22
BIOGÁS Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. Región del Maule. Casa de la Familia Campos. Sector Provoste, Pueblecillo. Autor: Dr. Ing José Antonio Guardado. Digestor de biogás, en fase de construcción. Colaboración y edición: José Antonio Flores. Carlos Canales. Carlos Estay. Daniel Vargas.

Manual de Explotacion - ODEPA · Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. ... amplio de la población involucrada en la implementación y

  • Upload
    ngodang

  • View
    214

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Manual de Explotacion - ODEPA · Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. ... amplio de la población involucrada en la implementación y

BIOGÁS Manual de Explotación

18 de Febrero al 07 de marzo del 2008.

Comuna de Empedrado.

Región del Maule.

Casa de la Familia Campos.

Sector Provoste, Pueblecillo.

Autor: Dr. Ing José Antonio Guardado.

Digestor de biogás, en fase de construcción.

Colaboración y edición: José Antonio Flores.

Carlos Canales.

Carlos Estay.

Daniel Vargas.

Page 2: Manual de Explotacion - ODEPA · Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. ... amplio de la población involucrada en la implementación y

Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás

2

INTRODUCCIÓN

Este material esta dirigido, a brindar los conocimientos mínimos que deben tenerse en cuenta a la hora de la puesta en marcha y explotación de la planta de biogás que se ejecutó en el marco del taller demostrativo, desarrollado entre los días 18 de febrero al 7 de marzo de 2008, en casa de Don Juan Campos, ubicada en el Sector Pueblecillo de la Comunidad de Empedrado en la Región del Maule, Chile.

Este documento, además, tiene como propósito contribuir al uso y promoción de la tecnología del biogás como fuente renovable de energía para el sector rural, como parte de las actividades del Proyecto CHI/00/G32 “Remoción de Barreras para la Electrificación Rural con Energías Renovables” de la Comisión Nacional de Energía CNE, el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo PNUD, el Fondo para el Medio Ambiente Mundial GEF.

En correspondencia con esto, se abordaran otros aspectos de interés relacionados con las bondades que brinda la tecnología del biogás y que tienen una repercusión directa en el bienestar y calidad de vida de los pobladores del sector rural y en particular de aquellos que viven en condiciones más aisladas y dispersas.

Por la importancia que representa, la motivación y la acción participativa de los usuarios e instituciones y autoridades vinculadas con el éxito de los nobles objetivos del proyecto, resulta imprescindible considerar las características y particularidades del lugar y para lo cual está previsto el empleo de la Técnica del GBV*, a partir de la experiencia Cubana para la generalización y uso de la tecnología del biogás en el sector rural de Chile, bajo los principio del desarrollo sostenible.

Técnica del GBV* Corresponde a un diseño concebido dentro de la evolución que han experimentados los digestores de cúpula fija con la finalidad de disminuir costos y plazos de ejecución con la acción participativa y creativa de un sector amplio de la población involucrada en la implementación y generalización de la tecnología del biogás a partir de sus características, posibilidades y condiciones especificas. En consecuencia su diseño no se ciñe a un solo tipo de material y forma sino que aborda una diversa gama de posibilidades y situaciones que enfrentan los usuarios que saben amar y comprender la esencia del “BIO-GAS”. Gas generador de vida.

.

Page 3: Manual de Explotacion - ODEPA · Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. ... amplio de la población involucrada en la implementación y

Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás

3

I. SELECCION Y UBICACIÓN DE LA FAMILIA CAMPOS PARA EL DESARROLLO DEL TALLER.

La selección del lugar para la ejecución de este taller “Práctico – Demostrativo”, se realizó en conjunto con la I. Municipalidad de Empedrado, durante el mes de diciembre del año 2007. De acuerdo a requisitos técnicos como son, contar con una cantidad suficiente de biomasa, agua y requisitos de tipo social como es el interés y disposición de los usuarios del digestor de biogás que se ha construido en el marco del taller.

