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Centro de Estudios Tecnológicos en Aguas
Continentales. 01 Jocotepec, Jalisco
“Marcos Castellanos”.
Biogás: Alternativa energética
sustentable para México.
Castellanos- Villa, Manuel Ángel.
Huerta- García, Norma Angélica.
Jocotepec, Jalisco a 30 de agosto de 2012.
• Los seres autótrofos (plantas,
fitoplancton, bacterias, etc.), tienen la
capacidad de emitir gases a la atmósfera
al efectuarse su degradación, mismos
que bajo factores físicos, químicos y
biológicos apropiados, producen biogás.
Autótrofos
Energía
El mayor problema de las
naciones.
En los últimos años hemos observado infinidad
de problemas alrededor del mundo acerca del
precio mundial del petróleo, los combustibles y
su efecto en las políticas energéticas de las
naciones. En los países ricos tal hecho ha
provocado un gran desarrollo en la explotación
de reservas aparentemente “ilimitadas” de
fuentes de energía baratas mientras que en los
países pobres se ha presentado un aumento
de su ya crítica situación, originando de esta
forma un largo camino entre sus necesidades
y su posibilidad de satisfacción.
Objetivo general
Diseñar y construir un Biogenerador
productor de biogás por medio de
desechos orgánicos.
Objetivos específicos
• Brindar una alternativa confiable de suministro
de energía.
• Aprovechar la producción natural de metano
(CH4).
• Disminuir la contaminación atmosférica.
• Ayudar al planeta y a la preservación de
recursos no renovables como el petróleo que
día a día amenaza con desaparecer.
Antecedentes historicos.
El biogás mundial
El metano en Ameríca latina
El biogás en México
• Según el Inventario Nacional de
Emisiones de Gases de Efecto
Invernadero, elaborado por la
SEMARNAT el 5.99% de los gases de
efecto invernadero son producidos por
actividades ganaderas, especialmente
por el manejo del estiércol.
• Los gases contaminantes que produce
son metano (40 - 70%), bióxido de
carbono (30- 60%), hidrogeno (0- 1%),
sulfuro de hidrogeno (0- 3%), entre otros.
Esquema tecnológico
Obtención de bigás por
sistemas especializados
Laguna cubierta
Metodología Biodigestor portatil
casero.
1. Se elegió un garrafón de 19 L. y el material
correspondiente. (en este caso fue un garrafón
anteriormente utilizado para almacenar
productos de limpieza) (Digestor)
2. Se lavó el garrafón con cloruro de benzalconio
al 0.5%, procurando eliminar los residuos de
cualquier otro producto antes almacenado para
evitar alteraciones en los resultados.
3. Se colocó una llave al digestor con la
implementación de aditamentos herméticos.
4. Se verificó que no sucedieran fugas.
5. Se calculó la capacidad del digestor y se
preparó una mezcla que contenia
alrededor de 20% de sólido y 80% de
agua. (200gr por cada litro.)
6. Se llenó el digestor con la mezcla.
7. Se cerró y se agitó un poco, al terminar se abrió el
digestor y se midió el pH utilizando un potenciómetro
marca Hanna, si la mezcla se encontraba ácida (pH 0-
6), se le agregó un poco de CaCO3 (carbonato de
calcio) para basificar (pH 8-14) la mezcla dentro del
rango ideal, al terminar se cerró muy bien el digestor.
8. Se dejó en un lugar donde recibiera los rayos solares
todo el día para que pudiera alcanzar una temperatura
adecuada (25-30 °C).
9. Al cumplir un día, se abrió un poco la llave
para purgar el CO2 y se cerró muy bien.
10. Durante los próximos 10 días se agitó a
diario durante un minuto y se procuró purgar el
CO2.
11. Adaptadas las conexiones y la manguera
se pudó utilizar la producción de metano en
práctica de campo en la determinación de olor
en muestra de agua. (Norma Mexicana NMX-
AA-083-1982. Análisis de agua. Determinación
de olor.
Resultados
Secuencia de
biodigestores.
Biodigestor 1
Prueba con excremento
de vaca.
Juinio/ Julio 2011
Materia orgánica. H2O. PH CaCO3 PH T°C ambiente
maxima.
1 Kg. 5 L. 8 10 gr. 10 25-27
• * El olor presentado es similar al del azufre o
el gas L.P. con variaciones muy leves.
• *La mayor parte del biogás producido se
escapó por mal acondicionamiento del
biodigestor.
Biodigestor 2
Prueba con excremento
de caballo.
Septiembre/ Octubre 2011
Materia
orgánica. H2O. PH CaCO3 PH T°C ambiente
máxima.
1 Kg. 5 L. 6 10 gr. 8 26-27
El día 15 se observó nuevamente el biogás,
pero desafortunadamente este se escapó ya
que era demasiada presión para el digestor.
• En este segundo biodigestor se
tomaron otras precauciones al acondicionarlo,
pero desafortunadamente no fueron
suficientes ya que la presión del biogás era
demasiada para la tapa.
Biodigestor 3
Face experimental con
excremento de caballo.
Septiembre 2011/ Marzo 2012
Materia
orgánica. H2O. PH CaCO3 PH T°C ambiente
máxima.
1.5 Kg. 5 L. 6 10 gr. 8 22
Observaciones
* En este biodigestor se decidió modificar
algunos parámetros establecidos en los
anteriores, ya que se decidió ubicarlo en una
zona careciente de rayos solares.
