materia prima para la generación de electricidad.
2
Habiendo obtenido el biogás con las características requeridas pasamos a seleccionar el motogenerador el cual se encargara de proporcionar la energía eléctrica que es nuestra finalidad. Al haber obtenido 5.12 m3 de biogás por día y sabiendo que esta cantidad nos proporciona 33.28 kWh pasamos a ver en qué área lo podemos utilizar. Teniendo como resultado final que se puede cubrir la iluminación pública del fraccionamiento con la cantidad de biogás obtenido. Al tener todo el sistema de generación se plantean varios aspectos importantes como datos técnicos, operación y mantenimiento del biodigestor, así como una evaluación económica que califica al proyecto como rentable bajo la calidad de energía renovable teniendo así también un cálculo de retorno de inversión a 5.5 años. Bajo este panorama planteado en este trabajo se puede apreciar un nuevo elemento que se puede incluir en zonas habitacionales dándoles una sustentabilidad.
3
RESUMEN
Los datos mostrados por el INEGI en el 2010 muestran un crecimiento exponencial de la población lo que conlleva a crear más viviendas; que tienen la necesidad de garantizarles el suministro de los servicios básicos. Así se han creado en todo el mundo soluciones dando lugar a una nueva forma de crear comunidades autosustentables. Estas comunidades compuestas de pequeños grupos de casas, con sistemas para proveer continuamente los servicios necesarios ya sea agua, energía eléctrica y drenaje. La energía eléctrica es un servicio de primera necesidad en cualquier área, en donde se debe garantizar un suministro continuo. En la comunidad de San Juan Evangelista se encuentra el fraccionamiento los portales con 60 casas construidas y 20 que están en construcción, por lo que se tendrán 80 familias que requerirán el suministro de energía eléctrica.
Para dar una solución al problema del fraccionamiento los portales se pretende ocupar los desechos biológicos que producirán los habitantes de este fraccionamiento para suministrarles energía eléctrica por lo cual se necesita diseñar un sistema de generar energía eléctrica acoplando los elementos necesarios para lograr cubrir la mayor demanda posible, dando un sistema sustentable para este fraccionamiento. El sistema a integrar a este fraccionamiento está compuesto por un biodigestor el cual será alimentado por el drenaje principal, al estar integrada por heces humanas; la degradación completa se llevara en un promedio de 15 a 20 días; generando biogás el cual al ser utilizado como combustible en un motor de combustión interna generará un par motor, que al interconectarse a un generador eléctrico producirá energía eléctrica.
La cantidad de biogás obtenido determinara la cantidad de energía eléctrica que se pueda generar teniendo que por un total de 320 personas habitando el fraccionamiento aproximadamente se pueden producir 33.28 kWh los mismos que pueden satisfacer la demanda necesaria para alumbrar la vía pública del fraccionamiento. Es por ello que con el cálculo y selección del equipo necesario para este proyecto se pudo obtener de un desecho humano energía para cubrir una necesidad. Tomando en cuenta la energía obtenida por la cantidad de sustrato utilizado se puede observar como una muestra para utilizarse en comunidades más pobladas y así generar mayor energía eléctrica.
CAPÍTULO1
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TÉCNICO
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UTOPOLI
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TÉCNICO
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INSTITU
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UTOPOLI
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TÉCNICO
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INSTITU
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UTOPOLI
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TÉCNICO
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UTOPOLI
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ITÉCNICO
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UTOPOLI
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ITÉCNICO
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11
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INSTITU
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TÉCNICO
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en que ede era
otor ca.
1.4.2. La feanimarecipicombbiomaalcohlicoreobtiencomumand
. Digestión
ermentacióales o vegente cerra
bustible deasa de altool (etanol),
ería, es unnen por m
unes utilizadioca, sorgo
INSTITU
n anaeróbi
n anaeróbgetales de
ado llamadenominado o contenido, que, adem
n combustimedio de ladas para o dulce y m
F
UTOPOLI
ca
bica, para e baja relao “digestobiogás. M
o de azúcarmás de losble líquidoa refinacióla producc
maíz (figura
Figura 1.6 Bio
ITÉCNICO
la que seación carbr” y da or
Mientras qres o almid usos amp
o de caracón del petción de alc1.6).
omasa húmeda
ONACIO
e utilizan bono/nitrógerigen a la ue la ferm
dones, da opliamente ccterísticas stróleo. Lascohol son
a.
NAL
generalmeeno, se reproducció
mentación origen a la conocidos esimilares a
s materias la caña d
ente residuealiza enn de un gaeróbica formación
en medicinaa los que primas m
de azúcar,
14
uos un
gas de de
a y se
más
Adicioprodutecnotienennecesmetanemplesu us
.
Diversdesecpulpavegetbiogá
Durantienenlas heazúcala ma
Un auanaerdesecfuentetérmin
El prono escapacampliexcrepuede
onalmente, ucción del logías dispn como comsarios parno ( ) yeado de la so en vehíc
sos materchos agrícodo y papeales cultivas.
nte la biocon diferente emicelulosaares, ácidosyoría de los
umento en róbica, el chos sólidoe de energnos de cost
oceso de ds necesario ces de desamente dismentos anen activarse
INSTITU
la biomasbiogás es
ponibles pamún denomra su cony dióxido dmisma form
culos de tra
riales orgáolas, estiérel, e industados, como
onversión dvelocidad. as y protes grasos y s sistemas
el interés medio co
os (a pesargía. Un sisto de la ma
digestión anutilizar cul
scomponer stribuidas enimales y he y manten
UTOPOLI
sa degradadun excele
ara su prodminador un nstrucción.de carbonoma que el gansporte, d
ánicos talercol, efluentrias químio camalote
de materiaLa degradaínas en dalcoholes,de digestió
sobre la conveniente r de la difi
stema de dteria orgán
naeróbica dtivos puroslas sustan
en la naturhumanos.erse indefin
ITÉCNICO
da que queente fertilizducción sodiseño sim
El biogáo ( ), egas natural.debiéndose
s como rtes de lasicas, así ces o algas,
les orgánicación de laías y la deen horas, p
ón anaerób
ontaminacipara trata
cultades dedigestión anica transfor
difiere de os de microoncias orgáraleza y seEn condicinidamente
ONACIO
eda comozante paraon muy vample y costoás, constits un comb. También
e eliminar p
residuos vindustrias
como basu, pueden e
cos a metacelulosa o
e las molépero la lignica.
ón ambienar tanto loe operaciónaeróbicarmada o de
otros tipos organismosnicas y de
e encuentraiones adeccon un ma
NAL
residuo decultivos a
riadas pero bajo de ltuido básibustible qupuede com
primero su
vegetales ide alimen
ra municipemplearse
ano, las discurre en se
éculas peqnina no es d
ntal hace deos efluenteón), ademápuede ser
el valor del
de ferments. Las divere producir an, por ejecuadas, esnejo aprop
el procesoagrícolas. Lo todas elos materiaicamente pue puede s
mprimirse pacontenido
inmanejablntos, bebidpal o algunpara produ
stintas etapemanas, laqueñas, codegradada
e la digestes como s de ser uevaluado
producto.
tación en qrsas bacterbiogás est
emplo, enstas bacteriado.
15
de Las las les por ser ara de
es, as,
nos ucir
pas de mo en
ión los
una en
que rias tán los
rias
Los m
•
•
•
•
•
•
• 1.4.2. Las descosienddentroresultgener
Una runa banimasupermater
materiales q
Residuos otros culti
Restos dede poned(sangre, v
Residuos Residuos Desechoshortalizasías desmo
Mantillo fo
Restos de
1 Descom
heces fecomposición o este un o de un bioado un altrar energía
relación de buena produales, aunqurar la relacriales residu
INSTITU
que se pued
de cosechivos, forraje
e origen andoras, boñvísceras), d
de origen hagroindust
s de tabas y frutas, liotadoras e
orestal: ram
e plantas ac
posición d
cales que que produgas que p
odigestor to grado deléctrica y
carbono/niucción de gue puede ción 30/1. uales.
UTOPOLI
den usar pa
has: malojae deteriorad
imal: residuñigas de cdesperdicios
humano: batriales: tortaaco y semimos de laindustria te
mitas, hojas
cuáticas: al
de heces fe
producence biogás tpuede sercreando un
de biogás térmica.
itrógeno degas y para uobtenerseEn la tabla
ITÉCNICO
ara la gene
a de caña,do;
uos de estacabras y os de pesca
asura, heceas de oleagmillas, desprensa en
extil;
s, cortezas,
gas marina
ecales
n los aniteniendo coutilizado p
na descomy de resid
e alrededoruna fermenbiogás a
a 1.2 se m
ONACIO
eración de m
malezas,
ablos (estiéovejas, des, restos de
es, orina; ginosas, bagsperdicios ingenios,
ramas;
as, camalot
males yomo princippara la com
mposición aduo lixiviad
r de 16/1 sentación esta
valores mmuestra la
NAL
metano son
paja, rastro
ércol, orina,sperdicios lana y cue
gazo, salvadel proce
residuos d
tes.
humanos pal componmbustión. Enaeróbica dos que no
e consideraable de los
mayores derelación C
n:
ojo de maí
, paja), camde matadro;
ado de arroesamientoe té, polvo
tienen unente metanEste procenos da comos ayudan
a óptima paexcrement
e C no deC/N de vari
16
íz y
mas ero
oz; de
de
una no, eso mo n a
ara tos
ebe ios
MateriResiduOrina SangreDespe
RestosDeyecc
BoñigaDeyecc
Bosta dEstiérc
EstiércHeces
RestosDesbro
DesbroVerdol
AmaraCadillo
AlfalfaAlgas m
Paja deRestosPaja deAserrín
AserrínResidu
BasuraPan Peladupapel
Al tenpara para cuandcompque eotros
Tabla 1.2 Co
ial uos animales
e rdicios de pe
s de mataderociones de ave
as de oveja ciones de cer
de caballo col vacuno col de corral, humanas s vegetales oce de pasto
oce de pastoslaga anto o a marinas e trigo s de lino e trigo n podrido n fresco uos doméstico
a
ura de papas
ner dentro dque su desque llegue do se desonentes m
es el tiemposustratos.
INSTITU
ontenido en n
scado o mezclados es de corral
rdos
promedio
tierno s mezclados
os
de contenescomposicia su lado
sintegra cáximos de o en la cua
UTOPOLI
itrógeno y rel
dores a lasión sea unmás de al
completamebiogás que
al alcanza e
ITÉCNICO
ación carbon
Nitrógen
15‐18 10‐146.5‐10 7‐106.3 3.83.8 2.31.7 2.155.5‐6.5
4.0 2.44.5 3.6 2.6 2.4‐3.01.9 1.11.0 0.3 0.25 0.1
2.22.1 1.50
s heces fec 40 % de to de prod
ente estae se obtienel punto má
ONACIO
o/nitrógeno e
no %
cales les llebiogás dan
ducción, yamateria.
nen de la dáximo most
NAL
en varios desp
C/N
0.8 35.1 2….. …..….. 2518 146‐10
12 198 11 19 16‐20 19 4858 128 208 511
25….. 25…..
eva alrededndo un tota que es enEn la fig
digestión sotrado en co
perdicios.
or de 10 díal de 15 dín este tiemgura 1.7 lon en 15 díomparación
17
ías ías
mpo los ías n a
Figura 1carga ú
1.4.2.
Un dicontedeposdesecdesconitrógcargaalmacpiedra Hay mflotanaceptcosto
1.7 Variaciónnica o batch y
2 Biodiges
gestor de dnedor cerrasita el matechos vegetomponga, geno, fósfora y nivelaciócenar el bioas, de alga
muchos tipte y el dtación de ms altos, la d
INSTITU
de los distinty otro de carg
stores
desechos oado, herméerial orgántales, etcéproduciend
ro y potasón del aguaogás y cámas, secado
pos de plaomo fijo,
muchos de dificultad de
UTOPOLI
tos parámetroga continua (d
orgánicos oético e impeico a ferm
étera) en ddo gas mio. Este sisa residual aaras de p, entre otro
antas de blos cualesestos biod
e instalació
ITÉCNICO
os en funciónderecha).
o biodigestoermeable (lentar (excrdeterminadmetano y stema tamantes del reresión hidr
os) a la salid
biogás peros serán digestores hn y problem
ONACIO
del tiempo pa
or es en sllamado rearementos da dilución fertilizante
bién puedeeactor, unrostática y da del reac
o los másescritos a
ha sido prinmas en con
NAL
ara un digest
su forma mactor), dentde animale
de agua es orgánice incluir undispositivo postratam
ctor.
comunes continuac
ncipalmentenseguir los
or de
más simple,tro del cuas y humanpara que
cos ricos na cámarapara capta
miento (filtro
son el doción. La be debida arepuestos.
18
un l se
nos, se en de
ar y o y
omo baja
los
Los p
• • • • •
• •
Este despuprobleladrilloprodudel gareactoEste m
rincipales b
BiodigestoBiodigestoBiodigestoBiodigestoBiodigestopolietilenoBiodigestoInstalacio
Biodigesto
biodigestoués remplazema de coro, aunque
ucido bajo uas disponibor se alimemodelo se o
INSTITU
biodigestor
or de domoor de domoor de estrucor flotante. or con tao. ores de altanes industr
or del domo
r consiste zado por fibrrosión. No
a veces una tapa floble normalenta casi dobserva en
Figura
UTOPOLI
es son:
o flotante. o fijo. ctura flexib
anque de
a velocidadriales de bio
o flotante (I
en un tabra de vidrirmalmentese usa re
otante que smente varí
de forma con la figura 1
1.8 Esquema
ITÉCNICO
le.
almacenam
d o flujo induodigestión.
India)
ambor, origio reforzadose constru
efuerzo ensube y se cía entre 4ontinua a .8.
a biodigestor d
ONACIO
miento tra
ucido.
ginalmenteo en plásticuye la paren hormigóncae en unaa 8 cm. dtravés de
de domo flota
NAL
adicional y
hecho deco (FRP) pad del react
n. Se entra guía centr
de columnauna tubería
ante.
y cúpula
e acero peara superartor y fondo ampa el gral. La presa de agua. a de entrad
19
de
ero r el de
gas ión El
da.
