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“OBTENCION DE BIOGAS A PARTIR DE ESTIERCOL DE CUY”

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Victoria Esteves

on 19 July 2016

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“OBTENCION DE BIOGAS A PARTIR DE ESTIERCOL DE CUY”
JUSTIFICACION DE LA INVESTIGACION
Desde la revolución industrial los combustibles fósiles han constituido una gran parte de nuestros energéticos, sin embargo el crecimiento de la población ha dado lugar a que estos recursos se vean agotados, causando además un serio problema en el medio ambiente debido a los gases efecto invernadero.
El aumento del precio de los combustibles fósiles y los esfuerzos por reducir este tipo de emisiones que producen el efecto invernadero han producido un interés considerable en las fuentes de energía renovables.
Perú tiene que aprovechar su potencial energético proveniente del viento, el sol, la biomasa, la fuerza del agua tanto en corrientes como en embalses (energía hidroeléctrica), y el calor de la tierra proveniente del subsuelo (energía geotérmica).
La energía renovable abre una gran oportunidad para contribuir a nuestra seguridad energética, a la vez que nos sumamos al esfuerzo global del combate al cambio climático.
La constante disminución de gas LP debido a su indiscriminada extracción plantea la necesidad de enfocar los recursos técnicos en fuentes de generación alterna y renovable.
Una de ellas es el biogás, recurso renovable cuyo potencial no ha sido explotado en su totalidad.

INTRODUCCION
DESCRIPCION Y FORMULACION
A menudo a nivel mundial se habla sobre grandes sistemas capaces de convertir materia orgánica como excretas de animales en biogás, el cual es usado comúnmente para cocinar o producir energía eléctrica. En Perú, en algunas ciudades como Lima y Arequipa, existe este tipo de desarrollo, sistemas de producción de biogás a mediana escala no sofisticados cuyos propietarios son personas dedicadas al negocio agropecuario. Frente a esto nace la interrogante de cuál es el desarrollo de biodigestores en Piura, ya que actualmente no existe difusión alguna sobre estos sistemas por parte de las autoridades de la ciudad.
OBJETIVO GENERAL
Obtener y aprovechar biogás proveniente del abono de los cuyes.
En nuestro país el desarrollo de procesos para obtener biogás es relativamente nuevo. La composición química del biogás es: Metano (CH ): 55 a 70%; Anhídrido carbónico (CO ): 35 a 40%; Nitrógeno (N ): 0.5 a 5%; Sulfuro de hidrógeno (SH ): 0.1%; Hidrógeno (H ): 1 a 3%; Vapor de agua: Trazas. La producción de biogás es un proceso que depende de varios parámetros: actividad bacteriana, temperatura, tiempo de retención, relación Carbono/Nitrógeno, porcentaje de sólidos, pH . Todos los residuos orgánicos (basura de cocina, restos vegetales, restos animales, aguas servidas, aserrines, virutas, bosta y excrementos) son adecuados para ser fermentados anaeróbicamente (en ausencia de oxígeno). Las bacterias consumen el carbono y el nitrógeno y como resultado se produce el biogás o gas de los pantanos. En la producción de biogás es necesaria la construcción de la cámara especial denominado biodigestor para que se obtenga la fermentación anaeróbica (sin aire). Los alimentos principales de las bacterias anaeróbicas, que son los que intervienen en la fermentación, son el carbono (en la forma de carbohidratos) y el nitrógeno (en forma de proteínas, nitratos, amoníaco, etc.). El carbono se utiliza para obtener energía y el nitrógeno para la construcción de estructuras celulares. Estas bacterias utilizan carbono con una rapidez unas treinta veces mayor al del uso del nitrógeno. Una razón C/N de 30 (30 veces más carbono que nitrógeno) permite que la digestión se lleve a cabo a un ritmo óptimo, a condición de que las otras condiciones sean favorables. En Piura utilizando el estiércol de cuy como material fermentativo se ha llegado a obtener, biogás en batch, que al ser encendido originó una llama que tuvo una duración de 10 minutos. En este trabajo se tuvo como objetivo obtener biogás del excremento de cuy por fermentación en batch en condiciones ambientales en Piura-Perú
CAPITULO I: EL PROBLEMA DE LA INVESTIGACION
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

¿SE CUENTA CON EL PROCESO ADECUADO PARA LA OBTENCION DE BIOGAS A PARTIR DE ESTIERDOL DE CUY?