Figura Nº1: Casa de la Familia Campos Figura Nº2: Ubicación Casa de la Familia Campos

II. SELECCIÓN DEL DISEÑO Y EJECUCION DE LA PLANTA DE BIOGAS

Los conceptos, criterios y recomendaciones fundamentales para el diseño y construcción de la planta de biogás, es un tanto atípica, pues su concepción fue predeterminada, sin el conocimiento pleno de las particularidades del usuario y lugar, como establece la técnica ó concepto “GBV”, por lo que al inicio del taller se rediseño y adecuó la planta a partir de las características del lugar y posibilidades del usuario, tomando en consideración, además, las inversiones hechas. De esta manera se ejecutó como parte didáctica del taller demostrativo la planta de biogás de la casa de Don Juan ó Familia Campo, cuyas etapas y secuencias constructivas se describen a continuación. Selección y Ubicación de la planta de biogás

Page 4: Manual de Explotacion - ODEPA · Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. ... amplio de la población involucrada en la implementación y

Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás

4

Además de requisitos técnicos expuesto en el acápite anterior, para una buena ubicación de la planta de biogás, en este caso también fueron objeto de análisis los siguientes: • Que estuviera relativamente cerca a la fuente de materia prima. • Que la topografía del terreno permita el cargado de la planta por gravedad. • Que la vivienda donde se utilizará el biogás este relativamente cerca a la

instalación de la planta de biogás, acorde a la recomendación que establece que la distancia mayor cumpla con la relación: Lmax < 0,95Pmax ( Lmax – distancia máxima en metros ; Pmax – presión máxima en mm de columna de agua)

• La topografía del terreno ayuda a que la utilización del bioabono se realice por gravedad.

• La excavación no tuvo contacto con el manto freático, cumpliéndose el requisito de que el fondo del biodigestor, quedo a una distancia mayor a un metro.

Para lograr un buen trazado de la planta es imprescindible eliminar del área que se utilizará para la construcción, todo aquello que sea un estorbo, como escombros, hierbas, plantas, raíces, etc. Ya limpio se procede al replanteo del Biodigestor y el tanque de compensación en dependencia del tipo de digestor, con la ayuda de estacas y cuerdas, dicha cuerda tendrá el radio seleccionado, para el volumen del digestor que previamente se halla dimensionado imágenes 3 y 4. Las coordenadas de este tipo de este digestor familiar de 10 m3 ubicado en la vivienda de la familia Campos, Camino Provoste, Sector Pueblecillo de la Comuna de Empedrado, en la VII Región del Maule, Chile, son las siguientes: 35º 35’ 07,59’’ S; 72º 25’ 55,78’’ O.

Figura Nº3: Acopio de Materiales Figura Nº4: Perforación de biodigestor.

Page 5: Manual de Explotacion - ODEPA · Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. ... amplio de la población involucrada en la implementación y

Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás

5

Desde que empieza hasta que termina la construcción, todas las medidas verticales se tomaran a partir del nivel de referencia, que se establecerá por encima del nivel de reboso, para su fácil control, entre 50 - 60 cm. Este nivel se marca mediante un cordel durante la construcción para mantener los niveles exactos, el mismo se sostendrá mediante dos estacas situadas ambas a cada extremo del digestor y del tanque de compensación. Dichas estacas tendrán fijadas el nivel de referencia mediante puntillas u otros objetos adecuados. Será necesario mantener inalterables durante la construcción estas marcas, algún movimiento o desplazamiento de las mismas llevará a errores colosales en la construcción del digestor. Excavación

Puede realizarse de forma manual o mecanizada, mediante una retroexcavadora. Para la seguridad de los constructores se debe dejar cierta inclinación en las paredes de acuerdo con el tipo de terreno, la tierra producto de la excavación se depositara a más de un metro del borde de la excavación, se deberá mantener libre de tierra excavada el lugar donde se construirá la caja de carga y el desarenador, se recomienda en conjunto con la excavación, realizar la zanja para la colocación del tubo de carga y el de extracción de lodos. Este último si el modelo de cúpula fija es del tipo “Nicarao” ó “GBV”, como es el caso de la familia Campos, se indica más adelante. La excavación debe hacerse a la profundidad exacta para evitar los rellenos a la hora de cimentar, se recomienda para esto ir tomando cada cierto tiempo medidas verticales a partir del nivel de referencia. En las figuras 5 y 6 se muestra la excavación hecha para la planta de biogás de la familia Campos del tipo cúpula fija, modelo GBV – 3, con el tanque de compensación encima de la Cúpula.

Figura Nº5: Perforación de biodigestor. Figura Nº6: Perforación de biodigestor.