Consitapa superun tael gasm de para lhan cno ha
Otro thastatener de la ladrillo Este sistemaproxalcanz
Biodigesto
iste en unay la base
rficie interiopón de inss producidocolumna dela forma se
construido ea sido popul
Biodigestopolietileno
tipo de pla 30% con runa estruccampana
o como en
tipo de insmas tradiciximadamentzar hasta d
INSTITU
or de domo
a cámara son semie
or es selladpección eno durante lae agua. Est
emiesférica en China y lar fuera de
Figur
or con tao
nta de prorespecto a ctura semiemóvil y la clos prototip
stalación pionales; pote, $ 550 U
diez años de
UTOPOLI
o fijo (China
de gas coesferas y sda por varin la cima dea digestiónto crea fuede las tapaha estado f
e China.
ra 1.9 Esquem
anque de
ducción delos prototip
esférica decúpula fijapos tradicio
posee a suor ejemploUSD y la ese vida útil.
ITÉCNICO
a)
onstruida dson unidasias capasel digestor bajo el dorzas estrucas. Más defuncionand
ma biodigesto
almacenam
e biogás qupos tradiciopolietilenoy un tanqunales.
u favor queo, una inststructura de
ONACIO
e ladrillos,s por ladosdelgadas pque facilita
omo con prcturales bas
cinco millodo correctam
or de domo fij
miento tra
ue ha lograonales, es la
de películaue de alma
e resulta mtalación dee polietileno
NAL
piedra u s rectos (figpara hacera la limpiezresiones enstante altasones de biomente pero
o.
adicional y
ado dismina que se caa delgada eacenamient
más econóe 4 po flexible p
hormigón. gura 1.9).rlo firme. Hza. Se guarntre 1 m y s y es la razodigestoreso la tecnolog
y cúpula
uir los cosaracteriza pen sustituco de piedra
mica quepuede costpuede llega
20
La La
Hay rda 1.5 zón
se gía
de
tos por
ción a y
los tar,
ar a
Las inque sde pgaranse disde lad Con epara biodigalmacalmacconsu Para biogápara instaladisminde lle 1.5 Pa Duranlos fluservictransfluminindustaltamtecnorealizóimplicfuentetranspenergabund La seuso fide la ocurrio trab
Instalacio
nstalacionesirven para lanta, deb
ntizar la proseña con edrillo u horm
el objetivo mover el
gestores ycenamientocenamientoumidor.
evitar los s, ademásunir todo eación. La tnuir los cosgar a la ma
anorama m
nte la mayoujos naturacios requeformación osa, mediatrial cuandente signiflógica radió la prime
có la posibies energétportado y géticos a dantes recu
egunda granal energételectricida
era, ya quebajo en los
INSTITU
nes industr
es industrialalmacenarido al gra
oducción deestanques migón.
de lograr smaterial o
y el biofeo. También o de biogás
malos olors de utilizarel sistema ytendencia mstos y aumayor cantida
mundial de
or parte deales de eneridos en conocida e
ante la quedo el sisteficativas; laical: la mára converslidad de seicas respecalmacenadcasi cualq
ursos hidráu
n transiciótico y de la
ad fue quize la energís lugares d
UTOPOLI
riales de bio
les de prodr la materiaan volumene biogás yde recolec
su mejor fuorgánico drtilizante dse utilizan
s con el obje
res se usarse válvulay hacerlo fumundial en
mentar la vidad de usua
e las fuente
la historiaergía y deforma deera de la ema de leñema energa primeraquina de
sión de receparar geogcto a su ludo en donquier regióulicos en el
n fue la cras fuentes dzás el factoía eléctricade uso fina
ITÉCNICO
odigestión
ducción de a orgánica yn de matela cantidad
cción y alm
uncionamiee los estade los dign sistemasetivo de log
an filtros qas de corteuncionar se
n el desarroda útil de erios de esta
es de energ
humana, ela fuerza acalor, luzenergía q
ña o de vegético mun
de ellasvapor alim
cursos enegráficamentugar de conde se león, lo quel sitio.
reciente divde abastecior más impodía ser
al. Una seg
ONACIO
biogás emy el biogás eria orgánd de biofer
macenamien
ento se usaanques degestores hde compre
grar que és
ue separae, válvulas degún las noollo de losestas instala tecnologí
gía alterna
el sistema animal y huz y trabajoquímica a elas. Fue andial pasófue iniciad
mentada porgéticos fóte y en granonsumo fin
requirierae antes e
versificacióimiento deportante pfácilmente
gunda inno
NAL
mplean tanqpor separaica que n
rtilizante qunto grande
an sistemae recoleccióhacia los esión en loste llegue h
n el gas sde seguridaormas parabiodigesto
laciones, ca.
ativas
energéticoumana paro. La únicla energía
a partir de ó por dos da por unor carbón. ósiles en tran escala el al. El carb, dotando
era posible
n de las teenergía. La
para que econvertida
ovación fue
ques de meado. Este tnecesita paue se obtiees construid
s de bombón hacia
tanques os tanqueshasta el últim
sulfhídrico ad y tubera este tipoores es logon el objet
o dependióra proveerca forma a caloríficala revoluc transiciona innovac Con ella abajo, lo qorigen de
bón podía sde recurs
e si exist
ecnologíasa introduccsta transic
a en luz, cae el motor
21
etal ipo ara ne, dos
beo los de de
mo
del rías de
grar tivo
de los de
a y ión nes ión se
que las ser sos ían
de ión ión
alor de
combcolectpetrólde co El cacubrieglobatambihidroeenergde en Las fenergenergeconósin aelemeprefieincluszonasmuchgenerde laspuede Con ldetermrenovlos sisnichocon apúblicconfemueshastatradic(geoteanalizsolar respeestas
ustión intetivo. Sin eleo como embustibles
rbón se inendo cercales, sin emén otras fuelectricidadgía nuclear,nergía está
uentes de gética en 1gía renovaómico no hacceso a entales. Oteren cocinaso el fogón s rurales deas regioneración de es fuentes ree descartar
a permaneminado la vables, que stemas eóls económic
alto potencica de sus vrido a lastra la tasa
a el 2000ionalmenteermia, solaza por sepa
y la eneectivamente
dos fuente
INSTITU
erna, el cuaembargo, juenergético p para gene
nició como a de las d
mbargo, suruentes ene
d. A partir pese a lo adominado,
energía re850 a únicble no de
ha alcanzadla energ
ra razón hr sus alimees un elem
e climas fríoes es más electricidad,enovables rse e inclus
ncia de fueaparición ehace 150
licos o los cos favorabial de aproventajas ams fuentes
a anual de0. Puede e muestraar, eólica y arado cada
ergía eólicae. Sin embes tenían un
UTOPOLI
al revoluciounto con eprimario quración eléc
el energétdos tercerargió un decergéticas c
de la seganterior seprincipalm
enovable pcamente elesapareciódo a todasgía convena sido la c
entos con lmento impoos. Tambiéconvenient que produen el panoo ofrece un
entes renoven el mapaños hubiebiocombusbles para s
ovechamienmbientales renovable crecimien
observarsn un creotras) crec
a una de laa tienen u
bargo, deben nivel de d
ITÉCNICO
onó los paesto se dioe cubriría l
ctrica y tran
tico predoms partes dlive graduaomo el ga
gunda guercontinúa vente por el
asaron de 14% en e
totalmentlas regione
ncional, qucultural, mueña por coortante de én existen rte aprovechucirla a basrama energ
n gran pote
vables, el pa energétic
era sido imstibles. Estosu utilizaciónto y a la c
sobre las es una imto de lasse que
ecimientocieron en pas nuevas fun crecimie tomarsedesarrollo in
ONACIO
atrones deo una crecas necesidsporte.
minante ade los requal del carbóas natural,rra mundia
viviendo una petróleo.
constituirel año 200te por unes por iguaue subsisuchos habitonsiderar qucohesión yrazones dehar sus rec
se de petrógético munncial de cre
progreso cieco de nuepensable co aunado aón, a la idcreciente aenergías c
mportancia energías rmientras moderado,
promedio ufuentes seento de 3en cuenta
ncipiente.
NAL
e transporteciente dep
dades cada
principios uerimientosón a favor del fortalec
al, el surgia era en do
el 90% de00 el uso da razón: al. Aún exissten utilizatantes de zue su saboy convivenc índole ecocursos hidrleo. Así, la
ndial es un ecimiento.
entífico y tevas fuente
como las ceal surgimienentificación
aceptación convencioncreciente. Lrenovables las fuente, las nue
un 9.4% caobserva q
32.6% y 5a que treint
e individuapendenciaa vez mayo
del siglo Xs energéticdel petróleoimiento demiento de
onde el patr
e la demande fuentesel desarrosten region
ando fuenzonas ruraor es mejorcia familiaronómica: paráulicos enpermanenfactor que
ecnológicoes de energeldas solarnto de ciern de regionde la opinales, le La figura 1
desde 19es utilizadevas fuenda año, siue la energ52.1% anuta años atr
22
al y del res
XX, cos o y
e la la
rón
nda de
ollo nes tes
ales r, e en
ara n la cia no
ha gía
res, rtos nes ión ha .10
970 das tes se
gía ual, rás
Un asafectala saemisiotermosegundepencarácsean analizpor la Con loreaccClimámundcientíflas posobreperiódprodues yaexper1990,sobre1995,influenegocintern
specto queaciones qulud humanones mas
oeléctrica, ando sector nder mayoter dispersdifíciles de
zan las ema producción
os efectos ionado y
ático (IPCCo y su objefica, técnicosibles sol
e el fenómdico a partucidos en toa la principrtos de 150 y formó la
e Cambio C y su conncia humanciación del acional par
INSTITU
Figura 1.10 C
e ha cobrae los recu
na. En esteivas a la altamente d
que más ritariamente
so de los ve controlar.
misiones den y el uso d
ya visiblespara ello
C) en 1988etivo es daca y económuciones, eleno del catir de la infodo el munal fuente dpaíses. El
a base cientClimático. nclusión cna discerniProtocolo
ra enfrentar
UTOPOLI
Crecimientos
ado gran reursos energe aspecto
atmosferadependient
emisionese de combvehículos a. La graved princ
de energía.
s del calentacreó el P
8. Este Panr a conocemica dispol IPCC fuealentamientformación
ndo, cabe sde asesoraPrimer Info
tífica para lEl Segundlave fue:ible sobre ede Kioto e
r el calenta
ITÉCNICO
de la oferta r
elevancia agéticos fósdeben seña; el primte del carbs genera ebustibles prautomotoresdad de estcipal gas d
amiento gloPanel Intenel está co
er a los gobnible sobre
e creada pato global.disponible
señalar queamiento cieorme de Evla negociacdo Informe "El conjunel clima gloen diciemb
amiento glob
ONACIO
renovable 197
a nivel musiles generañalarse dosmero de eón, el petres el transrovenientess, lo que hta situaciónde efecto in
obal, la comrgubernamonstituido pbernantes de el cambioara profundEste organy los avan
e a la fechaentífico y revaluación dción del Co
de Evalunto de lasobal". El inbre de 199bal.
NAL
71-2000[1].
undial es rean sobre es sectores ellos es lróleo y el gsporte, ques del petróhace que sn queda mnvernadero
munidad inmental sobr
por expertodel mundo o climático,dizar en elnismo eminces en laa este paneeúne a cerel IPCC fue
onvenio Maación fue
evidencianforme fue 97, el mayo
23
eferente ael ambient
que genea generac
gas naturale además
óleo, añadesus emisioanifiesta si, ocasiona
ternacionare el Camos de todola informac, su impact conocimiete un infor
a investigacel de experca de tres e publicadorco de la Opublicado
as sugiere udecisivo enor instrume
las te y eran ción l, el
de e el nes i se das
l ha mbio o el ción to y ento rme ción rtos mil
o en ONU
en una n la ento
1.5.1 Éste eUnidaefectolos n2012.protocencueel Caobligaprotoclas em El propartir el res55% dque lRusia61.6% Menccontasu ecindustademser hMéxicjunio 1.5.2 Sin econtinagrupreuniócalentpese El GrItalia, que lDuranmediaenergdel m
El protoco
es un pactoas celebrado invernadeiveles regi Un total dcolo es la Centro, los lídambio Climatorio para colo de Kiomisiones de
otocolo de del 16 de f
spaldo de ade las emisa segunda
a ratificó el % de las em
ión mereceminantes mconomía y trialización ás, alguna
humano enco firmó su de 1998 y
Grupo de
embargo y núan, sobrepados en eón del 31 tamiento ga la negativ
rupo de losFrancia, R
los cinco nte esta reante políticagía, así comarco de la
INSTITU
olo de Kiot
o al que lleda en Kiotoero emitidostrados ende 141 nacCumbre de deres crea
mático (UNestabilizar
oto es el pre gases de
Kioto vincufebrero de 2al menos 5siones de a condiciónprotocolo.
misiones.
e la reiteramundial, a
omite incly emisión
as dudas con el aceler
adhesión ala ratificó e
los Ocho (
a pesar de la base l G-8, los lde octubrelobal, en uva de Estad
s Ocho se Reino Unidpaíses inv
eunión se as de fome
mo crear coOrganizaci
UTOPOLI
to
egaron los , Japón, en
os por los pn 1990 durciones hanla Tierra deron la Conv
NFCCC), qr las emisrimer acuerefecto inve
ula de form2005 despu55 países y
de losn se vio cuActualmen
ada negativfirmar el
uir a algun de gaseson base enramiento da este protoel 7 de septi
(G-8)
de los tratade los daíderes de e al 8 den esfuerzodos Unidos
creó el 25do, Canadávitados sonbusca dise
ento al usoondicionesión de las N
ITÉCNICO
gobiernos en 1997, papaíses desrante el pe
n ratificadoe Río de Javención Ma
que estableiones a lordo global ernadero.
ma legal aués de quey que esto
s países deumplida dete los paíse
va de Estatratado de
nas naciones contaminn argumentel calentamocolo comoiembre de 2
ados firmadatos de loslos ocho pnoviembremás por h
s a firmar ac
5 de marzoá, Estadosn Brasil, Ceñar estratde tecnolofavorablesNaciones U
ONACIO
en la Confera reducir l
sarrolladoseriodo comel pacto.
aneiro, celearco de laseció un os niveles dlegalmente
los paísese se han cuos países reesarrolladosesde noviees que lo r
ados Unidoe Kioto alees como Cnantes. Estos científicmiento gloo país miem2000.
dos, los ess científicosaíses más
e de 2005,hallar acuercuerdos al
o de 1973Unidos, J
China, Indiategias paraogías limpia
para negoUnidas (ON
NAL
erencia de la cantidaden un 5.2%
mprendido El anteced
ebrada en 1s Naciones bjetivo de de 1990 p
e vinculante
que lo haumplido dosepresentens. Es imporembre de 2respaldan re
os, el mayegando queChina, con stados Unidcos, acerca obal. Cabe mbro del an
sfuerzos ins de la ONricos del m
, trataron jrdos sólidorespecto.
y lo integrapón y Rua, Sudáfric
a combatir as para la gociaciones fNU). Con es
las Naciond de gases % respectoentre 2008
dente de e1992. En eUnidas sobcarácter
para 2000. e para redu
an ratificados condicionn al menosrtante seña2004, cuanepresentan
or emisor e éste afeuna creciedos esgrimdel papel señalar q
nexo ll el 9
nternacionaNU. Por emundo, enjustamentes al respec
ran Alemanusia; mientca y Méxiel problem
generaciónfuturas densta reunión
24
nes de
o a 8 y ste ste bre no El
ucir
o a es:
s el alar ndo n el
de cta nte
me, del
que de
ales llo, su el cto,
nia, ras co.
ma, de
ntro , el
tema emergcomunarmam“la conparticilos sig
I.
