Prototipo de biodigestor para aguas residuales para la generación de biogás.

Abstract

Este trabajo de investigación tiene como objetivo principal evaluar la generación de biogás a partir de aguas residuales, por medio de un sistema de prototipos de Biodigestor en paralelo que permita comparar la producción al alterar la muestra o cambiar las condiciones del medio en que se encuentra el sustrato. Con este fin, se construyó un sistema que cumpliera con los requerimientos necesarios de un Biodigestor. Es decir, cuenta con una cámara de carga, un sistema de transporte de sustrato que mueva la materia desde la cámara de carga hacia los tres tipos de Biodigestores y una cámara de almacenamiento de biogás. El sistema cuenta con un prototipo al cual se le agregó azúcar para alterar la muestra, alimentando las bacterias (Prototipo No. 1), otro de control que se mantiene como referencia con las condiciones sin modificar, o sea en condiciones naturales (Prototipo No. 2) y un tercer prototipo al cual se le agregó calor por medio de una resistencia eléctrica y aislamiento, lo cual hace que trabajen otro tipo de bacterias que degradan la materia más rápido (Prototipo No. 3). Se utilizaron en la construcción del sistema materiales y componentes comúnmente utilizados en el medio. Para la cámara de carga se usó una fosa séptica, tubería PVC para el transporte del sustrato, toneles o depósitos de 55 galones para las cámaras de digestión y un gasómetro fabricado a base de contenedores plásticos de diferentes volúmenes. El prototipo fue diseñado y fabricado de manera que se pudiera controlar el llenado de los Biodigestores, y que permitiera tomar muestras de la materia contenida en los mismos. Esto se hace por medio de válvulas. Así mismo, el gasómetro permite medir la cantidad de volumen de biogás generado. Para la toma de datos se cuenta con un sistema electrónico de medición. Adicionalmente, el prototipo No. 3, al cual se le añade calor, cuenta con un control de temperatura electrónico. Se realizó un análisis químico de las muestras de sustrato que fueron obtenidas, las pruebas consistieron básicamente en: análisis de pH, sólidos totales, cromatografía de gases y DBO. . El análisis de cromatografía de gases tenía como objetivo identificar la cantidad de metano. A partir de estos análisis, se lograron obtener conclusiones concretas sobre el comportamiento de los prototipos. Los resultados mostraron que el prototipo No. 3, modificado con calor, generó más biogás en un lapso más corto de tiempo. Mientras que el prototipo No. 1, a pesar de que generó menor cantidad de biogás en un lapso corto de tiempo, en comparación con el prototipo No. 3, registró una producción más constante a lo largo del tiempo de retención. En forma paralela, se hizo un análisis de seguridad industrial, calidad y estandarización del proceso. Así mismo, se llevó a cabo un análisis financiero para estimar el potencial de generación, mediante el aprovechamiento de las aguas residuales generadas en la Universidad. Para lo cual se evaluaron los resultados del l biogás generado por los prototipos y se le asignó la aplicación para la generación de energía eléctrica para establecer la factibilidad financiera del proyecto. Se estableció, que los prototipos como tales no resultan rentables, sin embargo, en ciertos escenarios y haciendo los cambios en el diseño para la construcción de un Biodigestor con capacidad real para el aprovechamiento de las aguas residuales de la Universidad podría llegar a ser económicamente factible.