Page 6: Manual de Explotacion - ODEPA · Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. ... amplio de la población involucrada en la implementación y

Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás

6

Losa de Cimentación. Con los niveles correspondientes en la excavación se procede a fundir la losa, lo cual por lo general se realiza manualmente (excepto en plantas grandes). El enrase o nivelación de la superficie de terminación de la losa se hace con la ayuda del dispositivo “Escuadra de Madera” acoplada al eje central. En caso de losas de hormigón, se recomienda que éste posea una Rbk>=15Mpa, para que sea resistente a la compresión a que estará sometida la losa y además impermeable; lo cual se logra mediante la adecuada dosificación de los agregados. La relación agua - cemento de la mezcla debe ser menor o igual a 0,5. El sitio de mezcla debe ubicarse lo más cerca posible a la excavación sobre un piso firme y limpio ó dentro de una carretilla que se habilite al efecto. La fundición de la losa debe efectuarse en un solo día, para que todo el hormigón posea la misma edad y se entren juntas de fundición. El vestimento del hormigón se realiza por sectores, desde el centro hacia afuera, empleando la escuadra de madera permanentemente para el control de los niveles de la superficie a lograr. En las condiciones especificas del caso que nos ocupa, donde pueden producirse movimientos sísmicos, además, se recomienda realizar las actividades descriptas y ejecutar la losa de cimentación, tal y como se hizo para el digestor de Don Juan Campos, figuras desde la 7 a la 10.

Figura Nº7: Perforación de biodigestor, con

espacio para la cadena. Figura Nº8: Malla de la loza.

Page 7: Manual de Explotacion - ODEPA · Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. ... amplio de la población involucrada en la implementación y

Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás

7

Figura Nº9: introducción de la cadena. Figura Nº10: Detalle de la cadena.

Muro cilíndrico. Se coloca la guía para el muro circular (guía rectangular). Con el auxilio de la misma se determina la correcta posición que debe dársele a cada ladrillo o bloque en el momento de su colocación. Durante la ejecución de la mampostería se rectifica la verticalidad y la horizontalidad y niveles en las hiladas. En la conformación del muro se utilizó bloques de 15 Cm de espesor, aunque también pueden emplearse ladrillos en citara. En todos los casos éstos deben ser de buena calidad. Es importante que al levantar el muro, se tengan en cuenta los orificios o insertos de tuberías o conductos de entrada y salida del cieno de fermentación en el Biodigestor, según la solución o esquema de la planta, figuras desde la 11 a La 14.

Figura Nº11: Llenado de la loza. Figura Nº12: Llenado de la loza y colocación de

los bloques.

Page 8: Manual de Explotacion - ODEPA · Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. ... amplio de la población involucrada en la implementación y

Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás

8

Figura Nº13: Muro interior Figura Nº14: Uso de Regla para la construcción

del muro. Viga de cerramiento o cierre de muro. También denominamos viga de apoyo, sirve como elemento de cierre del muro y a la vez de apoyo de la cúpula. Esta viga posee una forma triangular o trapezoidal, y se apoya uniformemente sobre el muro. Se funde con hormigón armado con Rbk de 20 Mpa. Es importante que la superficie superior de la viga, una vez fundida, posea la debida inclinación, de manera que se logre el ángulo preciso con que debe colocarse la primera hilada de ladrillos que conforman la cúpula, figuras 15 y 16.

Figura Nº15: Cadena o viga triangular. Figura Nº16: Hormigonado de la viga triangular.

Page 9: Manual de Explotacion - ODEPA · Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. ... amplio de la población involucrada en la implementación y

Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás

9

Cúpula o domo esférico. Sobre la viga de cierre de muro se indica la colocación de la primera hilada de ladrillos, utilizando la guía o formaleta para la cúpula. El radio a mantener se señalara en la formaleta mediante un clavo y bien aplomada en el canto inferior de ésta, de manera que indique la posición del interior en el que debe quedar colocado el ladrillo. La formaleta se va moviendo a la posición del siguiente ladrillo a colocar, y así sucesivamente se va repitiendo la operación en cada hilada. De este modo va quedando conformada la cúpula, curvándose lentamente el muro hacia el interior y disminuyendo su abertura circular superior cuando esta curvatura es tal que provoca el desprendimiento del ladrillo en el momento de su colocación, se emplea entonces los ganchos de sugestión, que se van colocando sobre los ladrillos recién puestos, evitando que éstos se desprendan y presionándolos contra los ladrillo de la anterior hilada, figuras 17 y 18.

