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DEFINICIÓN
El biogás es un combustible producido mediante la fermentación anaeróbica (en ausencia del aire) de desechos orgánicos de origen animal o vegetal, dentro determinados limites de temperatura, humedad y acides.
La composición química del biogás:
Metano (CH4), 50-70%.
Dióxido de carbono (CO2), 30-50%.
Acido sulfhídrico (H2S), 0.1-1%.
Nitrógeno (N2), 0.5-3%.
Su pureza y calidad dependen de la cantidad de metano que contenga, ya que cuanto mayor es el porcentaje de este elemento, mas puro y de mayor poder calorífico es el biogás.
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE PRODUCCION DE BIOGÁS
El proceso de descomposición de materiales orgánicos en un medio anaeróbico se denomina digestión. Es lo que sucede en nuestro aparato digestivo al ingerir los alimentos, los cuales se descomponen por la acción de las enzimas, para obtener, como parte del resultado, la energía que requieren las diversas funciones vitales.
El proceso de producción de biogás, el cual se efectúa en un recipiente denominado “digestor”, se puede describir dividiéndolo en las siguientes etapas.
ETAPA AERÓBICA
El oxigeno entra al digestor acompañando a los materiales de desecho. Este oxigeno es utilizado por bacterias aeróbicas, presentes en el material, lo cual permite su descomposición posterior.
ENZIMAS EXTRACELULARES
En esta fase, las bacterias anaeróbicas fermentativas liberan enzimas, que comienzan a descomponer los polímeros, dando lugar a los ácidos orgánicos solubles.
En este momento se produce dióxido de carbono y se genera algo de calor.
DIGESTIÓN ÁCIDA
Los ácidos son convertidos por bacterias acetogénicas en acetatos, hidrogeno y dióxido de carbono. Es interesante anotar que en este proceso se produce hidrogeno (H2), que es un excelente combustible, el cual no se encuentra en grandes cantidades en el biogás, ya que es usado por las bacterias anaeróbicas (en la próxima etapa) para producir el metano.
PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
Los ácidos gaseosos y demás subproductos que resultan de la fase anterior, son utilizados por bacterias metanogénicas, quienes los conviertan en agua, dióxido de carbono (CO2) y metano (CH4).
FACTORES QUE AFECTAN EL PROCESO
El proceso de digestión y su eficiencia están determinados por los siguientes factores:
TEMPERATURA
La velocidad de producción de biogás es una función de la temperatura de operación de digestor, se distinguen tres intervalos de temperatura, en los cuales las bacterias anaeróbicas pueden operar (1):
- Termofilico Temperaturas superiores a 35º.
- Mesofilico Entre 15 – 35ºC.
- Psicrofilico Entre 0 _ 15ºC.
La experiencia ha demostrado que en el intervalo Termofilico se presenta mayor velocidad de fermentación que en el Mesofilico, y en este más que en el Psicrofilico. Esto significa que el tiempo de retención de los desechos orgánicos en el digestor aumenta con la disminución de la temperatura. En el rango Termofilico, el máximo rendimiento se obtiene a una temperatura cercana a los 54ºC y en el Mesofilico, a los 35ºC.
Existe la tendencia generalizada a utilizar el sistema Mesofilico, aun cuando sea menos eficiente en cuanto al tiempo empleado en la producción de biogás, debido a que los costos son mucho menores, puesto que no requiere sistemas complejos para aumentar la temperatura.
El proceso es muy sensible a las variaciones de temperatura, por lo cual se recomienda construir los digestores bajo tierra, ya que el suelo es un aislante térmico natural, tratando así de mantener más o menos uniforme la temperatura.
TIEMPO DE RETENCIÓN
El tiempo de retención es el número de días que una cantidad dada de desechos debe permanecer dentro del digestor. Este factor esta correlacionado con la temperatura ambiente promedia del sitio, de manera que cuando esa es alta se puede aplicar un tiempo de retención corto, y cuando es baja se fijaran tiempos de retención más largos.