II.
y
III.
La revtecnolaños plas acson co
1.
2.
3.
I
del calentagentes del nidad intementista, lanferencia dpación de
guientes pu
Las energícontribuir senergía, egases de ecreando asenergética
El compromy con carála oferta en
El compromen la pobreLo que signsuficiente. mercados podrían sat
visión de eslógica que para logar
cciones púbonducidas p
Las restricomprensió
El atractivodurante la t
La necesidinstalacionecomo las grandes segeneración
INSTITU
amiento glomundo ac
ernacional. a paz en Mede Bonn”, tu154 países
untos:
ías renovabsignificativaspecialmenefecto invesí nuevas oa través de
miso de loscter urgent
nergética.
miso para eza extremnifica que
A este ry en las
tisfacer las
stos puntosdeberá reaun desarro
blicas encampor tres fac
icciones aón de los te
o de las optransición h
dad de rees energétfallas en
ectores de n y distribuc
TOPOLI
obal es recoctual, que
Como laedio Orienteuvo lugar ds, entre ello
bles junto camente al dnte para lornadero y oportunidade la cooper
países parte la partici
reducir a lama y alcanz
los paísesrespecto, c
formas dnecesidad
s evidenciaalizarse a nollo de las eminadas ha
ctores impo
ambientaleemas en es
portunidadehacia la ene
educir losticas comolas tecnolola població
ción eléctric
TÉCNICO
onocido corequiere da pobrezae. Otro acuel 1ro al 4
os México, l
con una mdesarrollo sos más poreducir la des económación y la c
rticipantes pación glo
a mitad la zar la sustes desarrollacon una mde financiaes de hasta
a la magnitunivel nacionenergías reacia una trartantes:
s surgidaste campo.
es económiergía renov
riesgos deo blancos fogías enerón, como eca.
ONACION
mo uno dee más y ma y la huerdo del mde junio dela declarac
mayor eficiesustentableobres, a mperjudicial micas y aucolaboració
de aumentbal de las
proporciónentabilidad ados tengamejoría enamiento, laa mil millon
ud de la lanal e internenovables.ansición a
as recient
icas y ambvable.
erivados dfáciles dergéticas dees el caso
NAL
e los grandemejores achambruna,
mismo tipo te 2004, con
ción tuvo co
encia energe, a proveeitigar las econtamina
umentando ón.
tar de maneenergías re
de personambiental
an acceso n el desaras energíasnes de pers
bor políticaacional en Bajo estaslas energía
temente y
bientales qu
de la condataques te
e las cualede las inst
es problemcciones de
la carretuvo lugar entando conomo resulta
gética puedr acceso aemisionesción del aila segurid
era sustancenovables
nas que vivpara el 201a la energ
rrollo de ls renovabl
sonas.
a, educativalos próxim
s condicioneas renovabl
y la may
ue se abrir
dición de lerroristas, aes dependtalaciones
25
mas la
era en: n la ado
den a la
de re,
dad
cial en
ven 15. gía los les
a y mos
es, les
yor
rán
las así
den de
CAPÍTULO2
AUTOGENERACIÓNPORBIOGÁS
2.1 Fac El biog) y unatabla 2
Compo
EnergíaEquivaLímite Tempe
PresiónTempeDensidOlor Masa m
2.1.1ReLa prod
Con:
La soluque se
CarbohGrasasProteín
I
ctores dete
ás está cona serie de.1, se mues
Tab
osición
a contenidalente en code explosió
eratura de ig
n crítica eratura críticdad normal
molar
eacciones ducción de
ución de las muestran
hidratos: s: nas:
INSTITU
erminantes
nstituido pr impurezasstran propie
bla 2.1 Propie
a ombustible ón gnición
ca
bioquímicmetano res
s ecuacioneen la tabla
Tabla
TOPOLI
s en el pro
rincipalmens que depedades de
edades de una
cas en la gsponde a la
es anteriore2.2.
2.2 Producto
TÉCNICO
oceso de ge
nte de Metaenden delun tipo está
a composició 55% a 730% a 4Trazas d6.0 kwh0.6 petróle
6% a 1650°C aindicado75 89 ba-82.5 °C1.2 kg/mHuevos 16.043
eneración a siguiente
es da como
os de la meta
ONACION
eneración
ano ( ), dorigen pri
ándar de bi
n estándar de
70% 45% de otros ele
h/m3 a 6.5 eo/m
3biogás a
2% biogás a 750 °C (so) ar
C m3 en mal estkg/kmol
de biogásecuación:
o resultado
nogénesis.
NAL
del biogás
dióxido de mario del iogás.
e biogás.
ementos kwh/m3
a 0.65 l pet
en el aire según
tado
s
los produc
s
carbono (biogás, en
róleo/m3
biogás
contenido
ctos obtenid
27
n la
s
o
dos
En térmel NH3
2.1.2 R El procmundoagricultposibleestiércopapele En la directa crecimdigestiópurinescondici La fermdegrad
A
Esquem
I
minos gene, por lo tan
Reacciones
ceso unitaro para la detura y de
e convertir ol, efluentera y de a
digestión ase transfo
iento bacteón anaeróbs, en el qiones anae
mentación dación:
Hidrólisis yAcetogéneMetanizaci
máticament
INSTITU
erales los suto el gas re
s biológica
rio de trataepuración d
origen urbgran can
es de la indalgunas in
anaeróbica orma en meriano frenbica es unoque la maróbicas, en
metánica e
y ácido génesis ón
te esto se m
Figura
TOPOLI
ulfuros permesultante es
as (Digestió
amiento dee aguas re
bano. Utilizntidad y vdustria alim
ndustria quí
más del 9metano, connte al 50%o de los proateria orgán y
es un proc
esis
muestra en
2.1 Esquema
TÉCNICO
manecen es principalm
ón Anaeró
e digestiónsiduales y ando el pr
variedad dmentaria ymicas, en s
90% de lansumiéndos% consumocesos mánica es tr
.
ceso compl
la figura 2
a del proceso
ONACION
en los residmente CH4
óbica)
anaerobiafangos proroceso dee desecho
y fermentasubproduct
a energía dse sólo unido en uns utilizadosransformad
ejo que se
.1
o metanogénic
NAL
uos, el CO y CO2 en
a se empleocedentes d
digestión os, residuoativa, de tos útiles.
disponible n 10% de n sistema s, para el tda biológic
e divide en
co.
2 se une cproporción
ea en todode la industanaerobia
os vegetal la indus
por oxidacla energíaaeróbico.
ratamientocamente, b
n 3 etapas
28
con n:
o el tria,
es les,
stria
ción en La de
bajo
de
Las baa los sproducproducmetabobacteriMethan 2.1.3 P Con tocambiocancelacada u
ParámeTempe
Valor dRazón PotencRazón Los inty tienense mue
I
cterias metsustratos qucir metano cen metanoolizan compas hidrognobacterium
Parámetros
odos los pos en el sación del mna de las e
etro eratura
del pH C/N
cial redox C/N/P/S re
tervalos den incidenciaestra en la
Figura 2.
INSTITU
tanogénicaue pueden
a partir o y anhídpuestos cogenofílicas m, Methano
s en la prod
procesos bsubstrato omecanismo etapas se re
Tabla 2.3
H2
5((
equerida 5
e temperatua directa ena figura 2.2
2 Intervalos d
TOPOLI
s pertenec degradarde hidrógrido carbómo metilam
más freospirillum y
ducción de
iológicos ino en la cde produc
esumen en
3 Parámetro
Hidrólisis / a25°C a 35 °
5,2 a 6,3 (10/45) (400 mV a -500/15/5/3
uras depenn los días d
de operación
TÉCNICO
en al reinose dividen
geno y anónico a paminas y meecuentes Methanobr
e biogás
nvolucradoconcentracicción de bio
la tabla 2.3
de las etapas
acidogénes°C
-300 mV)
den de lade fermenta
para organism
ONACION
de las arq en hidrog
nhídrido caartir de acetilsulfuros.
en reactorevibacter.
os, un camón de estogás. Los3
s metanogéni
sis FormMesTerm(6.7(20/3< -25600/
bacteria qación para
mos mesofilic
NAL
uebacteriasgenotróficosarbónico, acetato, losLos géner
ores anae
mbio en la te puede parámetros
cas.
mación de mofilico (32°C
mofilico (50a 7.5)
30) 50 mV /15/5/3
ue se dejaobtener el
cos, o termofi
s. De acues, capacesaceticlástic
s metilótrofros de metaerobios s
temperatullevar a u
s que regu
metanoC a 42 °C)°C a 58 °C
ará proliferabiogás com
licos.
29
rdo de
cos, fos, ano son:
ura, una ulan
)
ar mo
Otra fude opelos tiemcomple
Tempefuncion18 24 30 35 40 Dependvalor dcon la 6 y 8, disminupara nbicarbopara m Los misu cofundamcambioamino;y desnse despresenembargtiempo
En el monoca 330 oxidant La razócontenmultipli 2.1.4 DLa prodcambio
I
uente indiceración parampos de reeta
eratura namiento, [°
diendo del del pH desdactividad re
con un vuyen la alc
neutralizar onato, HCO
mantener un
icroorganisorrecto dementalmenteos de estad
alteración aturalizaciósarrolle de tando probgo, el procede recupe
bioreactor ultivo de bamV como ótes por ejem
ón entre losido en el eicación bac
Desintegracducción de
o de etapa d
INSTITU
a los tiema desarrollaetención re
Tabla 2
de °C]
Th
8644
tipo de ba
de 5.2 hastealizada povalor próxicalinidad a dichos ácid
O3, es impona amortigu
mos anaersarrollo, ae a la actdo de los de los com
ón de la esforma sat
blemas si eleso de inhración depe
son neceacteria metóptimo. Pamplo sulfato
s nutrientesestiércol escteriana y a
ción e biogás dedel tipo de
TOPOLI
pos recomar todas laecomendad
2.4 Tiempos d
Tiempo hidráulico, 11 8 6 4 4
acteria elegta 7.5. El por las bacteimo a 7 pmenos qu
dos. El bicortante que
uación sufic
robios neceaunque ptividad enzgrupos ion
mponentesstructura prtisfactoria,l pH baja pibición pareende de la
esarios potetanogénicara controlaos, nitritos o
s C/N debes lo que da catalizar e
epende deldigestión, c
TÉCNICO
endados ds etapas d
dos para e
de retención
de reten[días]
ida para lapH en los derias, el pHpara la acte la alcalincarbonatoe haya suf
ciente.
esitan un permiten czimática denizables deno ionizaboteica de lael pH de
por debajo dece ser coduración de
enciales rese necesitar este paráo nitratos.
e estar en eará paso alel proceso d
tiempo decomo se mu
ONACION
de retencióe degradac
el diseño d
en digestor.
nción Tiemreco28 20 14 10 10
a metanogédigestoresH normalmetividad óptnidad bicarse forma
ficiente alc
pH en torncierta oscie los microe las enzim
bles del sistas enzimasbe estar ende 6 o subempletamene la alterac
edox bajosa un potenámetro se p
el orden demetano y
de producci
e residenciauestra en la
NAL
ón según lación. La tae digestore
mpo de omendado,
énesis se danaerobiosente se enima. Los árbonatada sa partir d
calinidad to
no a la neuilación. Eloorganismomas como tema, comos. Para qun torno a le por encimnte reversibción.
s, por ejemcial redox epueden agr
e 16/1 a 25el nitrógen
ión de biog
a en el reaa figura 2.3
a temperatbla 2.4 maes de mez
retención[días]
debe cuidas se relacioncuentra enácidos grassea suficiee CO2, ion
odo el tiem
utralidad pl pH afeos, medianel carbox
o el substraue el procea neutralid
ma de 8.3.ble, aunque
mplo paraentre -300 regar agen
/1, el carbono aporta aás.
ctor debido.