Figura Nº17: Inicio de la construcción de la

cúpula Figura Nº18: Construcción de la cúpula

Viga de cierre. La misma sirve de elemento de cierre de la cúpula, manteniendo el orificio necesario en ésta para el acceso o inspección del interior del digestor. Sirve además de base para el cuello. Su sección es trapezoidal y se conforma con hormigón armado de Pbk de 15-20 Mpa. Su encofrado se apunta desde adentro del Biodigestor o desde afuera con ganchos, lo cual no es muy común figuras 19 y 20.

Page 10: Manual de Explotacion - ODEPA · Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. ... amplio de la población involucrada en la implementación y

Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás

10

Figura Nº19: Colocación de viga de cierre. Figura Nº20: Encofrado viga de cierre.

Cuello. Encima de la viga se construye el cuello, el cual tiene una forma cilíndrica y se conforma con ladrillos. Consta de dos partes, en la primera se colocan los ladrillos en doble citarón, hasta alcanzar la altura a lo que va colocada la primera tapa, que sirve como cierre hermético del digestor. A continuación se mantiene el cuello con un muro en citara hasta su extremo superior, donde va colocada otra tapa de protección, figuras 21 y 22.

Figura Nº21: Inicio construcción del cuello. Figura Nº22: Construcción del cuello

Tapas metálica. Aunque en la generalidad de los casos las tapas que se emplean son de hormigón, en esta oportunidad, por las dificultades con los trabajos de albañilería de la zona, se decidió ubicar una tapa metálica anclada y fundida como parte integral del cuello, garantizando con ello la resistencia necesaria para soportar las mayores presiones que en ella se produce (Figuras 23, 24 y 25). Para su manipulación si ello fuera necesario a la hora de destapar el digestor, habrá que realizar unos cortes con segueta en la misma para extraer todo el biogás que se

Page 11: Manual de Explotacion - ODEPA · Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. ... amplio de la población involucrada en la implementación y

Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás

11

pueda encontrar en el interior y una vez seguro de la ausencia de este, proceder entonces los trabajos de soldaduras.

Figura Nº23: Terminación del cuello. Figura Nº24: Tableros de cimentación de la

tapa.

Figura Nº25: Tapa terminada.

TRABAJOS DE TERMINACIÓN Y ACABADO.

Si los trabajos de diseño y construcción revisten una esencial importancia para el funcionamiento y explotación optima de una planta de Biogás; los trabajos de terminación y acabado constituyen también un proceso de máxima importancia para una obra, ya que son los que deben garantizar la debida protección y estanqueidad de los elementos que la componen, y a la vez brindarle la adecuada estética a todo el conjunto de la misma. De esta manera los trabajos de terminación y acabado de los objetos de obra fundamentales, realizados a la planta de Biogás de la familia Campos, así como la planta finalmente ejecutada se ilustran a continuación, figuras 26 a la 30.

Page 12: Manual de Explotacion - ODEPA · Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. ... amplio de la población involucrada en la implementación y

Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás

12

Figura Nº26: Cuello terminado. Figura Nº27: Salida de líquidos.

Figura Nº28: Cúpula terminada. Figura Nº29: Cámara de compensación.

Figura Nº30: Llenado inicial.

Page 13: Manual de Explotacion - ODEPA · Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. ... amplio de la población involucrada en la implementación y

Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás

13

III. CARACTERISTICAS TECNICAS DE LA PLANTA DE BIOGAS CONSTRUIDAS PARA LA FAMILIA CAMPOS

La planta de biogás construida en el marco del Taller Práctico Demostrativo, clasifica dentro de los digestores de cúpula fija, modelo “GBV”. Sus dimensiones principales, así como sus características técnicas, se brindan a continuación:

La planta de biogás está compuesta por los diferentes objetos de obra:

1. Caja de entrada o de carga N0 1: Lugar por donde se alimenta el biodigestor modelo GBV de 10m3 con las excretas de los animales

Page 14: Manual de Explotacion - ODEPA · Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. ... amplio de la población involucrada en la implementación y

Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás

14

recogidas en limpio (sin contaminación) y previamente mezclados con agua en una carretilla.