Durante este tiempo, la cantidad dada de desechos debe haber liberado todo el biogás que potencialmente puede liberar, de tal forma que terminan totalmente digerida. En la tabla 1 se indican los tiempos de retención, en función de la temperatura ambiente, cuando se emplean desechos de origen animal
Temperatura tiempo de retención
(ºC)
10 90
15 60
20 45
25 37
30 32
35 28
(ºC)
10 90
15 60
20 45
25 37
30 32
35 28
SUBSTRATOS UTILIZADOS
Se denomina substrato, al material orgánico que se procesa dentro del digestor. Como material de substrato puede emplearse una gran variedad de desechos orgánicos de origen animal y vegetal, los cuales se diluyen en agua para producir la mezcla apropiada para producir la mezcla apropiada con la que se carga el digestor.
http://groups.google.com.co/group/xamersbiodigestores/files
SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA
CENTRO AGROTURISTICO SOCORRO
IDENTIFICACION DE LAS NECESIDADES DEL CLIENTE
PROYECTO BIODIGESTORES “XAMERS”
SOCORRO 24 DE ABRIL 2009
Objeto: identificar los requerimientos en materia de tecnología existente y requerida para la implementación de un prototipo de biodigestor automatizado. Este es un ejercicio académico como soporte para definir la viabilidad de crear una empresa dedicada al diseño y desarrollo de software de biodigestores automatizados.
Identificación
Nombre: ____________________________ Perfil profesional: _________________
Lugar de trabajo: ____________________ Dirección electrónica: _________________
Celular: _____________________________
Cuestionario
1. Conoce usted sobre el manejo de biodigestores porque:
a. ___ Sabe construirlos
b. ___Conoce la teoría de operación
c. ___ Lo ha visto instalado
d. ___ Otra. ¿Cual? __________________________________
e. ___ No conoce del tema
(Si su respuesta es la opción “e”. Fin de la encuesta)
2. ¿Que tipo de biodigestor maneja?
a. ___ Bolsa de polietileno
b. ___ Hindú o de campana
c. ___ Chino o Cúpula Fija
d. ___ Mixta
e. ___ Otra. ¿Cual? _______________________________
3. ¿Cual es el tipo de carga que se utiliza para el manejo de los biodigestores que conoce?
a. ___ Excreta bovina
b. ___ Excreta porcina
c. ___ Excreta humana
d. ___ Excreta ovina y caprina
e. ___ Otra. ¿Cual? _____________________________________
4. ¿Cual es el tipo de tecnología que se maneja en los biodigestores que usted conoce?
a. ____ Tradicional
b. ____ Automatizado
c. ___ sistematizado___ otro. ¿Cual? _____________________
a. Potencia mecánica
b. Electricidad
c. Calor/frio
d. Luces de lámparas, etc.
e. Gas
f. Abono
6. ¿Que tipo de biodigestor considera ideal para manejar en la región?
a. ____ Bolsa de polietileno ¿por que?______________________________________
b. ___ Hindú o de campana ¿por que?______________________________________
c. ___ Chino o Cúpula Fija ¿por que?______________________________________
d. ___ Mixta ¿por que?_______________________________________
e. ____ Otro ¿cual?___________________ ¿por que?___________________________
7. ¿Que variables considera fundamentales de controlar en un sistema de biodigestor automatizado?
a. ___ PH
b. ___ Temperatura
c. ___Presión
d. ___Nivel de desechos
e. ___ Otra. ¿Cual? ________________
8. ¿Considera que en la región se puede implementar un sistema de biodigestor automatizado?
a. ____si
b. ____no
9. ¿Esta dispuesto a implementar un sistema de biodigestor automatizado?
a. ___ si
b. ___ no
10. ¿Esta dispuesto a invertir en una empresa que implemente biodigestores automatizados?
a. ___ si
b. ___ no
Muchas gracias.
Equipo responsable
Instructor: jhovana .
Equipo de aprendices del SENA
¿Que es un biodigestor?