* A la tapa se agregaron aditamentos
económicos para mantener hermética la mezcla
en su interior.
* Se decidió dejar el digestor el mayor tiempo
posible, para observar las variaciones de
resultados.
* El biogás producido durante las 22
semanas de almacenaje se utilizo
periodicamente cada 22-25 dias.
* Curiosamente bajo estas condiciones
y las medidas tomadas para evitar
fugas, la producción de biogás fue, a
gran escala; mucho mayor.
* La flama que salía del
biodigestor tubo una duración
aproximada de 43 minutos,
encendiéndola en periodos de
30 a 40 segundos por medidas
de seguridad.
* El color de la flama producida por el
biogás era en casi su totalidad azul
solo con matices de amarillo en límite
de la prolongación de la flama.
Biodigestor 4
Prueba con perifiton.
Abril/ Mayo 2012
Especie perifiton.
Materia organica. H2O. PH extracto de
alga. PH H2O. T°C ambiente
máxima.
Clorophyta 0.85 Kg. 2 L. 7 6 23 - 26.5
Biodigestor 5
Prueba con desechos
órganicos del hogar.
Abril/ Mayo 2012
Materia orgánica H2O PH extracto desechos
PH mezcla T°C ambiente máxima
Tipo de materia orgánica
1.2 Kg 3 L. 7.5 8 28 - 29 Cascaras, vegetales y frutas en degradación
Comparación de resultados
Resultados esperados
Beneficios
microeconómicos.
•
COSTO INICIAL MATERIAL 1 MES 1 AÑO 10 AÑOS PROMEDIO Y COSTO TOTAL (incluyendo costo inicial)
$850°° +
$327°°
$1,177
*Un tanque de 30kg
*30kg de gas L.P.
(consumo) 30L
Costo: $327°°
(consumo)
360L
Costo: $3,924
(consumo)
3,600L
Costo: 39,240
1L= $10.9
Total 10 años:
$40417°°
L: 3,600
Ahorro:
$36,967°°en 10 años
En un año:
$3,696.7°°
$300°°
$200°°
$50°°
$450°° ( por biodigestor
productor de 1/3 de
contenido de tanque de
gas L.P)
IGUALANDO
PRODUCCION
$1,650°°
( 30 L. Aprox.)
*1 tambo 50L.
*Conexiones y llave.
*accesorios aislantes.
Producción: 10L(equivalente)
Costo: $5°°
(por agua potable)
Producción: 120L
Costo: $60°°
(por agua potable)
Producción: 1200L
Costo: $600°°
(por agua potable)
1L= $2°°
Total 10 años: $1,150°°
Igualando producción
$3,450°°
Costo total con agua
captada de lluvias o del
Lago.
$1,650°°
Ahorro
$38,767°° en 10 años
Aplicación
• Normalmente puede utilizarse directamente
como cualquier otro gas combustible, pero
como fuente de energía limpia (al no
contaminar) y darle diversos usos como:
alumbrado publico, uso doméstico, generación
de electricidad, bombeo de agua y otras tantas
aplicaciones en las cuales se necesite una
fuente de calor a base de gas.
Beneficios
• Producción de energía (calor, luz, electricidad)
• Transformación de desechos orgánicos en
fertilizante de alta calidad.
• Mejoramiento de las condiciones higienicas.
• Beneficios ambientales.
• Beneficios micro-económicos (sustitución de
energia y fertilizantes) y macro-económicos
(reducción de costos de importación y
protección ambiental).
Discución
• La producción biogás puede verse
afectada por factores como la
temperatura, contenido de agua, tipo de
materia orgánica utilizada, etc.
• Es posible que en algunas ocasiones requiera
procesos distintos de producción y medidas de
seguridad, ya que cuando el biogás se mezcla
con aire en una porción de 1 a 20, se forma
una mezcla altamente explosiva y por lo tanto;
las pérdidas de las tuberías ( en sistemas ya
especializados) en espacios cerrados
constituyen un peligro potencial.
• El valor calorífico del biogás que se ha
estimado es cerca de 6 kwh por metro cúbico;
es decir, que un metro cúbico de biogás es
equivalente a apróximadamente 1/2 litro de
combustible diesel, claro que ésta cifra puede
variar dependiendo de los factores que
intervengan en su producción.
Conclusión
• Al poner en práctica este proyecto tecnológicamente
ecológico se solucionaría en cierta parte la demanda
energética, traería beneficios microeconómicos a las
familias mexicanas, beneficios macroeconómicos para
algunas industrias, se brindaría un fertilizante rico en
materia orgánica de alta calidad para nuestros cultivos,
ayudaríamos a la conservación de recursos no
renovables y a la disminución de la deforestación,
contaminación de suelo, aire y agua.
Bibliografía
• León de la Cruz Andrés y Chávez Romero
Alejandro. (2003) "La biblia de fisica y
quimica." Mexico D.F. Editorial Letrearte S.A.
RIO BALSAS 52-1.
• Monroy H. Oscar y Viniegra G. Gustavo (1990)
" Biotecnologia para el aprovechamiento de los
desperdicios orgánicos." Mexico D.F. AGT
Editor. Lenz del Rio Alberto. 1978.
• Leon Quintanar Andrés. (2005) "Guía de tareas
y metodos de estudio" Mexico D.F. Editorial
Letrearte S.A. RIO BALSAS 52-1.
• www.afexparachicos.tripod.com/biogas.
• www.bioenergeticos.gob.mx