2. Caja de entrada o de carga N0 2: Lugar por donde se alimenta el biodigestor modelo hindú ó Campana Flotante de 1.3m3 con las excretas de los animales contaminadas con paja y forraje, previamente mezclado con agua en una carretilla.

3. Digestor de Cúpula fija con su tanque de compensación integrado en la parte superior (encima de la cúpula): Este es el objeto principal de la obra y donde tiene lugar el proceso anaeróbico ó de fermentación donde se origina el biogás.

4. Ventana de Comunicación entre el digestor y tanque de compensación: Es la abertura que permite la comunicación entre el digestor y tanque de compensación. De igual forma es por donde se regula la presión del digestor desde 0 hasta 1500mm C.A. Constituye, además, el acceso fundamental para inspecciones ó mantenimientos al interior del digestor.

5. Caja ó registro de salida del Digestor de Cúpula fija: Es el lugar donde llegan los residuales que salen del digestor en forma líquida y a partir de donde por un tubo de salida de PVC de 4 pulgadas de diámetro se conduce para su uso ó reuso como fertilizante.

6. Lombricultura: Área habilitada para el cultivo de lombriz, utilizando como catalizador, además el biofertilizante liquido que proviene del digestor. Esta área también tiene el propósito de cerrar el ciclo con la producción de abono e enriquecimiento de los suelos aledaños.

7. Digestor de Campana flotante: Es la obra complementaria construida con fines didácticos para obtener biogás en el marco del taller, acoplada al tanque de compensación. Este tipo de digestor demostrativo se utilizará para tratar la excretas que hemos denominado contaminadas, así como otros residuos orgánicos que puedan sufrir en ella un factible tratamiento y manejo, toda vez que está concebido la extracción de la materia orgánica estabilizada, por lo trabajoso que resulta el levante de la campana, una ó dos veces al año.

8. Caja ó registro de salida del Digestor de Campana Flotante: Es por donde está previsto extraer el lodo de la parte inferior de este digestor, que tiene, además, otra salida hacia el tanque de compensación para el lodo de la parte superior y sobre nadante.

9. Caja de almacenamiento y conservación del bioabono: Es el lugar que se concibió para almacenar y preservar el bioabono de mejor calidad que se obtenga como producto final de los manejos anteriores (Digestor de Cúpula fija, Digestor de Campana Flotante y Lombricultura).

10. Bomba para la agitación y extracción de lodo: Es el instrumento destinado a que se manipule para agitar y reciclar el lodo de los digestores con el propósito de atenuar los efectos negativos que están previstos que

Page 15: Manual de Explotacion - ODEPA · Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. ... amplio de la población involucrada en la implementación y

Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás

15

se produzcan como consecuencia de la temperatura y la irregularidad y falta de materia prima.

Por últimos los parámetros fundamentales de la planta de biogás se dan en la tabla siguiente:

CONCEPTOS U/M VALORES OBSERVACIONES

Área Bruta (cercada) M2

Área Neta M2

Volumen de digestión M3

Volumen de gas M3

Volumen total del digestor

M3

IV. INSTRUCCIONES PARA LA PUESTA EN MARCHA, EXPLOTACION Y MANTENIMIENTO

Para asegurar el éxito de la operación de su digestor es fundamental realizar una adecuada puesta en marcha del mismo. Por consiguiente, es muy importante que al momento de efectuar la misma, sean respetadas las recomendaciones que ofrecemos a continuación.

Puesta en Marcha. Para el llenado se tendrá presente lo siguiente:

Para efectuar el llenado de la planta se mezclan entre 1 y 1.5 litros de agua por kilogramo (kg) ó litro de excreta fresca, procurando siempre que los sólidos dentro del digestor se encuentren en el rango de 7 a 9 %. Una vez preparada esta mezcla, se comienza a llenar el digestor hasta que este alcance el nivel del piso del tanque de compensación o regulador de la presión.