30
tura arca zcla
n
r el ona ntre sos
ente nes po,
ara ecta nte: il y ato; eso ad, Sin
e el
un mV
ntes
ono a la
o al
Figura 2
2.2 Bio Las pro
FormulPeso mPunto dPunto dPresiónTempeGravedgas (a Volumepsia (7Valor cpsia (7Aire reqLímitesOctanaTempeEcuaciO2 / CHO2 / CHCO2 / CCO2 / C
I
2.3 Variación
ogás comp
opiedades f
la química molecular de ebullicióde congelan crítica eratura críticdad especif77 °F [25 °en especific60 mm Hg)
calorífico a 660 mm Hg)querido pars de inflamaaje estimaderatura de igón de comb
H4 para comH4 para comCH4 para coCH4 para co
INSTITU
de la produc
parado con
físico quím
ón a 14.696ción a 14.6
ca fica liquido C] y 14.696co a 60 °F () 60 °F (15.5) ra la combuabilidad o gnición bustión mpletar commpletar comompletar coompletar co
TOPOLI
ción de biogádes
n otros gas
icas del me
Tabla 2.5
6 psia (760 696 psia (76
(a -263.2 °F6 psia [760 (15.5 °C) y
5 °C) y 14.6
ustión ft3/ft3
mbustión mbustión ombustiónombustión
TÉCNICO
ás en funciónsintegración.
ses
etano se m
5 Característi
mm) 60 mm)
F [-164 °C]mm Hg]…14.696
696
3
ONACION
del proceso d
uestran en
icas del meta
….
NAL
de fermentac
n la siguient
ano.
CH4 16.042 -258.68 °-296.46 °673.1 ps-116.5 °F0.415 0.000 6523.61 ft3/
1.012 Btu
9.53 5% a 15%130 1.202 °F
3.98 por 2.0 por v2.74 por 1.0 por v
ión y la etapa
te tabla:
°F (8-161.4°F (-182.48ia (47.363
F (-82.5 °C)
58 /lb (1.47 lt/g
u/ft3 (38.13
% por volum
(650 °C)
peso volumen
peso volumen
31
a de
49 °C) 8 °C) kg/cm2) )
g)
071 kJ/m3)
men
El gas gas naquímica Internaun 51%un 31%distingu H Gase
o o o
L Gase
o o
Las difmetanosuminis
En la distribu
Nivel d
PresiónPresiónPresiónPresiónPresión
En la tcombuen difeelectric
I
más conocatural depena, en su raz
acionalment% de Euro% se impouir 5 diferen
es GUS gas North sea gCompound
es Holland gaOsthannov
ferencias ro. A su vestro del bio
Local Regional Nacional Internacion
tabla 2.6, ución del bio
e presión
n baja n baja n media n alta n alta
tabla 2.7 sstibles. En
erentes apcidad.
INSTITU
cido que pondiendo dezón de elem
te Alemanipa del Oeorta desdentes calidad
gas d gas
s ver gas
radican en ez se puegás:
nal
se muestraogás.
Tab
Presión
<0.03 0.03-0.0.1-1 1-16 40-120
se muestrla figura 2.licaciones;
TOPOLI
osee metane su lugar dmentos quím
a es líder este (Diname Rusia. Ddes agrupa
el índicede estable
an las car
bla 2.6 Nivel d
n [bar]
1
a la comp4 se muestesta cant
TÉCNICO
no es el biode origen ymicos y por
en la utilizamarca, Hol
Dependiendadas según
de Wobbeecer 4 nive
acterísticas
de presión de
Diámetrtubería 50-60 50-60 100-400300-600400-160
paración entra la equividad de ga
ONACION
ogás, existy se diferenr ende en s
ación de banda, Noro del país:
e, poder caeles de ca
s según el
el biogás.
ro de[mm]
0 0 00
ntre un m3
valencia de as equivale
NAL
ten muchasncian en susus propied
biogás, esteuega y Res de orige
alorífico y alidad en l
l nivel de
e Flujo [m
0.5-3.5 1-10 7-18 <20 <20
de biogás1 m3 de bioe a obtene
s variantesu composicdades.
e procedeeino Unidon se pued
contenidola cadena
la cadena
3/s]
s contra otogás para uer 6.2 kw
32
de ción
en o) y den
de de
de
tros uso de
CarbónLeña Diesel GasolinGLP kwh efiAlcohoCarbón
I
Tabla
n vegetal
na
ic.=20% l carburant
n mineral
INSTITU
a 2.7 Equivale
e
Figura 2.4 U
TOPOLI
encias de 1 m
Utilización de 1
TÉCNICO
m³ de biogás c
0.8 kg 1.5 kg 0.55 l 0.61 l 0.45 kg1.2 0.81 l 0.74 kg
1m3de biogás
ONACION
con otros com
s en diferente
NAL
mbustibles.
es áreas.
33
2.3 Ele La proprocesutilizacbiogás todos anualerelacionmateriaEn el localme
2.3.1 F FactoreLos trela genembargque enen la co Las ca
I
ementos de
oducción damiento, a
ción, como sdebe incluestos pro
s tienen qnados conales no dis
diseño téente.
Factores qu
es socialeses principalente necesgo, actualm
n el químicoonservació
racterística
INSTITU
e una plant
de biogásalmacenamse muestrauir el sistemocesos; reque ser d el materiaponibles lo
écnico deb
Figura
ue influyen
. es beneficioita el gas
mente se tieo. La higienn del medio
s nacionale
TOPOLI
ta de biogá
y su utmiento del a en la figurma compleequerimientdeterminadoal local, mocalmente pbe ser pos
a 2.5 Element
n en el dise
os son gass. El fert
ene más intne en la ao ambiente
es de los ag
TÉCNICO
ás.
tilización iproducto
a 2.5. Un eeto de prodtos de capos para toano de obpueden sersible hace
tos de una pla
eño de un
s, fertilizanteilizante esterés en losctualidad e.
gricultores:
ONACION
mplica coy del efl
estudio viabducción y pital y manodos losbra, y condr excluidos
er uso de
anta de biogá
biodigesto
e (abono) es de segs beneficioses un aspec
NAL
olección, trluente, y
ble para la p utilización
no de obraprocesos diciones des del diseño
materiales
ás.
or
e higiene. Lgunda imps del fertilizcto de sum
ransportaciprocesos
producciónn, implicana y los cosy debene costos. Lo tecnológis disponib
La mayoríaortancia.
zante orgánma importan
34
ión, de
de ndo stos ser Los ico.
bles
de Sin
nico ncia
Cada importacorresp
2.3.2 F DisponLas técEstos p El niveExistencercan MateriaEl biogtodos puede pedazotrabajaplantascombinplantassignificcantida La canEl gasemplea a) Cocperson b) IlumUn lámaproxim c) Otra
I
país tieneante relacipondiente a
Factores qu
nibilidad de cnicas de cpueden ser
l de las agun diseños eas al nivel d
a de entradgás puede los tipos ddigerir de
os pequeñor con estié
s están disnación de ds de gas sca que cadad equivale
tidad de gaes primer
a para moto
cinar. La caa por día e
inación. Lampara de madamente
s aplicacio
Refrigeradodel refrigerIncubadoraincubadora
Motores a 0.51 m³ de
INSTITU
e sus propión en ela un país en
ue influyen
los materiaconstrucciór láminas de
uas subterrespeciales dde la tierra.
a a ser usaser produc
de estiércoesperdicios os. La maércol de gaseñadas pados o másson usualma día se innte.
as requeridoramente usores, refrige
antidad proes 0.3 m³ de
a iluminaciógas requie
e equivalen
nes
oras, alredador por ho
as, 0.5 mas por hora.
gasolina obiogás por
TOPOLI
pias carac tipo den particular
n en el dise
ales de conón dependee acero, plá
ráneas: de plantas d.
ado: cido de unaol. Sin em
de vegetyoría de la
anado vacuara estiércos tipos demente diseñngresa el e
o para las dsado paraeradoras, in
omedio dee biogás (0.
ón es justificere 0.11 mte a un foco
edor de 0.ora; 3 a 0.7 m.
o diesel conr hora.
TÉCNICO
terísticas. planta de
r.
eño.
strucción:en de los mástico, pied
de biogás p
a muy ampbargo, hayales sin qas plantasuno (incluyeol de avesestiércol. Cñadas paraestiércol al
diferentes acocinar e
ncubadoras
consumo.28 m3 a 0.4
cable solo sm3 a 0.15o de 60 W.
6 m3 – 1.2
m³ de bio
n una eficie
ONACION
Estas care biogás
materiales ddra, ladrillo,
para áreas
plia gama y solo unque previam
de biogásendo búfalo heces d
Cuando sea operar ebiodigesto
aplicacionesiluminar.
s, etc.
de gas pa42 m³)
si la electricm³ de bio
2 m³ de bio
ogás por m
encia de 25
NAL
racterísticasy equipo
disponiblesconcreto, e
con aguas
de materiadiseño (domente se s están dislos) y de cde humanoe usa solo en forma cor y así mis
s: En pocas
ara cocinar
cidad no esogás por h
ogás por m
m³ del vo
5%,1 hp re
s tienen uel cual
s de la regietc.
s subterráne
a vegetal y omo fijo) qlos haga
señadas pcerdos. Pocos o para u
estiércol,continua. Esmo sale u
ocasiones
r comidas
stá disponibhora, esto
m³ de volum
olumen de
equiere 0.4
35
una es
ón.
eas
de que en
ara cas una las
Esto una
se
por
ble. es
men
la
5 a
Producdiferenimporta
Las badisminubásicam El tiemaproximdisminu70 díastabla 2
Tipo deGanadCerdosAves dHuman 2.4 Ge Para lamotor Estos compo Los mogasolingas, esla que Las mgenerapresiónporcenuna cooperar
I
cción de gates materi
antes son:
TemperatuEstimulacióEl alimento
acterias sonuir la tempemente se d
mpo de rmadamenteuirá a 40 ds. Algunos .7.
Ta
e estiércol o vacuno
s e corral
no
neración E
as aplicaciode combumotores psición inter
otores a gana, la difersta admisióse inyecta
modificacionación de elen de inyecctaje de sus
onexión de con ambos
INSTITU
as de diferas de ent
ra y tiempoón de la proo dado a los
n más activeratura la aetiene alred
retención e 50 días días y para
datos que
abla 2.7 Prod
Eléctrica po
ones de gestión internueden conna.
as mecánicrencia radicón se realizel gas licua
es que seectricidad ación del gastitución de
la tuberías combustib
TOPOLI
rentes mattrada depe
o de retencioducción des animales
vas y produactividad ddedor de lo
para laspero si la
a las zonase pueden u
ducción de bio
or medio d
eneración ena con bio
nsumir gas
camente soca en la aza por medado directam
e deben r partir del c
as, para que biogás po de biogásbles.
TÉCNICO
terias de eende de u
ión. e gas en cliy la salud d
ucen más ge las bacte
os 10 ºC.
zonas sua zona es frías el tie
utilizarse pa
ogás de vario Producc22 l a 4040 l a 6065.5 l a 20 l a 28
de Biogás
eléctrica poogás, que
LP, gaso
on idénticoadmisión dedio de unamente en e
realizar aconsumo deue se ajustor gas LP es al sistem
ONACION
entrada: Laun número
imas fríos.de estos.
gas a una terias se red
ubtropicaless calienteempo de reara el dise
os tipos de es
ción de gas0 l 0 l 115 l
8 l por pers
or medio deestá cone
lina o diés
os a los mel combusválvula qu
el carburado
este motoe biogás, ee a las co
es del 100%ma, de mod
NAL
a produccióde factor
emperaturaduce; toda
s y tropictodo el a
etención vaeño se enc
stiércol.
s por kg de
sona
e biogás, sectado a usel, depend
otores de stible. En loue regula laor.
or para utes modificarndiciones d
%. Así, se pdo que el e
ón de gasres. Los m
a de 35 ºCla producc
cales es ño el tiem
ariara de 60cuentran en
estiércol
se alimentaun generaddiendo de
combustiónos motoresa presión c
tilizarlo enr levementedel biogás.puede realiequipo pue
36
de más
. Al ción
de mpo 0 a n la
a el dor.
su
n a s a con
la e la . El zar
eda
Por el regulacdebe den la lípara evde la e El motcámaracombuadecuael pistócigüeña(Stone
Ahora energíaelectroelectro Por lo graciasgenera(gasolindel mtipo dcon bio
I
tipo de sción automde realizar dínea de admvitar los pronergía sum
tor de coma de explosstible en lada y realizón para abaal, esta e, 1993) (Fig
Figura 2.6 E
bien el gena mecánicnes en la dmagnética)
tanto, el bs a un motoador, se cona, gas LP
mismo, su e chispa,
ogás es com
INSTITU
sistema deática de lade forma mmisión. Se oblemas de
ministrado p
mbustión intsión, bielas la cámara zar una expajo en formnergía megura 2.6).
Esquema del
nerador, enca rotativa,dinamo para)
biogás (en or de combnvierte en
P, gas natu poder c retardante
mo hacerlo
TOPOLI
e alimentaa mezcla ymanual des
recomiende regulaciónpor el gener
terna, estáy el cigüeñde explos
plosión delma lineal. G
cánica line
funcionamien
n términos, en electa crear una
forma deustión interelectricida
ral o biogácalorífico, e en la con gasoli
TÉCNICO
ción, estasy la carga,sde la válvuda que lasn del motorrador.
á integradoñal. Su funcsión, con mismo (me
Gracias a laeal, se tra
nto de motor
muy simpltricidad. Una corriente c
metano), srna, y dichad. Las vari
ás), son simrequerimieexplosión, na, la única
ONACION
s adaptacipor lo que
ula de contcargas aplr y por tant
por los picionamientuna relacióediante una
a biela que ansforma e
de combustió
es, es un an generadcontinua (fe
se conviertea energía miaciones en
mples cambntos de a entre otr
a diferencia
NAL
iones no e el ajuste trol del biogicadas seato una inefi
istones, váto radica enón de airea bujía). Ésconecta el
en una en
ón interna de
aparato qudor básicamenómeno d
e en energmecánica, an el tipo debios en el eaire para ros. Produca es el com
permiten udel motor
gás, colocaan constantciente calid
álvulas, bujín introducire combustista impulsal pistón conergía rotat
chispa.
e conviertemente fuee la inducc
gía mecánia través dee combustiestado fís
la explosicir electricidbustible.
