Aprovechamiento de desechos orgánicos seleccionados del Zoológico

Abstract

El objetivo general del presente trabajo fue el aprovechamiento de residuos orgánicos del Zoológico “La Aurora”. Esto se realizó a partir de la selección de excretas de animales para la producción biogás, a partir de su digestión anaerobia, así como la evaluación de los procesos involucrados y el modelo de negocio para hacer viable la implementación del proyecto en el Zoológico.

El desarrollo del proyecto propuesto abarca la caracterización de los desechos orgánicos generados en el Zoológico “La Aurora” así como la identificación de la mezcla adecuada de los mismos a la cual se logra producir la mayor cantidad de gas metano en un biodigestor. A lo largo del proyecto se operó un biodigestor piloto en la Universidad del Valle de Guatemala con desechos orgánicos producidos en el Zoológico “La Aurora”. A partir de estos resultados se escaló la operación a un biodigestor piloto que permitió el monitoreo de la reacción y sus productos para la determinación de la cinética de la reacción, cantidad de biogás a generar y filtros necesarios para su uso. Por último se determinaron los procesos necesarios para su operación, costos de los mismos, viabilidad económica y el modelo de negocio que maximizaría la rentabilidad del proyecto. Los proyectos propuestos como alternativas para el uso del biogás a generar son: Generación de energía eléctrica, iluminación por lámparas de biogás y uso de metano en estufas de biogás para “Comiplaza chapina”.

Los resultados de los distintos módulos trabajados en el megaproyecto permiten concluir que la mezcla de estiércol de elefante (50%) y jirafa (50%) sin agua produce el mayor porcentaje de metano Fue posible determinar que el reactor necesario para la biodigestión anaeróbica de los desechos orgánicos totales generados en Zoológico “La Aurora” es un reactor de tanque agitado, intermitente, cilíndrico, de un volumen de 7 m³, 1.65 m diámetro y 3.30 m de alto que operará a con un tiempo de residencia de 15 días a una alimentación diaria de 0.22 m³ de desechos orgánicos al día a una relación desechos orgánicos - agua 1:1. Por otro lado a través de absorción, utilizando 14.09kg de óxido de hierro es posible filtrar durante seis meses 1567 m³ de biogás reduciendo un 86.03% su contenido de sulfuro de hidrógeno llevándolo a 13.7ppm, concentración óptima para su utilización en equipos.

El proceso propuesto con el biodigestor instalado consta con una distribución de 80.86% de valor agregado y 19.15% de valor no agregado para el tiempo de proceso de recolección de los desechos orgánicos del Zoológico “La Aurora”. Los costos de operación anuales del biodigestor son de GTQ 6,751.75 anuales, con un costo unitario de metro cúbico de GTQ 2.15. El costo de operación es básicamente la inversión inicial donde ya viene incluida la instalación del biodigestor con un valor inicial de GTQ 76,600.00.El proyecto es económicamente viable debido a los ahorros por recolección que por el ingreso de venta de biogás. Se determinó una tasa interna de retorno de 56.24% y con el costo de oportunidad de la TMAR de 8.06% es factible económicamente. El valor presente neto es de GTQ 107,152.36.

La recuperación de capital del proyecto de “Estufas de biogás” se logra a partir del primer año, siendo la mejor alternativa económicamente.

El mercado meta para la venta de bonos de carbono es el mercado voluntario dado a que al regulado ya solo pertenece Europa y dicho continente tiene hasta el próximo año para dar respuesta si reitera o no su compromiso Los módulos desarrollados proponen como recomendación general poder abarcar una mayor cantidad de desechos orgánicos generados en el Zoológico y sus alrededores para poder validar las diferentes variables involucradas. Además, se recomienda realizar las mismas pruebas microbiológicas y químicas (análisis del biogás) con mezclas de estiércol de otros animales del Zoológico, junto con desechos orgánicos vegetales y de cocina. Así como análisis poblacional (ecológico) de las bacterias anaerobias presentes en la materia prima. Se recomienda considerar un diseño de filtros de reducción de CO2 y de sulfuro de hidrógeno acorde como se indica en las dimensiones y material recomendado para obtener mayor eficiencia de los filtros y aprovechar hasta su agotamiento y obtener un mejor poder calorífico del biogás y por ende mejor rendimiento al utilizarlo. En el análisis de los procesos de recolección, la recomendación más significativa para el proyecto fue realizar más corridas de estudios de tiempos en diferentes recintos de animales, debido a que el área del recinto depende del tipo de animal, cambiando así el tiempo de recolección. Debido al alto costo de inversión para la generación de energía eléctrica se recomienda al Zoológico mejorar su recolección de desechos orgánicos, buscar una alianza con el hipódromo para la captación de los desechos de equinos en el mismo, aumentando la cantidad de biogás a producir, así como buscar patrocinadores externos con responsabilidad ambiental para la inversión en el proyecto.