Es muy importante que durante el proceso de llenado de la planta, a partir del nivel referido, se mantenga abierta la válvula de salida del gas, de manera que escape todo el aire contenido en su interior, en la medida que se va llenando hasta alcanzar su nivel máximo de agua, evitándose de esta manera el agrietamiento de la cúpula por la acción de cargas de choque (llenado brusco). Después de esta

Page 16: Manual de Explotacion - ODEPA · Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. ... amplio de la población involucrada en la implementación y

Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás

16

operación, se cierra la válvula de salida y se espera unos días, periodo en el cual se acumulará biogás en la cúpula. Si el llenado se produjo con excretas de vacuno ó inoculo (residual extraído de un proceso de digestión anaeróbica), por espacio de mas de una semana, la válvula se podrá abrir a las 24 horas. De lo contrario habrá que esperar que la presión dentro del digestor se eleve, lo que se sabrá al observar la salida del líquido del tanque compensador hasta que comienza el burbujeo en la zona que comunica el digestor con el tanque de compensación, lo que indicará, que el digestor alcanzo su máxima presión de trabajo y su puesta en marcha ha sido satisfactoria. En los casos que se tenga fácil acceso a cantidades suficientes de agua y la construcción no se haya hecho con el rigor necesario, es recomendable hacer esta prueba de puesta en marcha con agua “aparentemente limpia” y para ello habrá que hacer la misma operación, pero con la ubicación de un manómetro, en la tubería a la salida del gas, para medir la presión del aire acumulado en la cúpula, que desplazara el agua en la medida que se va llenando el digestor hasta alcanzar la presión máxima. Una vez alcanzada la presión máxima se deja lleno durante 24 horas, tiempo a partir del cual se hacen las valoraciones correspondientes. Si la perdida de presión, en ese tiempo, es despreciable, entonces su puesta en marcha ha sido satisfactoria y se procederá a su llenado con excretas mezcladas con agua ó agua residual, de la forma anteriormente indicada. El gas acumulado en la cúpula por encima del nivel de agua en la puesta en marcha, se desechará abriendo la válvula colocada, a la salida, en el registro de inspección que se utilizará como trampa de agua (H2O), e inmediatamente se alejará unos 20 metros de las proximidades de la planta en contra de la dirección del viento evitando fumar o encender alguna llama hasta que el gas escape completamente, el metano es un gas combustible y altamente tóxico y de inhalarlo puede causarle la muerte; luego cerrará y cuando la presión suba nuevamente puede comenzar a utilizar el biogás en la cocción de alimentos. En la primera puesta en funcionamiento se producirá un barrido de la tubería con el mismo gas. Este gas inicial no debe ser utilizado, porque está mezclado con aire y por consiguiente puede ser explosivo y peligroso (incluso es posible que no sea combustible por el alto contenido de CO2), por lo que se recomienda dejarlo escapar a la atmósfera sin estar conectado al fogón, de la misma forma que anteriormente se explicó. Precauciones durante la puesta en marcha y carga. ¡Cuidado! El agua que se utilice en la mezcla no debe ser clorada, ni tener presencia de sustancias toxicas para mantener vivas las colonias de microorganismos y no afectar su actividad metabólica en el proceso de digestión. Debe tenerse cuidado para que al interior del digestor no penetre tierra o arena que forman sedimentos difíciles de extraer, así como restos de forraje y pajas que forman costras superficiales que disminuyen el nivel de efectividad del digestor y dificultan su explotación y mantenimiento.

Page 17: Manual de Explotacion - ODEPA · Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. ... amplio de la población involucrada en la implementación y

Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás

17

Desde el momento en que se empiece a utilizar el biogás producido, la alimentación debe hacerse regularmente (diario) con una proporción volumétrica de 1 de estiércol por 1 de agua, lo que equivale a 60 - 80 kg de estiércol (una carretilla ó 2 cubetas de 40). La proporción de la alimentación puede variar de acuerdo a las condiciones del estiércol utilizado, si este es muy seco y denso, puede llegar hasta 3 litros de agua por kg ó litro de estiércol. La regularidad práctica en la carga, puede variar desde 1 hasta 7 días dependiendo de las posibilidades del usuario, siempre y cuando la producción satisfaga sus necesidades. La alimentación debe hacerse preferentemente antes de las 2 de la tarde para aprovechar el calor producido por el sol. Al menos una vez a la semana se debe de drenar el agua acumulada en la tubería, abriendo la válvula ubicadas en la trampa de agua. El cierre de dicha válvula debe ser instantáneo para evitar fugas de gas. Estas últimas operaciones no tienen qué ser tan rigurosas y pudieran adecuarse a las facilidades del usuario. Debe verificar la no existencia de filtraciones en las tuberías conductoras utilizando agua con jabón en todos los empalmes, juntas y presillas. Explotación. En muchas plantas de biogás, a pesar de estar bien construidas y de contar con la suficiente materia prima, no se obtienen los resultados esperados en la producción de gas, simplemente por no ser operada correctamente, lo que ocasiona en algunos casos su abandono total por parte del usuario. Si importante es el buen diseño y la construcción de la planta, un papel mucho más importante lo juega la correcta explotación ya que existe una variedad de factores que influyen sobre la producción de biogás que ocasionan problemas como los que tratamos a continuación.