37
una se
ada tes, dad
ías, r un ible aría n el tiva
e la erza ción
ica, un ible sico ón, dad
El biogcombu
2.5 Des El fraccolindabarrio dpara m
ubicaci
aproximviviendportón
verde dvigilancvertede
I
gás, segúnstión intern
Tienen un aDeja poca Se mezclaresultando
scripción d
ccionamientando con lade San Jua
mejor aprec
ión. Este
madamentedas familiar
de 8 metr
de 533 m2
cia y otroeros de bas
INSTITU
n House, na porque:
alto rango do ningún dea mejor cen una me
del fraccio
to los pora calle Fraan Evangeciación se
fracciona
e conformares dentro ros en 2 ho
para el uss usos, e
sura y bode
Figu
TOPOLI
1978 es u
de octanajeepósito de
con el aireejor detonac
onamiento
rtales se eancisco Javelista munic
muestra e
miento cu
ado por 80de 6 ma
ojas para l
o de los haexiste un ega del frac
ura 2.7 Vista
TÉCNICO
un excelen
e (poca procarbono en
e (en comción en el c
encuentra vier Mina ycipio de Teen la figura
uenta con
lotes de 1nzanas, cua entrada
abitantes, ulote destin
ccionamient
área del fracc
ONACION
nte combu
obabilidad dn los cilindrmparacióncilindro.
en la calley la calle Eeotihuacána 2.7 una
n un área
160 m2 caduenta conde vehícul
un lote de 8nado parato (Figura 2
cionamiento
NAL
stible para
de auto igniros o pistona un líqu
e EmilianoEmiliano Cen el Estaimagen s
a de 18
da uno de6 calles a
los, cuenta
80 m2 parala implem
2.8)
a motores
ción) nes. uido-gasolin
o Zapata Sarranza endo de Méx
satelital de
604.45
stinados pamplias y
a con un á
a la casetamentación
38
de
na),
S/N n el xico
su
m2
ara un
rea
de de
El fra
constpermestimfraccide ca Probl Con exponmuesnecesorgantodostodo autoscon agua,es pacontin
accionamie
trucción esitiendo aloación se onamiento
asas a sumi
lema exist
los datos nencial de stra un prosarios dadnismos muns los usuari
el mundo sustentablessistemas p, luz y drenarte primornuo para un
INSTITU
Figu
ento actual
stando distojar a unpuede ob. En la cuinistrar.
ente
expuestos la poblacióoblema el do que lnicipales noos con el ssoluciones
s. Estas copara provenaje. Tomardial en tona cierta po
UTOPOL
ura 2.8 Distrib
mente con
ribuidas enas 320 p
bservar lauestión eléc
por el INón, conlleva
garantizaas compao cuentan cservicio ques dando a
omunidadeseer continundo en cueda casa, y
oblación.
LITÉCNIC
bución del fra
nsta de 60
n los 12 8personas a
cantidadctrica se e
EGI en ela a ir creanr un sum
añías comcon el sume cada unaa una nuevs compuestuamente loenta el temy es un g
CONACIO
ccionamiento
0 viviendas
800 m2 desaproximadade recurs
estima de
2010 mosndo más vi
ministro de mo lo es
inistro necea distribuyeva formatas de pequos servicio
ma solo de lgran reto g
ONAL
o
s y 20 má
stinados pamente, csos que re240000 W
strando univiendas; p
los servicCONAGU
esario parae. Así se hade crear cueños grupos necesala energía
garantizar e
ás están e
para este fcon en esequiere es
W por el to
n crecimienero ahoracios básicUA, CFEa abasteceran creado ecomunidad
pos de casaarios ya seeléctrica qel suminist
39
en
fin, sta ste tal
nto se os y
r a en es as, ea ue tro
Actuacalidaexisteaunadrentarsin npagan
La cregulaeléctrtrabajconsi
almente estad, dado en muchas do a que ser en muchaingún probndo a la co
compañía ación para ricos dentrojar un elederableme
INSTITU
te fraccionaque a la pérdidas d
e localiza aas ocasionblema o irrmpañía sum
suministrasuministra
o del hogaemento elénte a su vid
UTOPOL
amiento nored a la
de tensión al final de des un generegularidadministrador
adora actar ese serviar. Se sabeéctrico a oda útil por lo
LITÉCNIC
cuenta coa que sepor las ca
dicha red. Lerador para creando gra por su en
tualmenteicio trayende que al esotro valor o que hay p
CONACIO
n energía eencuentra
argas irreguLos habitana poder disgastos extnergía más
no hado consigostar varianddiferente
pérdidas po
ONAL
eléctrica coa conectaulares que ntes deben sponer de ternos al qs la del gene
podido ro problemasdo la tensia su nom
or este prob
onstante y dda de CFse conectade adquiriresta energ
que ya estáerador.
realizar us en equipión o incluminal redublema.
40
de FE an, r o gía án
na os so ce
CAPÍTULO3
CÁLCULOYSELECCIÓNDEEQUIPO
3.1 SIS Para danteriomedio necesi
APARA
Bomba DVD o VEstéreoEquipo Focos aFocos inHorno dLavadorLicuadoPlanchaRadio gTV ColoRefrigerVentiladTOTAL
Total día
De acuse decprinciphabitacequipo
STEMA DE
dar una alteor se evalua
de biomata:
Calcular ladesechos oUn mecaniCalcular elSeleccionatransformaCalcular lapara generSeleccionade una lista
TO
de agua Videocasetera
o musical de cómputo
ahorradores (8ncandescentede microondasra automática
ora de media a rabadora
or (24-29pulg)rador(14-16 pdor de pedest
a
uerdo a la cidirá qué
pal objetivoción utiliza
os mínimos
INSTITU
E GENERA
ernativa deara implem
asa (heces
a cantidad orgánicos. ismo para ll volumen dar los elemador. as capacidarar energía ar la tecnoloa de espec
Tabla
a
8 de 15W c/ues (8 de 60W s a potencia
) pies cúbicos) tal o torre
cantidad deáreas cub
o poder gealrededor
s necesario
UTOPOLI
ACIÓN ELÉ
e solución mentar un s
fecales) e
de biogás
a recoleccidel biodigesmentos de
ades de caeléctrica.
ogía de loscificaciones
2.8 Cálculo d
POTENCPROME(watts)
4002575300
) 120c/u) 480
1200400400120040120290705120
e energía ebrir sobreenerar 240de 315,2
os mostrad
ITÉCNICO
CTRICA
al problemistema de gen los sigu
s que prod
ón de los dstor. potencia e
ada compo
s componense seleccio
de kilowatt-ho
CIA DIO
TIEMPAL DIATIPICO
20 min3 hr 4v4 hr/día4 hr/día5 hr/día5 hr/día15 min4hr 2ve10 min3hr 2ve4 hr/día6 hr/día8 hr/día8 hr/día361.62
eléctrica queste servic0000 wattkilowatt-ho
dos en la
ONACIO
ma manifestgeneraciónuientes cap
ducirá la d
desechos o
eléctrica, e
onente que
ntes. (de aonaran los
ora en una ca
PO DE USO A (PERIODOSOS)
n/díavec/semanaaaaa
n/díaec/sem
n/díaec/semaaaa
25 hr/semana
ue se obtencio tan neya que s
ora al mestabla 2.8.
NAL
tado al finan de energíapítulos, pa
descompos
rgánicos.
el moto-gen
e integraran
cuerdo a laequipos ne
asa
S TIEMPO DUSO AL MHORA
1048120 120 150 150 7.532524120 180 240 240
1446.5
48.21
nga del bioecesario, tese sabe q
tomando Estos kilow
al del capíta eléctrica
ara lo cual
ición de lo
nerador y e
n al sistem
a realizacióecesarios).
DE MES
CONSKilowa(watt/1
51.2936187213132298227017315.2
10.5
ogás generaeniendo coque una cen cuentawatt-hora s
42
tulo por se
os
el
ma
ón
SUMO MENSUatt-hora 1000) x hora
ado omo asa los
son
UAL
comprasignific
80 fampagaráeconóm
El siscompuintegrapromecombuintercoalimentécnica
En Mégenerasuminimarchaproyec
3.2 Si Para
ados a la Ccante cada
milias que án por su cmico signifi
tema que uesto por uada por hedio de 15
ustible en uonectarse antar un secta y económ
éxico se coar electricidstro de ena en otras
cto.
istema de
este caso
INSTITU
CFE a un pbimestre. E
crearan unonsumo a Ccativo.
se pretenn biodigestces human
5 a 20 díaun motor da un genetor del frac
mica.
omenzó a dad dándonnergía eléc
partes de
recolecció
se realiza
UTOPOLI
precio de $En el fracci
na demandCFE logran
nde integrtor que sernas las cuaas; generade combuserador elécccionamient
Figura 3.1 S
utilizar lasnos así unctrica, así el mundo s
ón de hece
la propues
ITÉCNICO
$1.19 por cionamiento
da de enerndo genera
rar a esterá alimentadales sufrenando biogástión internctrico prodto. Entrega
Sistema a imp
heces fec panoramamismo cone puede c
es fecales
ta de crear
ONACIO
cada kilowa LOS POR
rgía eléctricar esto podr
e fraccionado por el d
n una degraás el cualna generaráducirá la pando planos
plementar
cales de laa de cómon proyectoconfiar en e
r una línea
NAL
att-hora, daRTALES con
ca por 240remos dism
amiento figdrenaje prinadación col al ser uá un par potencia res, beneficio
as granjas o se puedes parecidoel éxito qu
de desagü
ando un gan un total d
0000 watt qminuir un ga
gura 3.1 encipal, al esompleta enutilizado comotor, queequerida pos, evaluac
porcinas p soluciona
os puestos ue tendrá e
üe único pa
43
asto de
que asto
está star un
omo e al para ción
para r el en
este
ara
el sansolo shacíacuantalime
El sisllegadprinciAsí mseleccdrenarecolehastaaprox 3.3. S Para una pesto sel dise PRES En el llegarbrinda
• •
nitario quedse conecta el biodigesto a sus contaciones,
stema de da al biodipal y tubula
mismo contción de en
aje principaección hast el biodige
ximadament
Selección d
seleccionapreselecciónse realizaráeño, constr
SELECCIÓ
capítulo 1r a ser impan y porque
Digestor dDigestor c
INSTITU
dando aislaaran los restor, con u
omponentesuno del san
Figura 3
recolecciónigestor tenar de 12 putara con untrada a esal, esto meta este puestor siendte 3.5 m pe
del biodige
r el tipo den de los difá una matrirucción, ope
N:
se describplementadoe son los m
de domo fijocon gasóme
UTOPOLI
do del restoetretes (tasna caractes. El sistemnitario de p
.2 Drenaje de
n de heceniendo unulgadas enna compueste o en sudiante unanto se reado esta deermitiendo e
estor
biodigestoferentes tipz de decisieración, etc
bieron dos os en el fra
más usados,
o o diseñoetro flotante
ITÉCNICO
o del sistemsa de bañorística de s
ma de recoplanta baja y
e recolección
es fecales sistema tuel sistema
erta al llegu defecto l
a unión tipoaliza aproveel punto del uso de la
or que se dpos de biodón para esc.
tipos de baccionamie, los mismo
“Chino”; e sin agua
ONACIO
ma de dreno), quedandsustrato enolección teny otro del s
de heces fec
tendrá comubular de 2 de aliment
gar al biodla continuido T que peechando lade llenadoa gravedad
iseñará, sedigestores qscoger el di
iodigestorento por las
os que son:
salada o di
NAL
naje figura 3do un soloun margen
ndrá por casanitario de
cales
mo destino20 pulgadatación de cigestor quedad de losermitirá la a inclinació
al punto para la rec
e realizará pque existengestor más
es de los cs diversas
iseño “Hind
3.2; en el co alimentadn pequeñoada casa dl primer pis
o principal as en la r
cada viviende permitirás desechoscondición.
ón del terremás alto
colección.
primeramen y luego cs factible pa
uales puedventajas q
dú”.
44
ual dor en
dos so.
la red da.
á la s al
La eno de
nte con ara
den que
3.3.1 Con lcondi Defini
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
Continponde
Matriz de d
a matriz deciones del f
ición de los
Tipo de mdiferentes Vida útil: durará op Requerimdigestor pdisponibilmanera dun terreno Costos: Eporque se Construccy al grado Operaciónestán relapara garflexibilidadoperación Rendimieeficiencia
nuando coeración de
INSTITU
decisión:
e decisión fraccionam
s rubros con
materia prims digestores
Este concperando un
mientos de puede ser idad de terdecisiva eno barato y d
Este es un e considera
ción: Este co de comple
n y manteacionados rantizar la d de oper
n.
nto: En edel digesto
on el deslos factores
UTOPOLI
se seleccimiento.
nsiderados
ma: Se refis.
cepto respodigestor.
área: Elfactor fund
rreno o eln la factibidisponible f
factor muyara los costo
concepto sejidad en la
nimiento: Bcon el func
produccióación, con
ste rubroor.
sarrollo des a evaluar
ITÉCNICO
onará al d
en la matri
iere al tipo
onde a la
área requdamental el alto costlidad de ciefavorecerá
y importanos de inver
e refiere aa construcci
Bajo estecionamient
ón del biofiabilidad d
pone énfa
l proyecto. [Tabla 3.2
ONACIO
igestor que
iz de decisi
o de estiérc
interrogant
uerida parn la tomato del misertos proceeste tipo de
nte en el drsión, opera
la disponibión del biod
rubro se ato y el manogás progdel proces
asis en la
o se pres2].
NAL
e mejor se
ión:
col con que
te sobre c
ra la conde decisiosmo pued
esos. En see procesos
iseño de uación y man
bilidad de ldigestor.
agrupan contenimientoramada, co y compl
productivi
enta una
adapte a
e trabajan
cuánto tiem
strucción nes. La poen influir
entido invers.
un biodigesntenimiento
os materia
onceptos qo del digescomo son lejidad de
idad y en
tabla de
45
las
los
mpo
de oca de so,
stor o.
les
que stor
la su
la
la
FACTOTipo dprima (e
Vida
Requde árCosts
Consn Opermant
Rend
A contpara ca
TOTAL *
Tabla
R EVALUADOe materia estiércol)
útil
uerimientos rea to
strucció
ración y tenimiento
dimiento
tinuación seada uno de
No.
