BIODIGESTOR
I.
MARCO TEÓRICO
2.1 Biodigestor
Depósito cerrado, donde se introducen los residuos orgánicos mezclados con agua para ser digeridos por microorganismos (Lagrange, 1979, citado por Vera, B. C., 2012). El biogás producido por la fermentación se puede almacenar en este mismo depósito en la parte superior del digestor, llamada domo o campana de gas. Esta campana de almacenamiento puede ser rígida o flotante. En algunos casos, está separada del digestor y se le llama gasómetro. Este gasómetro es una campana invertida, sumergida en un tanque de agua, que además de almacenar el gas, ejerce presión sobre el gas para el consumo. Los digestores se pueden construir enterrados o sobre el suelo, utilizando diferentes materiales de construcción, como por ejemplo, ladrillos o vaciado de cemento. La campana puede ser metálica, de madera recubierta de plástico o de ferrocemento. La carga y descarga de los residuos puede ser por gravedad o bombeo. 2.2 Partes de un biodigestor
Figura 1. Partes de un biodigestor. Fuente: Almanza,F,.( 2011) 1.Tubería de salida del del gas 2.Sello de agua 3.Tapa móvil móvil 4.Entrada del material 5.Caja de control de carga carga 6.Pozo de carga 7.Depósito 7.Depósito del efluente 8.Materia orgánica 9.Almacenamiento de gas 10. Tubería de entrada 11.Tubería de salida del efluente. 2.3 Clasificación de los biodigestores
2.3.1 Sistemas Batch o discontinuos La carga del material biomásico se realiza una sola vez hasta que deje de producir gas y luego descargar para cargar nuevamente.
2.3.2 Sistemas semicontinuos Es el tipo de digestor más usado en el medio rural, cuando se trata de digestores pequeños para uso doméstico. Los diseños más populares son el hindú y el chino. Entre los de tipo hindú existen varios diseños, pero en general son verticales y enterrados. Se cargan por gravedad una vez al día, con un volumen de mezcla que depende del tiempo de fermentación o retención y producen una cantidad diaria más o menos constante de biogás si se mantienen las condiciones de operación. 2.3.3 Sistemas continuos Este tipo de digestores se desarrollan principalmente para tratamiento de aguas residuales. En general son plantas muy grandes, en las cuales se emplean equipos comerciales para alimentarlos, proporcionarles calefacción y agitación, así como también para su control. 2.4 Principales digestores en el medio rural
2.4.1 Digestor de domo flotante (Indio-Hindú) La planta con domo flotante se compone de un digestor en forma de bóveda esférica (o cilíndrica) y un depósito de gas móvil en forma de campana flotante. La campana puede flotar directamente en la masa de fermentación o en un anillo de agua cilíndrico. El gas se acumula en la campana, haciéndola subir y luego vuelve a bajar cuando se extrae el gas a través de un tubo instalado en la campana misma. Para evitar que la campana se ladee, se construye un soporte de hierro como guía. 2.4.2 Digestor de domo fijo (Chino) Este reactor consiste en una cámara de gas-firme construida de ladrillos, piedra u hormigón. La cima y “fondos son hemisféricos y son unidos por lados rectos. La superficie interior es sellada por muchas capas delgadas de mortero para hacerlo firme. 2.4.3 Biodigestor de estructura flexible La inversión alta que exigía construir el biodigestor de estructura fija resultaba una limitante para el bajo ingreso de los pequeños granjeros. Esto motivó a ingenieros en la Provincia de Taiwán en los años sesenta a hacer digestores de materiales flexibles más baratos. Inicialmente se usaron nylon y neopreno pero ellos demostraron ser relativamente costoso. 2.5 Procesos de biodigestión
El correcto manejo de los residuos orgánicos se logra a través de diferentes tratamientos que implican un reciclaje de estas materias orgánicas, transformándose en productos con valor agregado. La población microbiana juega un papel importante en las transformaciones de estos residuos orgánicos, lo que permite establecer bioprocesos en función de la presencia o ausencia de oxígeno, con el objeto de tratar adecuadamente diversos residuos orgánicos. (Varnero, M. T. 2011) 2.5.1 Digestión anaeróbica La digestión anaeróbica es un proceso biológico complejo y degradativo en el cual parte de los materiales orgánicos de un substrato (residuos animales y vegetales) son convertidos en biogás, mezcla de dióxido de carbono y metano con trazas de
otros elementos, por un consorcio de bacterias que son sensibles o completamente inhibidas por el oxígeno o sus precursores. Utilizando el proceso de digestión anaeróbica es posible convertir gran cantidad de residuos, residuos vegetales, estiércoles, efluentes de la industria alimentaria y fermentativa, de la industria papelera y de algunas industrias químicas, en subproductos útiles. En la digestión anaerobia más del 90% de la energía disponible por oxidación directa se transforma en metano, consumiéndose sólo un 10% de la energía en crecimiento bacteriano frente al 50% consumido en un sistema aeróbico. (Varnero, M. T. 2011) 2.5.2 Productos finales de la digestión anaerobia Los principales productos del proceso de digestión anaerobia, en sistemas de alta carga orgánica y en mezcla completa, son el biogás y un bioabono que consiste en un efluente estabilizado. (Varnero, M. T. 2011)