Posibles problemas que se pueden presentar, causas y soluciones.

• El digestor no tiene gas, el manómetro no indica presión.

Posibles causas.

La llave principal está cerrada, abra la válvula.

Escape de gas, verifique con una solución jabonosa los posibles filtraciones y elimínelos.

Las bacterias no trabajan todavía correctamente. Calcule el tiempo en que lleno el digestor, no puede ser menor que 30 días, compruebe si tiene mal olor, si es así, pare la alimentación, el PH es un parámetro que da información importante de buen funcionamiento, debe de estar entre 6.5 y 8.5; si el pH es más bajo alimente el digestor con una solución de lechada de cal hasta restablecerlo. Si pasados 45 días el problema persiste

Page 18: Manual de Explotacion - ODEPA · Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. ... amplio de la población involucrada en la implementación y

Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás

18

comuníquese con algunos de los autores o colaboradores de este manual.

• Llama de gas oscilante.

Posibles causas.

Las boquillas están sucias, limpiarlas.

La tubería está bloqueada por agua, elimínela accionando la válvula ubicada en la trampa de agua.

• Excesivo consumo de gas o poca existencia.

Posibles causas:

La distancia entre la llama y el caldero es muy grande, ajuste la distancia.

Diámetro incorrecto de las boquillas, adécuelo (si nunca antes había usado el fogón).

Fugas de gas; detectar con solución de jabón, las burbujas indican escape de gas, elimínelas.

No ha alimentado la planta, atiéntela adecuadamente.

• Llama muy pequeña.

Posibles causas:

La boquilla del quemador es muy pequeña. Debe abrir la boquilla entre 2 y 3 mm para fogón doméstico y entre 5-7mm para fogón industrial.

Diámetro de tubería extremadamente pequeño utilizado en determinado tramo en la conducción del gas.

La planta del tipo cúpula fija modelo “GBV”, está provista de una tubería de fondo para la extracción de los lodos digeridos, es importante que esta extracción se efectúe 2 veces en la semana y preferentemente en el horario de la mañana antes de utilizar el gas almacenado para garantizar de esta manera la mayor presión posible para facilitar la extracción de lodos. Esta operación deberá igualmente de manera instantánea permitiendo la extracción del lodo digerido y evitando la menor perdida de presión.

Mantenimiento.

No existe una recomendación dada sobre la periodicidad con que se deben realizar las labores de mantenimiento a los digestores de biogás, dadas que estas dependen de las condiciones específicas de cada lugar. A continuación le ofrecemos una relación de las labores que deben contemplarse en el mantenimiento a los digestores de biogás, acompañadas de nuestras sugerencias en cuanto a su periodicidad.

Page 19: Manual de Explotacion - ODEPA · Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. ... amplio de la población involucrada en la implementación y

Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás

19

1. Semanalmente se deben controlar las uniones, empalmes y presillas con agua

jabonosa para detectar filtraciones. 2. Eliminación de la nata o sobrenadante. La frecuencia con que se realice esta operación depende del cuidado que se ponga en introducir al digestor la excreta libre de pajas, fibras, así como de la calidad de la mezcla que se logre. Se hará siempre que se compruebe que se esta afectando la producción de biogás por la formación de la costra. Para atenuar este problema es recomendable cerrar la válvula del digestor y dejar que el mismo alcance su presión máxima y trabaje burbujeando por espacio mínimo de 15-20 min. 3. En todas las plantas se debe prever trampas para eliminar ácido sulfhídrico

(H2S), la cual debe limpiarse cada 15 días de manera que se drene el condensado allí acumulado (ver en anexo 3, detalle para la construcción de la trampa).

4. Eliminación periódica de la excreta seca que se crea en el tanque de

compensación y dificulta el movimiento del efluente. Si esta operación se hace diaria por problemas estéticos y de higiene, el tiempo que hay que dedicarle a esta tarea, puede ser despreciable para estos fines (1-5 min).