OBJETIVO ESPECIFICOS
• Reutilización del efluente generado como abono
• Diseñar un biodigestor que cumpla con los requerimientos técnicos para la obtención de biogás necesaria para cumplir la demanda.
• Disminuir costos en la obtención de energía.
• Disminuir la contaminación visual y ambiental a nivel regional producida por las excretas.
• Aprovechar las excretas producidas por los cuyes
HIPOTESIS GENERAL
¿Será posible obtener biogás a partir del estiércol del cuy?
HIPOTESIS ESPECIFICAS
• Los procesos de fermentación anaeróbica de excretas de cuy y mezcla son diferentes en cuanto a la Demanda Química de Oxígeno (DQO), pH y temperatura.
• Los estiércoles de cuy generan rendimientos diferentes en cantidad y calidad en la producción de biofertilizante líquido.
• La mezcla de los estiércoles de cuy tiene mayor y mejor producción de bioabono líquido.
CAPITULO II: MARCO TEORICO - ANTECEDENTES

MARCO CONCEPTUAL
Es el nombre con el que se denomina a los excrementos de animales que se utilizan para fertilizar los cultivos.
Estiercol
El biogás es una mezcla de gases producido por una fuente natural, se produce mediante un proceso metabólico de descomposición de la materia orgánica sin la presencia del oxígeno.
Biogas

El biogás es una mezcla de gases producido por una fuente natural, se produce mediante un proceso metabólico de descomposición de la materia orgánica sin la presencia del oxígeno.
Biogas

ventajas en la utilización de biogás
• Su producción es renovable
• Su proceso de producción primaria y elaboración industrial determina un balance de carbono menos contaminante que los combustibles fósiles
• Cumple con los requisitos de la EPA (Environmetal protection agency) para los combustibles alternativos
• Puede emplearse puro o combinado con los combustibles fósiles en cualquier proporción. No contiene azufre y por tanto no genera emanación de este elemento las cuales son responsables de las lluvias acidas
• Mejor combustión, que reduce el humo visible de la arranque en un 30% cualquiera de sus mesclas reduce en proporción equivalente a su contenido de emanación de CO2 y partículas e hidrocarburos aromáticos
• El biodiesel puro pose un punto de ignición de 148ª c contra los 51ª c del gasoil.
La utilización de biogás
• En una caldera para generación de calor o electricidad
• En motores o turbinas para generar electricidad. En pilas de combustible, previa realización de una limpieza de H2S y otros contaminantes de las membranas.
• Purificarlo y añadir los aditivos necesarios para introducirlo en una red de transporte de gas natural. Uso como material base para la síntesis de productos de elevado valor añadido como es el metanol o el gas natural licuado. Combustible de automoción.
es un contenedor cerrado, hermético e impermeable, dentro del cual se coloca el material orgánico, en relaciones de estiércol-agua, y tiempos de retenciones para la degradación anaerobia, generando gas metano y fertilizantes, disminuyendo el potencial contaminante de los excrementos. Puede ser construido con diversos materiales como ladrillo, cemento, metal, plásticos,
Un biodigestor
MARCO LEGAL
DECRETO LEGISLATIVO QUE APRUEBA LA LEY GENERAL DE SANIDAD AGRARIA
ANTECEDENTES
ANTECEDENTES GENERALES
Hace más de 10 años, los agricultores de Bioagricultura Casa Blanca, en Lurín, Perú, decidieron construir un biodigestor con el fin de aprovechar mejor el estiércol producido por los cuyes de la granja. No sólo producen bioabonos líquidos y sólidos, sino también biogás que se utiliza para la producción de energía eléctrica entre otras aplicaciones.
ANTECEDENTES ESPECIFICOS
• 1859. Se afirma que la primera instalación de biogás se construyó en 1859 en Bombay, India, para el tratamiento de excretas humanas, y el biogás que en ella se generó fue utilizado para el alumbrado.
• 1884. Louis Pasteur intentó producir biogás a partir del estiércol de caballo recogido de las calles de París, y obtuvo 100 litros de biogás por metro cúbico de estiércol gas al mezclar estiércol y agua a 35ºC, sin la presencia de oxígeno
CAPITULO III: DISEÑO METODOLOGICO
DISEÑO DE LA INVESTIGACION
La clase de investigación de este trabajo es ciencias naturales, el nivel de investigación es Descriptivo, el tipo de investigación es Básica, el diseño de investigación es experimental y el enfoque de investigación es mixta.
Fase 1:
Diseño del sistema de biodigestión En esta primera fase se diseña el sistema de biodigestión, lo más cercano posible al establo donde se encuentra los cuyes tomando como base la Guía de diseño y manual de instalación de biodigestores. Se calcula las dimensiones de la zanja del biodigestor y de la bolsa del biodigestor. Además, se realizan algunas innovaciones colocando un mezclador en la entrada del biodigestor para preparar la carga diaria y un recolector en la salida del biodigestor lo que facilita la obtención del biol después que haya salido del biodigestor por la presión que ejerce la carga diaria.

Fase 2:
Construcción del sistema de biodigestión En esta segunda fase se construyó el sistema de biodigestión y se instalaron las tuberías que conducen el biogás hasta los reservorios, pasando por manómetros en forma de U, un filtro de H2S y los gasómetros. Finalmente llega el biogás hacia una cocina de kerosene adaptada para operar con este gas. Todo esto se hizo en un periodo de dos meses.