Es un contenedor cerrado, hermético e impermeable (llamado reactor), dentro del cual se deposita el material orgánico a fermentar (excrementos de animales y humanos, desechos vegetales-no se incluyen cítricos ya que acidifican) en determinada dilución de agua para que se descomponga, produciendo gas metano y fertilizantes orgánicos ricos en nitrógeno, fósforo y potasio.
Este sistema incluye una cámara de carga y nivelación del agua residual antes del reactor, un dispositivo para captar y almacenar el biogás y cámaras de hidropresión y pos tratamiento (filtro y piedras, de algas, secado, entre otros) a la salida del reactor.
El fenómeno de biodigestión ocurre porque existe un grupo de microorganismos bacterianos anaeróbicos presentes en el material fecal que, al actuar sobre los desechos orgánicos de origen vegetal y animal, producen una mezcla de gases con alto contenido de metano (CH4) llamada
biogás
El biogás es sumamente eficiente si se emplea como combustible. Como resultado de este proceso genera residuos con un alto grado de concentración de nutrientes y materia orgánica (ideales como fertilizantes) que pueden ser aplicados frescos, pues el tratamiento anaerobio elimina los malos olores y la proliferación de moscas.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Realizar el proceso de análisis del sistema para control de un biodigestor “xamers”.
2. Realizar el proceso de diseño del sistema “xamers” teniendo en cuenta los resultados obtenidos en la fase de análisis.
3. Realizar las diferente pruebascon los sensores y elementosa utilizar en la face de implementacin de el sistema
¿Que es un biodigestor?
Es un contenedor cerrado, hermético e impermeable (llamado reactor), dentro del cual se deposita el material orgánico a fermentar (excrementos de animales y humanos, desechos vegetales-no se incluyen cítricos ya que acidifican) en determinada dilución de agua para que se descomponga, produciendo gas metano y fertilizantes orgánicos ricos en nitrógeno, fósforo y potasio.
Funcionamiento de sistema “xamers”
“xamers” controlara los factores mas relevantes del sistema biodigestor como son:
›pH
›Presión
›Temperatura
›Nivel de desechos
Ph:
“Xamers” procesará los resultados de las pruebas de ph del contenido del biodigestor, proporcionando sugerencias sobre mesclas y volumenes de desecho o en su defecto la utilizacion de agentes externos (soluciones alcalinas o acidas ) para regular el ph.
Presión
“Xamers” controlara la presión por medio de sensores ubicados en el interior del tanque biodigestor, ordenando la liberación automática de gas.
Temperatura
“xamers” controlara la temperatura por medio de sensores de temperatura ubicados estratégicamente en el biodigestor.
Nivel de desechos
“xamers” controlara el nivel de desechos por medio de sensores de nivel ordenando la entrada y salida de desechos
Utilidad del proyecto “xamers"
•permitirá al agricultor el control de los biodigestores automáticamente.
•reducirá trabajo permitiendo la vigilancia centralizada de un amplio numero de biodigestores
•Creara un registro histórico de la información medida diariamente en los biodigestores (temperatura, presión, nivel, etc.)
•permitirá al agricultor el control de los biodigestores automáticamente.
•reducirá trabajo permitiendo la vigilancia centralizada de un amplio numero de biodigestores
•Creara un registro histórico de la información medida diariamente en los biodigestores (temperatura, presión, nivel, etc.)
Integrantes
Sergio Andrés cárdenas Hernández
William Gerardo Rodríguez Delgado
Edgar Giovanni Serrano Cala
Julián Andrés Vega
1. Concepto de negocio
¿Qué hace su negocio?
Diseña y desarrolla software para sistematizar procesos de obtención de gas metano por medio de biodigestores, con la construcción de estos.
¿Qué necesidad satisface o que ofrece?
¿Qué necesidad satisface o que ofrece?
Facilitar el proceso de obtención de gas metano por medio de biodigestores realizando tareas que van dentro del proceso como la entrada de la materia orgánica por medio del un sistema de válvulas, la salida del gas obtenido por medio de válvulas y la salida de los lixiviados que sirven como abono orgánico.
2. Propuesta de valor
¿Cuáles el aporte que su servicio – producto le brinda al cliente?