1
2 3
4 5 6
7
* 0=No aplica
INSTITU
3.2 Ponderac
O COMENTLa materganado vtipo de esSe deselarga porecursos En este asuficienteEs impoeficaz y haga lo qobtener uoperacióLa constr
Se deseconfiablecapacitacmantenim
El digestque prod
e procedió e los digesto
Tabla 3.3
%
5
15 5
20 15 15
25 100
a 1=Suficiente
UTOPOLI
ción de los fa
TARIOSria prima dispvacuno y losstiércol serán
ea que el digosible (20 añ
para renovaraspecto tienee espacio físirtante consideficiente en
que tenga queun ahorro den y mantenimrucción del di
ea que la oe, además dción pueda hmiento sea de
or que sea diucir la mayor
a llenar laores presel
3 Matriz de de
ASPECTOEVALUADTipo de maprima Vida útil Requerimiárea Costos ConstruccOperaciónmantenimiRendimien
e 3=Adecuad
ITÉCNICO
actores a eval
ponible en la fs digestoresn los más opcgestor poseaños) pues ser al biodigestoe como ventaco para la imderar aquellala producció
e hacer al merecursos tant
miento. gestor no deb
operación sede que unaacer la funció
e lo más simp
iseñado y posr cantidad de
a matriz y aleccionados
ecisión para e
O DO
C
ateria
entos de
ión y ento
nto
o 5=Muy bue
ONACIO
uar llenado y
finca es el esque operen
cionales. a una vida úerá difícil conor en medianoaja que la fincmplementacióa tecnología ón de biogásenor costo poto en la invers
be ser comple
ea simple, fla persona coón de operadple.
steriormentebiogás posib
a realizar los. [Tablas 3
el diseño “chin
CALIFICACIÓ
5
5 5
3 1 3
3
eno
NAL
y operación de
stiércol de con este
útil lo más ntar con o plazo. ca cuenta conn del digestoque sea
, es decir quosible para sión inicial,
eja.
exible y on poca dor, y que el
instalado tienle.
os cálculos 3.3 y 3.4].
no”.
ÓN * C/
1
11
0.0.0.
0.
e la matriz.
POND
n r.
ue
ne
respectivo
/5 D*A
5
15 5
6 12 2 3 6 9
6 15 64
46
DERACIÓN5
15
5
20
15
15
25
os
Este tútil pede ac
TOTAL *
Los rela mádigest
Con digestla form
Este cámagenerpor reuna ccaso
El gasvariabcontragasom
I
tipo de digeero la consceptabilidad
No.
1
2 3
4 5 6
7
0=No aplica
esultados dás atractiva tor es el se
la finalidator tipo “Hima del dige
tipo de digra de digesralmente coebalse. Estecarga diariade requerir
s gracias able. Esta papesos. Esmétrica es g
NSTITUT
estor tiene strucción esd.
Tabla 3.3 M
%
5
15 5
20 15 15
25 100
1=Suficiente
de la matrizy favorable
eleccionado
ad de cumndú” anterestor que se
gestor del cstión de formonstruida ee digestor f
a o cada dor alguna rep
al gasómetrpresión de
ste digestorgeneralmen
TOPOLIT
aspectos as muy com
Matriz de dec
ASPECTO EVALUADOTipo de matprima Vida útil Requerimieárea Costos ConstruccióOperación ymantenimieRendimiento
3=Adecuado
z de decisióe para el p
o para el pro
mplir coniormente será aplicad
cual han dma cilíndric
en hierro (Ffunciona en
os o tres díparación o l
ro flotantee salida pur demandante lo más c
TÉCNICO
a favor compleja de re
cisión para el d
O
C
teria
ntos de
ón y nto o
5=Muy buen
ón indica quroyecto deloyecto.
los objetiveleccionado en el frac
erivado infca sobre laFigura 3.3).n forma coas. El vacialimpieza.
se almacenuede serun mayor caro del eq
ONACION
mo el tipo dealizar, por
diseño “hindú
CALIFICACIÓN
5
5 5
1 3 5
5
no
ue la opciól digestor, p
vos del trao. La siguccionamien
finidad de cual flota la La salidantinua realado comple
na a presióincrementagasto de m
quipo.
NAL
de materia tal razón t
ú”.
N * C/5
1
1 1
0.2 0.6 1
1
ón del diseñpor lo tanto
abajo se iente figura
nto.
variacionesa campanadel efluentizándose peto sólo se
ón constanada con lamateriales y
prima y vitiene un 64
5 D*A
5
15 5
4 9 15
25 78
ño “Hindú”o este tipo
diseñará a se muest
s, posee ua gasométrite se efect
por lo gene realiza en
te y voluma adición y la campa
47
da 4%
es de
un tra
na ica úa ral el
en de na
3.4 C Para Las dLas dde es TempEl fracsubtro TiempPara de 25 La teperma(Tiemlos tiereacto
álculo del
el diseño d
dimensioneimensionestiércol sum
peratura: ccionamienopical con u
po de resisobtener un
5 días.
emperaturaanecer la
mpo de reteempos de ror para dige
INSTITU
Figu
biodigesto
el biodiges
es del diges son deter
ministrada d
nto tiene la una temper
stencia (TRa buena dig
a está íntbiomasa
ención, TR)retención yerir una mis
UTOPOLI
ura 3.3 Diagr
or
tor se toma
estor: minadas eniariamente
ventaja deratura prom
R): gestión ana
timamentedentro de. A medida
y en consecsma cantida
ITÉCNICO
ama de diges
an en cuent
n base al tieal digestor
encontrarsmedio de 22
aeróbica, el
relacionadl digestor
a que se aucuencia sead de biom
ONACIO
stor tipo hindú
ta los siguie
empo de rer.
se en una z2 ºC.
l tiempo de
da con lo para comumenta la
e necesitaráasa, (figura
NAL
ú.
entes parám
etención y l
zona
e resistencia
os tiempompletar su temperaturá un menoa 3.4).
metros:
a cantidad
a debe ser
s que de degradac
ra disminuyor volumen
48
ebe ión
yen de
3.4.1 El volvolumcapítuson ufracciasí un Para con uheces
Segúnequiva
F
Volumen r
lumen requmétrica a sulo 2, son n promedioonamiento;na producc
alimentar auna relacións frescas pa
n la densialencia de
INSTITU
Figura 3.4 Gr
requerido d
uerido por oportar y p80 las famo de 4 miem; producienión de 160
al digestor sn de 0.2:0.ara tener un
idad del ela carga dia
UTOPOLI
rafica tempera
del biodige
el biodigespor el tiem
milias que pmbros por fndo un promkg por día
se requiere8. Asumienn kg total, e
estiércol húaria en m3 e
ITÉCNICO
atura versus t
estor
stor debe smpo de retepermanecerfamilia danmedio de 0de sustrato
e una mezcndo que 0.2entonces se
úmedo es es
ONACIO
tiempo de ret
ser consideención. Corán vivienddo un total.5 kg de su
o utilizable.
cla de estié2 Kg de hee tiene:
de 1016
NAL
tención.
erado utilizaomo se medo en el fra de 320 haustrato por
ércol más aeces fresca
kg/m3, po
ando la carenciona enaccionamieabitantes en
día, tenien
gua y se has (HF)= 0
or lo tanto
49
rga el nto n el ndo
izo .8lt
la
El tiemse ob
El valentre cáma
Comorespe
3.4.2 Se comayoprodu Parám a) Su
mpo de retetuvo el volu
or de la alt4.00 m a 4ra de este
o la cámarectivo valor
Agitador
onsidera lar homogen
ucción de bi
metro de d
bstrato: El
INSTITU
ención (TRumen de la
ura de la cá4.80 m, pordigestor:
ra del digedel diámet
alternativaneidad de iogás.
diseño
agitador es
UTOPOLI
) para unacámara de
ámara del dr lo tanto se
estor es dero del diges
a de implemlas heces
stá sumergi
ITÉCNICO
óptima proel digestor (
digestor (He tomó el v
e forma cilstor (D)
mentar unen fermen
do en hece
ONACIO
ducción es(Vol.Dig.)
H), de poca valor de 4.4
líndrica, en
agitador ctación y co
es humanas
NAL
s de 25 días
producción40 m para l
ntonces se
con el cual on ello la
s.
s, por lo tan
n de gas, ela altura de
e encontró
se logra umejora de
50
nto
stá e la
el
una e la
b) Cohay aagitad
Calcu
El agpermipara lograr
Fijand
A este
La vePor ta
Dond=P=
= D= =
3.5 B
Para fecalede la
1 Kg de1 Kg de1 Kg de1 Kg de1 Kg de1 Kg de 1 Kg d
I
ondiciones dalta humeddor debe se
ulo del agit
itador debeitir el óptimaplicacioner la homoge
do el diáme
e valor le co
locidad de al motivo la
e: Potencia deCoeficiente
Densidad deVelocidad Diámetro d
iogás gene
calcular la es, se harátemperatur
Estiércol F Sólidos To Sólidos To Sólidos To Sólidos To Sólidos Toe Sólidos T
NSTITUT
de operaciódad relativaer sumergib
tador
e permitir qo funcionam
es doméstieneidad, po
etro del agit
orresponde
funcionampotencia d
el agitador e de newtonel fluido a ade giro del
de la paleta
erado
cantidad dá uso de la ra.
Tabla 3.
Fresco (EF)otales (ST) otales (ST) otales (ST) otales (ST) otales (ST) Totales (ST
TOPOLIT
ón: El agitaa del ambible.
que el submiento de lcas un fun
or esto el di
tador en
e un coeficie
iento del agdel agitador
[kW] n del agitadgitar [kg/m3
agitador [ra del agitad
de biogás qsiguiente t
.5 Datos de d
) = 0.20 Kg = 0.8 Kg de= 0.3 m³ de= 0.25 m³ d= 0.2 m³ de= 0.16 m³ d) = 0.10 m³
TÉCNICO
dor opera aiente y la
bstrato estéla etapa dencionamienimensionam
ente de new
gitador se fr es:
kW
dor [-] 3] rpm] dor [m]
que se protabla sobre
iseño biogás-
de Sólidose Sólidos Ve Biogás @de Biogás @e Biogás @de Biogás @³ de Biogás
ONACION
a temperatpresión de
é lo más he metanogéto de 5 [m
miento del a
wton
fija en 250 [
W
duce con 3e la produc
-temperatura
s Totales (SVolátiles (SV@ (35ºC y P@ (30ºC y
@ (25ºC y P@ (22ºC y
s @ (18ºC y
NAL
tura entre 3e trabajo e
omogéneoénesis, se cmin/h] es suagitador es
[rpm]
320 kg diarcción de bio
.
ST) V)
Pr. Atm.) Pr. Atm.)
Pr. Atm.) Pr. Atm.) y Pr. Atm.)
30 °C y 60 °es 1 [bar],
posible paconsidera quficiente pa el siguient
rios de hecogás a trav
51
°C, el
ara que ara te:
ces vés
De la de estempe
A conmater
3.6 D
El gasuna fode de
Para de 15y conque e
la pro
Entonprodu
tabla 3.5 sstiércol freseratura med
ntinuación sria prima de
imensione
sómetro quorma cilínd
eslizarse en
facilitar el d5 cm meno este valor
el volumen oducción dia
nces la altucción diaria
INSTITU
se tomaron sco a sólidodia del recin
se realizó ee 320 kg dia
es del gasó
ue se encurica con un
n forma vert
deslizamiens que el dse obtenddel gasómaria de biog
ura lateral a de biogás
UTOPOLI
dos valoreos totales ynto que es
el cálculo parios de bio
ómetro
entra en pn diámetro tical, depen
nto verticaliámetro derá la alturaetro debe agás (CG).
del gasóms.
ITÉCNICO
es que son;y el segund22 ºC
para enconogás.
arte superimenor a la
ndiendo de
l del gasóme la cámaraa lateral (hl)almacenar
metro toma
ONACIO
el primerodo es el va
ntrar la can
ior de la cáa cámara dla presión d
metro se coa del diges) del gasómentre 60%
ando el 70
NAL
o la equivalealor corresp
ntidad de b
ámara del del digestor del gas.
onsideró unstor, el valometro pero
% y 70% de
0% del vo
encia de 1pondiente a
biogás para
digestor tiecon el obje
n diámetroor fue 3.22consideranl volumen
olumen de
52
Kg a la
a la
ene eto
(d) 2 m ndo de
la
El gas(hc) la
Las dy salid
3.7 Ac
El gaspermapesarlos casiemp
3.7.1 El bioque sadecu
FiguraAutom
INST
sómetro paa misma qu
demás dimeda, son pre
condiciona
s tal cual sanente y bur de que algasos, otros pre. Por lo c
Secado, d
ogás que sse enfría euadamente
a 3.5 Tipos dmático tipo “sif
ITUTOP
ara su funciue debe ser
ensiones deesentadas e
amiento de
sale del diguen funcionguno de escomo el d
cual se colo
renaje.
sale del digel vapor see pueden bl
de drenaje 1fón”
POLITÉCN
onamientor 10 cm má
el biodigesten los plano
el biogás.
gestor debenamiento dtos acondicrenaje del ocaran válv
gestor estáe condesa oquearse l
) Simple tipo
NICONAC
también cuás larga que
tor completos del biodi
e ser acondde los equipcionamientoagua de co
vulas de ret
á saturado en las ca
os conduct
o “T” 2) Auto
CIONAL
uenta con ue la altura la
to como lagestor.
dicionado apos que seos no son nondensaciótención de c
de vapor añerías y stos con agu
omático subt
una altura cateral:
cañería de
a fin de asee alimentannecesarios ón deberá rcondensad
de agua, asi no se loua.
terráneo 3)
central
e entrada
egurar un n de él. A
en todos realizarse os.