Fase 3:
Evaluación del funcionamiento del biodigestor En la tercera fase se activó el biodigestor cargándolo hasta el límite de su capacidad líquida equivalente a 1677 litros (429 kg de estiércol + 1257 litros de agua) dejándolo reposar por 30 días (ver figura). En esta fase hubo problemas con la bolsa del biodigestor el cual presentó fugas de carga, por lo que se cambió de manga y se volvió a instalar y cargar, lo que tomó 2 meses más en empezar a funcionar el biodigestor. Posteriormente se evaluó su funcionamiento cargándolo diariamente con la proporción de 3:1, esto durante los meses de mayo y junio del 2016 donde se controló el pH del lodo, producción de biogás diaria, producción de biol diaria, la temperatura de la manga en tres regiones (entrada, al medio y a la salida) y la temperatura ambiental. Se retiraron los manómetros en U debido a que tomaban un color verde oscuro lo que imposibilitaba la medición de la presión. Se quemó biogás filtrado y biogás sin filtrar para ver si existe una diferencia en la llama pero no se halló diferencia, considerándose que el filtro no funcionó adecuadamente, incluso generaba pérdidas de flujo de biogás por lo que se recomienda su instalación en forma vertical y no horizontal.

Fase 4:
Investigación y difusión de los biodigestores en Piura En la última fase se investigó el desarrollo de biodigestores en la ciudad de Piura y se contactó con la municipalidad de Piura para difundir la investigación realizada en la población de Piura, demostrando las propiedades del biogás como combustible y del biol como fertilizante

DESCRIPCION DEL PROCESO
CAPITULO IV: PRESENTACION Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
ANALISIS E INTERPRETACION DE RESULTADO
Como resultado de toda la investigación es posible la reducción del consumo de energías no renovables en nuestro país, conservando un porcentaje de la conservación del ecosistema circundante donde es aplicado un equipo como este.
CONCLUSION
Se diseño y construyó un biodigestor para fermentación semicontinua de producción de biogas
Se produjo biogas de buena calidad a partir de estiércol de cuy
Con un equipo de escala de bajo costo se puede producir gas, el cual es capaz de satisfacer ciertas demandas locales en los lugares de difícil acceso.
Como conclusión a este producto damos como efectiva la producción de biogás mediante la utilización de estiércol de cuy, por los resultados obtenidos durante todas las pruebas realizada en nuestro digestor, se puede decir q es rentable y aplicable en cualquier rancho.
Este modelo de energía alternativa productor de biogás a base de estiércol, ofrece beneficios adicionales porque continúa con el ciclo de reutilización total de la materia inicial.
El uso del biogás para la generación de electricidad y energía térmica da un valor adicional al empleo de biodigestores en las empresas agropecuarias, los resultados económicos no se pueden generalizar pues cambiaran de acuerdo a las circunstancias de cada lugar

RECOMENDACIONES
•El sistema de biodigestores debe ubicarse a un costado del corral, sobre una superficie plan y rígida (cemento), de modo que facilite el transporte y llenado del material orgánico hacia los biodigestores.
• Efectuar una recolección total del estiércol que produce el rancho, de modo que se puedan incorporar nuevos biodigestores con el tiempo, a fin de disminuir significativamente el impacto ambiental.
• Se recomienda al propietario del rancho la aplicación de este proyecto, de manera que se incentive a la población campesina de los alrededores, incorporar la tecnología de los biodigestores para el manejo y disposición final del excremento.
• Continuar con investigaciones para el aprovechamiento del biogás, de tal modo que se pueda producir energía eléctrica, mediante el diseño de turbinas impulsadas por la combustión, y el almacenamiento del mismo en recipientes bajo presión.
• Se debe aplicar a nivel rural, en toda la provincia de Piura

• file:///C:/Users/Invitado/Downloads/677-2206-1-PB.pdf
• Barros, M., Da Silva, J. 2006. Biofertilizante líquidos y sustentabilidad agrícola. Brasil. pp. 56-61. 2. Guevara A. (1996)
• Tardillo, G. 2008. Situación actual de las Energías Renovables en el Perú. Recuperado de http://intranet2.minem.gob.pe/web/archivos/ogp/GVEP/talleres/expo_tarapoto.pdf
• Valdivia, R. 2001. Uso de biogás para la generación de energía eléctrica mediante un motor gasolinero estacionario modificado, Tesis, Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, Perú.
• Saico, L. 2003. Determinación de substratos óptimos para la producción de biogás a partir del estiércol de ganado ovino, vacuno y porcino de los corrales de la UNALM, Tesis de Maestría, Universidad Nacional Agraria La Molina, Escuela de Post Grado, Perú.
• http://agroaldia.minag.gob.pe/biblioteca/download/pdf/manuales-boletines/bioenergia/biodigestores.pdf

BIBLIOGRAFIA
ANEXOS
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