Le brinda un mayo desempeño, facilitándole el proceso y así dándole como resultado la obtención de un mejor producto.
3. Modelo de negocio
¿Qué pasos sigue su negocio desde la elaboración o consecución de un producto hasta su entrega final al cliente?
Nuestro negocio se encarga de realizar el biodigestor, instalar el software, entregarlo funcionando capacitar al usuario para que lo maneje.
4. Ventajas competitivas
¿Qué ventajas tiene sobre otros negocios similares?
Nuestro negocio tiene ventajas muy grandes ya que el campo de biodigestores tiene mucha proyección a nivel mundial y ofrece muchas posibilidades de cambio y múltiples clientes con necesidades diferentes.
4. Ventajas competitivas
¿Qué ventajas tiene sobre otros negocios similares?
Nuestro negocio tiene ventajas muy grandes ya que el campo de biodigestores tiene mucha proyección a nivel mundial y ofrece muchas posibilidades de cambio y múltiples clientes con necesidades diferentes.
¿Qué habilidades tiene que aseguren su éxito y triunfo en el mercado?
Que es un software con capacidad de manejar automáticamente un biodigestor, es el único en el mercado, el biodigestor es implantado por nosotros, realizamos actualidades de acuerdo a las necesidades del cliente, facilidad para el cliente a la hora de manejarlo.
¿Qué lo protege de que lo imiten?
Los derechos de autor, y la licencia
5. Fuentes de ingresos
¿Como crea valor su negocio?
Ofreciendo un buen producto y darlo a conocer a nuestros clientes objetivos por medio de publicidad.
¿Como va usted a generar utilidades con la operación de su negocio?
Implementándolo en una finca como período de prueba para que los demás clientes observen que es bueno y viable para sus propiedades.
¿Cuales son sus diferentes fuentes de ingreso?
La implementación del software ya sea por venta o por alquiler también con las actualizaciones que muchas veces son mas costosas que el mismo software, mantenimiento y monitoreo constante.
6. Clientes y mercado
¿Cuál es su mercado objetivo?
Nuestro negocio esta dirigido al sector agropecuario que trabaja con la producción de vacas y cerdos y con el sector del campo que se dedica a la cría de animales como vacas y cerdos.
¿Que potencial tiene este mercado?
Este mercado es de un gran potencia ya que la obtención de gas metano esta cogiendo mucha fuerza a nivel mundial por se ecológico.
¿Cuales son sus clientes objetivos?
Nuestros clientes objetivos son los dueños de las fincas que se dedican a la cría de ganado y cerdos, granjas autosuficientes y toda la gente del campo q desee aprovechar el potencial que tienen la materia orgánica que generan sus animales.
¿Cuántos hay?
Este es un mercado muy grande ya que la producción ganado y cerdo es muy grande en nuestro país y en el mundo.
¿Cómo planea que estos clientes conozcan su producto?
Contactando personas dueñas de fincas que estén dispuestas a Implementar el sistema en sus fincas como periodo de pruebas para después realizar los contratos, y dando a conocer el negocio por la web.
JUSTIFICACIÓN
· ¿Porque vale la pena proponer al mercado el producto?
Por que es un proyecto viable ya que el mercado de los biodigestores esta cogiendo fuerza a nivel mundial.
· ¿Dos razones desde el punto de vista medio ambiental?
· ¿Dos razones desde el punto de vista medio ambiental?
El nivel de contaminación será mas bajo, Baja el total de tala de arboles.
· ¿Dos razones desde el punto de vista del negocio?
· ¿Dos razones desde el punto de vista del negocio?
Reducirá trabajo permitiendo la vigilancia centralizada de un amplio número de biodigestores
· ¿Dos razones desde el punto de vista de innovación y el manejo de las tecnologías?
· ¿Dos razones desde el punto de vista de innovación y el manejo de las tecnologías?
Permitirá al agricultor el control de los biodigestores automáticamente, creara un registro histórico de la información medida diariamente en los biodigestores (temperatura, presión, nivel, etc.).