a medida o evacua
53
Por esuna peagua dde agrecome 3.7.2 ECO2
El dióxla comalmacegastar gas qu Se utilque emquímica
3.8 Mo Las camotoge
Cantid De lakW d
I
sta razón endiente mdonde ésta ua tanto endadas po
Eliminació
xido de carbmbustión. Senaje del energía e no daría
lizan variomplean su as de gran
otogenerad
apacidades eneradores
dad de Elec
a figura 2de electricid
NSTITUT
las cañermínima del
se almacemanuales
orque requie
n del
bono no tienSu eliminacbiogás a de compreningún ben
s sistemasdisolucióncomplejida
dor
de generas, se puede
Tabla 3.6 Capacidmotogenen kW 60 50 40 30 25 15
ctricidad en
.4 se obtidad teniend
TOPOLIT
rías de d1% hacia
ena y se excomo au
eren de un
ne ningún pción no es altas prsión y volu
neficio adici
s entre losn en aguaad.
ación de enn observar
6 Motogenera
ad del nerador
Cagenelé48.35.30.24.17.11.
n m³ de Bio
ene que o por lo tan
TÉCNICO
istribución un recipie
xtrae. Existetomáticas mínimo ma
poder calors aconsejaesiones dmen de almional.
s cuales la presión
nergía elécen la siguie
adores comer
pacidad estimneración de e
éctrica kW-h.43.47.52.38.09.47
gás:
1m3 de bnto:
ONACION
deben seente denomen diversos(Figura 3
antenimien
rífico y debable salvodebido a macenaje d
los más d y otros q
ctrica, paraente tabla:
rciales.
mada de energía
biogás pue
NAL
er instaladminado tras tipos de .5), que sto.
be ser calenen los caque serí
de alto cost
difundidos que usan m
a distintos t
ede gener
das con mpa de trampas son las
ntado en asos de ía inútil to en un
son los mezclas
tipos de
rar 6.5
54
Con lobtienacuerpuedeacuerselecc
Luminario 12 luminaintensidad
55 lumled’s
Dentrde iluiluminEsta consu
Con lokW qude bifracciGENEsiguie
I
a cantidadne se puedrdo a la taen ser sumrdo a la tacionar para
os
arias de alta d de descarga
minarias de
ro del fraccuminación pnando las ccarga man
umen 3.660
os datos anue genere uogás obteonamiento.ERADORESentes carac
NSTITUT
de kW-h qe seleccion
abla 3.6 geministradas abla 2.8, sia que cubra
T
Potencia
a
250 W
12 W
ionamientopública, divcalles y 55ntiene una 0 kW-h.
ntes expueun promedinidos diari. Este mS A BIOGÁ
cterísticas:
TOPOLIT
que se puenar un motoenerándonoeléctricam
in embargoa una neces
Tabla 3.7 Carg
a
o se encuenvidida en 1
luminariasjornada de
stos se pueio de 3.8 kWamente la
motor es ÁS con las
TÉCNICO
ede generaogeneradoros duranteente 3 cao con el psidad del fra
ga instalada l
Tiempo
9 horas
9 horas
Total
ntra una ca2 luminaria
s de led’s qe 9 horas
ede decidirW-h sumini
energía nseleccion
ONACION
ar con el br de 50 kW una hora
asas durantpoco gas oaccionamie
uminarios.
o día
s
s
arga instalaas colocadque iluminadiarias en
r por adquirstrando asnecesaria pnado del
NAL
iogás día qW de capacid
33.28 kWte todo el
obtenido seento.
Consu 27000
5940 W
32940
ada de 32.9as en los an el área el cual po
rir un motoí con los 5.para ilumin
fabricante
que se dad de
W. Que día de
e debe
umo total
0 W
W
0 W
940 kW postes verde.
or hora
r de 4 12 m3
nar el e de
55
•GenGen
Cara GENCaraMotoConstrabaPotePotekW R3.60110VSisteeléctOtro
Generaderamos eneerador b4t-
acterísticas
NERADOR acterísticas or: 4 tiemposumo: 0.56ajo. Refrigeencia máximencia nominRevolucione0 rpm. VoltV y/o 220V.ema de partrica. Transs: Sistema
INSTITU
dores a biogergía eléctr-5000
s técnicas
B4T-5000 técnicas.
os, 389 cen6 metros cúeración: a ama: 4 kW nal: 3,6 es: taje: . rtida: manuasporte: portáde filtro int
UTOPOL
gás rica para el
.
ntímetros cúbicos de biire
al y átil. tegrado que
LITÉCNIC
ámbito rur
úbicos. ogás por h
e permite u
CONACIO
ral
ora de
na conexió
ONAL
ón directa a
l biodigesto
56
or
CAPÍTULO4
APLICACIÓNDELSISTEMAALFRACCIONAMIENTO
4.1 Ac
4.1.1
Comoindepasí uadecuramifila otraen unrecole
El siscon ucontinpara ela caíde cobiodigfacilitadrenapara salida
Con etener para n
4.1.2
El terinstalatendrábiodigdiáme
Así trecoleotro dsalidacolocatanqupara l
Lo anpiso, 4.1.3
La codel c
coplamien
Recolecci
o se mencendiente pana sola alua a la inscadas en 2a que solo n registro eección.
tema de reuna inclinanuo. Este sesta tuberíaída hacia eompuerta egestor por uar el mantaje público, una salida
a de lexiviad
este tipo deindependie
no depende
La superf
rreno selecación. Se tá que introgestor que etro.
también seección del sducto de sa de lexiviaar una bas
ue de almacla conexión
nterior depebase de eq
Biodigesto
nstrucción capítulo 3
INSTITU
nto del sist
ón del sus
cionó en eara la recoimentaciónstalación c2 líneas de
incluye el en el cual
colección lación de 0sistema se a. Sin embael biodigesen ambos un costado tenimiento a la salida por excede
dos.
e acoplamieente al sister uno del o
icie
ccionado ytendrá que ducir maquserá de a
e realizarásustrato paalida donddos o inclue de concrcenamienton y aparatos
endiendo prquipo, regis
or
del biodigeasí mismo
UTOPOLI
tema
strato
el capítulolección úni
n al biodigecon la quealcantarillaretrete [ansolo se co
levará una.01 m porinterconectargo a unator se tendlados, co
y del otro edel biodigdel biodige
entes y otr
ento del biotema de geotro por cua
ya en el climpiar y ll
uinaria paraaproximada
á el ductoara alimente se cone
uso desahoreto donde o del biogás de medic
rincipalmenstros, y term
estor se reao se lleva
ITÉCNICO
3 se coloca de sustrestor, el d
e cuentanado, una quexo]. Las dolocara la
profundidar cada metara con el distancia ddrá un conon la cualel flujo hacgestor. Se estor a unara salida al
odigestor haeneración alquier incid
capítulo 2evar a un sa realizar laamente 4.4
o donde sar al biodigctara al dr
ogo de líquise colocaras generado
ción.
nte de la obminados.
alizara conara en bas
ONACIO
ocara un srato obteniducto que slas casas
ue incluye ldos líneas nueva sali
ad mínima detro de lon biodigestode 5 m apronector en fo
se podráia el drenajtendrá tam
a altura del nivel míni
acia el drende biogás dente de cu
se tendrásolo nivel ta excavació
4 m de pro
se intercongestor. Enrenaje púbido por exca el resto do, el genera
bra civil, tec
los datos ose al diag
NAL
sistema dedo de los rese pretendya que s
a regaderade alcantada hacia e
de 0.8 m dengitud paraor que tendoximadameorma de T
controlar je público, mbién unanivel máximmo del mis
naje públicodel sistem
ualquiera de
á que adetodo el pisoón donde sofundidad p
nectara el sentido oplico que secedentes. Sdel equipo ador, el eq
chumbre pa
obtenidos egrama del
e recoleccetretes dan
de colocare encuentr
a y el lavaborillado se uel sistema
e profundida el flujo sdrá un acceente antes
T con válvuel acceso
con esto paa conexión mo de llenasmo para u
o nos permma de dren
e ellos.
ecuar parao, despuésse colocarápor 2.5 m
sistema puesto existervirá paraSe tendrá qcomo lo es
quipo eléctr
ara el equip
n los cálcuanexo. E
58
ión ndo
se ran o y
une de
dad sea eso de las
o a ara
al ado una
mite aje
la se
á el de
de tirá
a la que s el rico
po,
los sta
constvolumelabovolumcump
4.1.4
El gexactaque pcolocaalmacPrincipara eflexiblpara d
4.1.5
Para con ptamañlo esmotogmismque s
4.1.6
Para alumbmuescondigenerutilizaen opcuartoindica
Lo dede rediseñ
rucción se men final a o
rar ingeniemen y boq
liendo con
Gasómetr
asómetro amente al
pueda ser ea la salidcenamientopalmente eevitar la míle tipo indudicho tipo d
Motogene
la colocacipiso firme yño del cuars. Hay quegenerador yo se tendráe requieran
Sistema e
el sistembrado por tra en la ficiones de rador no seara un sisteperación alo y predio da la NOM-0
escrito en ealizar una o debe cum
INSTITU
realiza conobtener paría de deta
quillas finalos estánda
o
elaboradodiámetro inelevado poda de unao del biogáeste compínima fuga ustrial sellade conexión
rador
ión del moy cubierto crto para este construiry herramieá la conexin.
léctrico.
a eléctricomedio de gura 4.1; emantenim
e quedará ema de cucl mismo tiedebe de se01-2005 de
esta tesis seingeniería
mplir con lo
UTOPOLI
n la mejor ra el llenad
alle por parales para ares y norm
o principanterno del
or la presióa tuberíaás o directaonente debdel biogás
ada hermétn.
togeneradocontra aguate propósitor un cuartnta a utilizaón al siste
o se consla interco
esto para gmiento o c
sin alumbrhillas candempo. Tod
er sus accese utilización
e considerade detalle s estándar
ITÉCNICO
precisióndo con el surte de procela constru
mas naciona
lmente hibiodigestorn del biogáen la cu
amente a labe estar s
s generado.icamente p
or hay quea y humedao es pequeto de 3 mar durantema de alum
sidera un onexión cogarantizar lomposturarado públiceables paro el sistemsorios del tn en el cap
a como ingpara desa
es y norma
ONACIO
posible yaustrato. Sineso y mecá
ucción del ales que cu
erro la cr con unaás. En el cual se coa alimentac
sellado tota. La tuberíapara uso de
adecuar uad, pero co
eño dado qum x 3 mla operació
mbrado pú
una doblen el suminla energía s se tieneco. Para esra evitar quma eléctrictipo a pruebítulo 500.
geniería básarrollar el das aplicable
NAL
que de elln embargo sánico para
recipienteumplan.
cual debelibertad de
centro del gnectara alción del mo
almente hea a utilizar e gases co
un cuarto don buena vue el motogdonde se
ón y manteblico con lo
e alimentanistro de Ccontinua, y
e fuera deste tipo dee se encue
co localizadba de explo
sica, por lodiseño del ses.
lo dependese tendrá qdeterminar
e acumulad
e elaborare 0.05 m pagasómetrol tanque otogeneradrméticamees mangue
on accesor
de generacventilación.generador e colocaraenimiento. Aos accesor
ción para CFE como ya que si pel sistema e conexiónentren los ddo dentro osión como
o que se desistema. E
59
e el que r el dor
rse ara se de
dor. nte era rios
ión El así el
Ahí rios
el se
por al
se dos del
o lo
ebe ste
Se dey 12 Amínimsemip
Todo ser codebe utiliza
4.2 O En laaspec Temprangode temle brin Para hojasruraledepencapac Conceconcela ausrelaciódebe
ebe consideAWG para
mo. Deben pesado. De
el equipo onectado aevaluar la
ando.
peración y
a operacióctos:
peratura: lao de 15 a mperatura. nda el suelo
minimizar , paja, ase
es. Carga onde de la cidad del d
entración dentración dsencia de ón de 0.2:0alimentar a
INSTITU
erar como malimentadode ir sob
ebe conside
rotativo y ea tierra. El instalación
y mantenim
ón del dige
temperatu45 ºC, el El digestor
o.
los requrrín los mis
orgánica: Lacantidad
igestor.
de sólidos de sólidosmateriales 0.8 de estial digestor c
UTOPOLI
mínimo el cores de alumbre tubería erarse la dis
equipo quecalibre míde una red
Figura 4.1
miento del
estor se t
ura debe sdigestor d
r estando b
erimientossmos que ga cantidadde mater
totales: Las en el
tóxicos, laércol de gcon una me
ITÉCNICO
calibre 12 Ambrado. El
conduit cstribución a
e pueda almínimo parad de tierras
Diagrama
biodigesto
tienen que
er controladebe estarbajo tierra ti
de calorgeneralmen
de gas pria prima s
a produccióestiércol. In
a produccióanado vacezcla equita
ONACIO
AWG para aislamient
con diámetaérea o sub
macenar ca conexión
s de acuerd
unifilar
or
e controlar
ada cuidadoprotegido
iene la ven
, el aislamnte están droducida ensuministrad
ón de gasnvestigacioón óptimauno y aguaativa de est
NAL
alimentadoto debe sertro mínimobterránea.
arga estátia tierra es
do a la carg
r los sigu
osamente de cambio
ntaja del ais
miento pudisponibles n un biodigda por vol
también deones indicde gas sea, entoncetiércol y agu
ores de fuer THHW coo de 3/4’ t
ca deberá s 2 AWG. a que se e
ientes
dentro de os repentinslamiento q
ede ser cen las zon
gestor por dlumen de
epende decan que, e da con us siempreua.
60
rza mo ipo
de Se stá
un nos que
con nas día
la
la en
una se
Toxicpuedemante Deficiy en 4.2.1 Una la con a. CaDespu“fragücercagasómbrazorespe
b. CoLa prcargaintrodsuspesi el existedebe
Despgasómque pse tadías, carbo
c. LaDespdebe la mitque tcontiellave gas rtenienexact
idad: Un gen ser tóxicenerse entr
iencia de nlas proporc
Cronogram
vez ejecunstrucción d
rga inicial:ués de habüe” por unono al biodig
metro, hasos de la guectivamente
olocación dráctica máado y se ducirlo unoendida, cergasómetro en fugas, prá detectar
pués de hmetro, se dpor sí solo, pa o se ciela campan
ono ( ).
bores inícpués de hab
comenzartad de su vtodo el gasene oxígende paso. D
rico en metndo muy eta posible.