5. Chequear cada tres meses el estado de la manguera flexible que une la cocina

con el resto de la instalación y sustituirla en caso que sea necesario. De igual forma y con igual frecuencia chequear los aditamentos de la cocina.

V. OTROS ASPECTOS DE INTERES SOBRE LAS BONDADES QUE OFRECE LA TECNOLOGIA DEL BIOGAS.

Precisamente, por lo sencillas que son las plantas que nos ocupa, resulta suficientemente complicado, lograr entender el valor intrínseco que adquieren

..¿Por qué tanto cuidado para construir una planta de biogás sencilla.. ?

Page 20: Manual de Explotacion - ODEPA · Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. ... amplio de la población involucrada en la implementación y

Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás

20

desde su concepción hasta su terminación, máxime cuando no se cuente con los materiales idóneos y se empleen recorterías ó materiales en desuso. Es por ello que se hace necesario el empleo de criterios y conocimientos técnicos, que permitan valorar la factibilidad y requisitos mínimos de los mismos en función de sus impactos en la vida útil de la instalación una vez construida, y para lo cual, habrá siempre que garantizar su buen funcionamiento. Encuestas que hemos realizados al respecto, indican que el numero de personas como promedio (según la característica demográfica de la zona), que se motivan ó se hacen eco a favor de la tecnología del biogás cuando una planta funciona, es mucho menor en relación, con los que se desmotivan cuando la planta funciona mal. El número de desmotivados crece entre un 30 – 50% y en ocasiones se multiplica. Muchas plantas funcionan mal, porque su elección no se hace o decide correctamente, su manejo no se corresponde con las características de los usuarios, los detalles no se cumplen con el rigor necesario y muchas veces están mal dimensionadas ó se dimensionan sin ningún fundamento lógico.

Estas poderosas razones, presentes en el “Arte del biogás EN CONDICIONES CON DIFICULTADES ECONOMICAS” deben ser eliminadas aún en las disímiles condiciones bajo las cuales, los usuarios, construyen estas obras en LOS SECTORES RURALES MAS DESFAVORECIDOS. El constructor de una planta de biogás tiene que poder distinguir cuales son las soluciones realmente utilizables y saber entonces porque tanto cuidado para construir una planta de biogás sencilla.

Quererlo, conocer sus bondades y sentir la necesidad de su uso.

Posibilidad financiera para adquirir los recursos necesarios ó poseerlos (total ó en parte).

Disponibilidad de materia orgánica, agua y espacios disponibles.

Conocer cuando un diseño resulta funcional para sus características y

posibilidades. Este manual, sin pretensiones dogmáticas, le servirá para valorar este último requisito y evaluar la factibilidad de las demás condiciones.

Trabajo de relleno y nivelación del terreno al nivel definitivo, una vez

realizados todos los rehinchos. Restauración de los niveles normales del terreno y conformación del sistema de drenaje exterior, así como de los accesos a la planta.

...¿Cuales son las condiciones para tener

un BIOGÁS.. ?

Page 21: Manual de Explotacion - ODEPA · Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. ... amplio de la población involucrada en la implementación y

Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás

21

Trabajos de pintura en general de las superficies visibles y expuestas, a fin de darles un adecuado aspecto estético a la planta.

Trabajos eventuales de protección y cercado del área que ocupa la planta,

en caso de ser necesario.

El valor calórico…. …. El poder calórico del biogás, con concentraciones entre 50 y 70 % de metano CH4, es de 4 700 a 6 500 kcal/m3. Un metro cúbico de biogás, con 70 % de metano CH4, equivale a:

- 0,8 L de gasolina. - 1,3 L de alcohol. - 0,7 L de gasóleo. - 1,5 m3 de gas de ciudad. - 2,7 kg de madera. -

Usted cuenta con una planta de biogás que será capaz de satisfacer sus necesidades energéticas en la cocción de los alimentos de su familia. Cumpla sus exigencias y disfrute de sus bondades.

…¿Como saber lo que me reporta 1m3 de biogás que produzca.. ?

Page 22: Manual de Explotacion - ODEPA · Manual de Explotación 18 de Febrero al 07 de marzo del 2008. Comuna de Empedrado. ... amplio de la población involucrada en la implementación y

Manual de explotación de una Pequeña Planta de Biogás

22

Para obtener 1 m3 de biogás

3

9

130

4

10

5

40