INSTITU
gran númecas o impere 7 y 8.5.
nutrientes: ciones ade
ma de ope
utado tododel gasóme
: ber terminads 10 a 15 dgestor. La cta cubrirlo
uía del gase.
del Gasóms común elo realiza
os 10 a 20rrando las s
se mantienpero si desr los orificio
haber comdebe abrir este se as
erra nuevamna se eleva
iales: ber iniciador a elevarsolumen llen
s se escapeno. DespuéDespués deano y pobr
en cuenta
UTOPOLI
ero de susedir el proc
El sustratoecuadas pa
ración.
o el trabetro, el conj
do el enlucdías, mientrcarga del d
totalmentesómetro, 1
etro: es colocar a introducie0 cm en lasalidas quene suspendsciende sigos y proced
mprobado todas las
siente compmente todaará debido
o el procesose indicandno de gas se. Este gasés del escae 5 días dere en yde realizar
ITÉCNICO
stancias taceso anaeró
o deberá cara será pro
bajo de cunto está li
cido del bioras tanto se
digestor se e y sobre0.45 m³ a
el gasómeendo el g
a masa de el gasómedido, es denifica queer a repara
la confiabsalidas pre
pletamentes las salida a la prese
o de fermedo la presese recomiens es rico enape de gase haber tapy es cuandr la dosifica
ONACIO
anto orgánióbico. Por
contener losovechado p
construccióisto para en
odigestor, se recolectardebe efectpasar uno11.15 m³
etro cuandogasómetro
la materiaetro posea ecir no se a
tiene fugaar.
bilidad deevistas ensobre la m
as previstasencia de g
ntación 5 aencia de ganda abrir lan , que
s inicial se pado el digo se debeación (estié
NAL
icas comolo tanto el
s elementopor la flora m
n civil dentraren func
e deberá drá el estiércuar sin la cs 20 cm ade estiérc
o el digesten el tub
a prima y (llaves, tapasienta, indas y en es
la constrel gasóme
masa a diges, al pasar as rico en
a 8 días, el as. Cuandoa llave de pe es no comcierra nueestor se teiniciar la cércol – ag
inorgánical PH se de
os necesarmicrobiana
el digestocionamiento
dejar que escol en un scolocación da 40 cm
col más ag
tor ya estábo guía emantenerla
pones, etc.)dica que noste caso se
rucción detro, y deja
erirse, luegounos 5 a 8dióxido de
gasómetroo esté con
paso y dejambustible yvamente la
endrá ya unarga diariaua) lo más
61
as, ebe
ios .
or y o.
ste itio del los
gua
á e a ;
o e
el r o 8 e
o n r y a n , s
d. CCuasigu
4.2. La rdese A cpart I) Csalid Plan DesCámsalid
Nota• Utcasc• Pro DesPrev Frec Inst- Pamat- De- Repala- Limsalid- Liuten- En
Carga diariaando el diguientes aspe
El materiamal olor; El materiarena, pie
2 Plan de m
realización empeño y c
continuacióntes del biod
Cámara de da. II) Gasó
n de mante
scripción: mara de digda.
a de seguriilizar elemeco y botas dohibido la p
scripción deventiva
cuencia: 2 a
ructivo: arar la careria prima.
espresurizaetirar toda laas. mpiar y revda. Utilizar mpiar e in
nsilios de ln caso de
INSTITU
a: gestor estéectos: al que salg
al de cargedras, vidrio
mantenimi
de un plancumplimien
n se presedigestor, qu
digestión, cómetro.
nimiento N
gestión, cám
dad: entos de sede caucho.presencia d
e la tarea: In
años
rga del dig
ar y desmona materia d
visar la cáagua e ute
nspeccionaimpieza. fisuras en
UTOPOLI
é funciona
ga por la c
ga debe esos, etc.
iento.
n de mantento de las fu
enta un ple son:
cámara de
Nº 1:
mara de car
eguridad pe
de fuego ce
nspección g
gestor. Dur
ntar gasómedentro de la
ámara de cnsilios de lir la cáma
n la cámar
ITÉCNICO
ndo contro
cámara de
star libre d
enimiento sunciones de
an de ma
carga y de
rga y desca
ersonal com
erca de la in
general y lim
rante el ma
etro. a cámara de
carga y desimpieza. ra de dige
ra de diges
ONACIO
oladamente
descarga n
de materia
servirá paraeseadas de
antenimiento
escarga, y
arga, y tube
mo: gafas, g
nstalación.
mpieza. Tip
antenimien
e digestión.
scarga, tub
estión. Util
stión, carg
NAL
e, debe ob
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les sólidos
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o detallado
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guantes, m
po de tarea
nto no sum
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de t
Inst
- Dede p- Lim- Re- Re- Re- Pin TipoHoraNúm
4.3. Se depde impque amb
ceder a reperificar el es
o de trabajoas estimad
mero de per
n de mante
scripción: G
a de seguriespresurizatilizar elemscarilla y bohibido solohibido la p
scripción depieza exter
area: Preve
ructivo:
esacople depaso del gampiar exterevisar preseevisar si exievisar posibntar las par
o de trabajoas estimad
mero de per
Evaluació
debe teneende básic
los requlementació
traerá a bientales
INSTITU
parar los dastado del so
o: Mecánicoas: 4 rsonas: 2
nimiento N
Gasómetro.
dad: ar el gasómmentos de otas de caudar el gasópresencia d
e la tarea: rna e intern
entiva
el gasómetas. na e internaencia de esiste presenbles fugas yrtes afectad
o: Mecánicoas: 2 rsonas: 2
ón económ
er en cuencamente deuerimientosn de un biomediano
UTOPOLI
años. Usar oporte del g
o
º 2:
etro. seguridad
ucho. ómetro estade fuego ce
a y reparac
Fr
tro una vez
amente. Usscoria e elimcia de corroy taparlas cdas. Usar p
o
mica
nta que pe la tecnolos de proodigestor ny largo p
ITÉCNICO
herramientgasómetro.
personal
ando colocaerca de la in
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recuencia: A
z despresur
sar cepillo dminarla. osión.
con selladorintura antic
para montaogía que seoducción, o constituylazo grand
ONACIO
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como: gafa
ado en el dinstalación.
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Anual
rizado y ce
de metal.
r de metal.corrosiva.
ar un biode use en eteniendo
ye un gastodes benefi
NAL
ñilería.
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igestor.
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errando la v
digestor, lol, así comopresente
o, sino una cios econó
s,
na. Tipo
válvula
os costos o también
que la inversión
ómicos y
63
4.3. Los en el o
DESCR
GeneraPlancha PlanchaÁnguloPlatina Tubo gaTubo ga3m) Tubo dePernos CementLadrilloArena m
En emate
4.3.2 En lacono
DESCR
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La vase pdura
1 Costos d
costos dla aplicacióbjetivo opti
RIPCIÓN
dor eléctricoa galvanizad
a de hierro n(40x40x6mm(40x6mm, L=alvanizado (Øalvanizado (Ø
e desagüe (Ø(Ø=14mm)
to (50Kg) o (280x130x8m³
esta tabla ceriales nece
2 Costos d
a construccocimientos
RIPCIÓN
vil ucción del etro, soporteción en marcha
nte en genera, detalle, direyecto
ariación deuede aprec
ante la elabo
INSTITU
de materia
de los maón de los bmizar el us
Ta
o (4 KW) da (2440x122
negro (2440xm, L= 6m) = 6m) Ø=75mm, e=Ø=100mm, e
Ø=100 mm, L
80mm)
constan losesarios par
de mano de
ción del bioden obras ci
Ta
P
e e
al ección
e los preciosciar en el sioración de
UTOPOLI
les (adquis
teriales soiodigestoreo de mater
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=2mm, L= 3me=2mm, L=
L= 3m)
s valores dera la constru
e obra.
digestor esiviles y met
abla 4.2 Cost
PERSONAS
3 2
2 2 1
s y personaguiente croproyecto.
ITÉCNICO
sición).
on uno dees y por talriales para e
os de materiaCANTI D
13
151
m) 11
3820
4502
el equipo ducción del d
stán implicatalmecánica
tos de mano d
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1500 150 300
as que se uonograma d
ONACIO
e los factorazón se r
evitar altos
ales y equiposAD PRE
($)920500
120250135300820
1806.5
1100 1.5
230Tota
de generacdigestor.
adas persona.
de obra.
NIT. día)
No. D
6 4
2 120 180
Total
utilizarán ende actividad
NAL
ores deterrealizó el di costos.
s. ECIO UNIT.
0
0
al
ción eléctric
nas con
DÍAS PR($) 450720
600360540
107
n la mano ddes a realiz
rminantes iseño con
PRECIO T($) 18200 1500
1200 1250 135 300 820
540 52 2200 6750 460 33407
ca y todos
ECIO TOTAL
00 00
00 000 000
7700
de obra zar
64
TOTAL
los
L
Mes ActividDiseñ
DiseñdetallEspec
Mater
Adqui
Const
Prueb
Puestmarch
De actienenacuerentre proye De acdesarpara eeste i
Estostanto mater
dad ño principal
ño de e cificaciones
rial
isición
trucción
bas
ta en ha
cuerdo los n en marcrdo al tratadel año 20
ectos con es
cuerdo conrrollo rural, el arranquengreso se p
s valores fuepara futuroriales y man
INSTITU
1
s
planes qucha para pdo de Kioto08 y 2012 sta tendenc
n los datospesca y a
e del proyepuede redu
DescCostoCostoTotalAport
Aport
eron adquiros estudios no de obra.
UTOPOLI
Croa
2
ue el gobiepromover o que culmayudan co
cia.
s obtenidosalimentacióncto que cu
ucir los prec
INVER
Tabla 4.3
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ITÉCNICO
onograma de actividades
3
erno federala impleme
mina con laon un 50%
s de la secn y el FIRCbriría el 50cios de acu
RSIÓN INIC
3 Inversión in
eriales o de obra
ierno
echa de estn considera
ONACIO
4
al y otrasentación ddisminució
% en prome
cretaria deCO se pue
0% del costerdo a la ta
CIAL
nicial
Valor ($33407 10770014110770553.570553.5
tudio de esar la variaci
NAL
5
institucionede energíaón de bonoedio de fon
e agriculturede solicitato inicial deabla 4.3
)
5 5
te proyectoión los prec
6
es de Méxas verdes os de carbondo perdido
ra, ganaderar un subsiel mismo. C
o y por lo cios de
65
xico de
ono o a
ría, dio
Con
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4.4 R Para tomar
Para siguieestan
TOS DE OP
s costos sema será intpuede ser ncia.
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PrTiKwDíTo
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INSTITU
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l mantenimn costo ade $6000, vida útil de
inversión
na comparrecio actual
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l retorno deunto de intede rango co
UTOPOLI
N
dos por lascon un intepor el con
ENTO
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ración eléc es de $1.3
Tabla 4.4
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e inversiónersección donsiderable
ITÉCNICO
s personaserruptor panserje del
ventivo se o de $30o a mantenor es mayo
ctrica en c3 utilizado [
Costos de en
9 hora3.8 kw365 16227
a largo plade la gráfice y favorabl
ONACIO
que habitaara poner afraccionam
realizara 000 dandonimiento coor a 35 años
cuantos coCFE].
nergía
$1.3 as wh generado
7.9
azo se pueca dando ue para ene
NAL
an el fracca funcionarmiento o la
cada 6 mo un valoorrectivo nos y el moto
stos de kw
os
ede observan promediorgías renov
ionamientor el equipo,a persona
meses por or anual o se estim
ogenerador
wh utilizad
ar la tabla 4o de 5.5 añvables [10].
66
o el , el de
un en
man a
os
4.5 ños .
2500
2000
1500
1000
50
INSTITU
Eg
000
000
000
000
0000
0
1 2
UTOPOLI
Tabla 4.5 re
gresos I
70553.5
73553.5
76553.5
79553.5
82553.5
85553.5
88553.5
91553.5
94553.5
97553.5
100553.5
103553.5
106553.5
Grafica de
3 4 5 6
ITÉCNICO
etorno de inv
ngresos
11234.7
32455.8
48683.7
64911.6
81139.5
97367.4
113595.3
129823.2
146051.1
162279
178506.9
194734.8
210962.7
retorno de inv
7 8 9 10
ONACIO
versión
año
1
23
45
67
89
1011
1213
versión
0 11 12 13
NAL
Egresos
Ingresos
s
67
CONCLUSIONES
RECOMENDACIONES
•
•
•
•
•
•
•
La produ
partir de
generar e
El porcen
nos da un
consumo
A través
puede ob
y medio d
Tomando
utilizado
comunida
De acuer
carbón a
invernade
acordado
Al aprove
mar o ríos
El ahorro
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INSTITU
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del fondo
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.
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s se reduce
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ón pública
ma ganancia
UTOPOL
CONC
energía e
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a de que á
ogás gener
de apoyo
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LITÉCNIC
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4) dando
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ONAL
de biogás
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a un plazo
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69
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•
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INSTITU
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LITÉCNIC
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CONACIO
ONES
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ue el valo
70
eficio
como
aguas
n los
plinas
e se
rupos
n en
or de
ANEXO
PLANOSDELSISTEMA
Tamaños propuestos
BAÑO TIPO DEL FRACCIONAMIENTO
PROYECTO: DISEÑO DE UN SISTEMA DE GENERACIÓN ELÉCTRICA
POR MEDIO DE BIOMASA
DIBUJO
ING. Emmanuel Colorado S.
No.
02
ESCALA
S/E
FECHA
NOV-2012
BIBLIOGRAFIA
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Investigaciolternativa e
en México nacional fo
oducción elmo y come
social coment, energy
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c. Jorge aogás
producciónelectricidad
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ITÉCNICO
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Recommended