Reactor Anaerobico de Biogas
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Un Reactor Anaeróbico de Biogás es una tecnología de tratamiento anaeróbico que produce (a) un lodo digerido para ser usado como corrector de terrenos y (b) biogás que puede ser usado para energía. El biogás es una mezcla de metano, dióxido de carbono y otras trazas de gases que pueden fácilmente generar electricidad, luz y calor.
Un Reactor Anaeróbico de Biogás es una cámara que facilita la degradación anaeróbica de las aguas negras, lodos y/o desechos biodegradables. También facilita la separación y recolección del biogás que es producido. Se pueden construir por encima o por debajo del suelo. Se pueden construir tanques prefabricados o cámaras de ladrillo dependiendo del espacio, de los recursos y del volumen de desechos generado.
El tiempo de retención hidráulica (TRH) en el reactor debe ser como mínimo 15 días en climas cálidos y 25 días en climas templados. Se debe considerar un TRH de 60 días para entradas altamente patogénicas. Normalmente los Reactores Anaeróbicos de Biogás no son calentados, pero para asegurar la destrucción de los patógenos se deben calentar (p.ej. una temperatura sostenida de 50°C), aunque en la práctica, esto sólo se encuentra en los países más industrializados.
Cuando los productos entran en la cámara de digestión, se forman los gases por fermentación. El gas se forma en el lodo, pero se recolecta en la parte superior del reactor, mezclando los lodos al ir ascendiendo.
Los reactores de biogás se pueden construir con un domo fijo o con domo flotante. El volumen del reactor es constante en el reactor de domo fijo. Al generarse el gas, se ejerce presión y se desplazan los lodos hacia una cámara de expansión. Cuando se saca el gas, los lodos fluyen de regreso a la cámara de digestión. La presión generada puede ser usada para transportar el biogás por la tubería. En un reactor de domo flotante, el domo asciende y desciende con la producción y retiro del gas. Alternativamente, el domo se puede expandir (como un globo).
Muy a menudo los reactores de biogás se conectan directamente con retretes de interior (privados o públicos) con un punto de acceso adicional para los materiales orgánicos. A nivel de vivienda, se pueden hacer los reactores a partir de contenedores plásticos o ladrillos, y se pueden construir o enterrar detrás de la vivienda. Los tamaños varían desde 1,000 L. para una familia hasta 100,000 L. para aplicaciones públicas o institucionales.
El lodo producido es rico en materiales orgánicos y nutrientes, pero casi inodoro y parcialmente desinfectado (la destrucción completa de patógenos requeriría condiciones termofílicas). A menudo se usa un reactor de biogás como una alternativa para la fosa séptica convencional, ya que ofrece un nivel similar de tratamiento, pero con el beneficio adicional del biogás. Dependiendo del diseño y de las entradas, el reactor debe ser vaciado una vez cada 6 meses a 10 años.
| Pros | Contras/limitaciones |
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| - Generación de una fuente de energía valiosa y renovable - Bajos costos de capital y de operación |
- Requiere diseño experto y construcción capacitada - No es factible la producción de gas por debajo de los 15°C |
Adecuación
Esta tecnología es fácilmente adaptable y se puede aplicar a nivel vivienda o para un vecindario pequeño (favor de referirse a la Descripción Tecnológica T15: Reactor Anaeróbico de Biogás para información sobre la aplicación a nivel de la comunidad). Es mejor usar los reactores de biogás para productos concentrados (ricos en material orgánico). Si son instalados para una vivienda sola que está usando una cantidad significativa de agua, se puede mejorar considerablemente la eficiencia del reactor agregando estiércol animal y desechos orgánicos biodegradables.
Dependiendo del terreno, la ubicación y del tamaño requerido, se puede construir el reactor por encima o por debajo del suelo (incluso por debajo de caminos). Para aplicaciones urbanas se pueden instalar pequeños reactores de biogás en los techos o en un patio. Para minimizar las pérdidas de distribución, se deben instalar cerca de donde se usará el gas.
Los reactores de biogás son menos apropiados para climas fríos ya que la producción de gas no es factible por debajo de 15°C.
Aspectos de Salud / Aceptación
El lodo digerido no está completamente saneado y aún conlleva el riesgo de infección. También hay peligros asociados con los gases inflamables que, si son mal manejados, pueden ser peligrosos para la salud humana bien construido y hermético al gas. Si el reactor es bien diseñado, las reparaciones deben ser mínimas. Para arrancar el reactor, se deben usar lodos activos (p.ej. de una fosa séptica) como iniciador. El tanque es esencialmente automezclado, pero debe ser revuelto manualmente una vez por semana para prevenir reacciones disparejas.
Los equipos de gas se deben limpiar cuidadosa y regularmente de manera que se prevengan la corrosión y las fugas. La arena que se asiente en el fondo debe ser sacada una vez al año. Los costos de capital para la infraestructura de transmisión pueden incrementar el costo del proyecto.
Dependiendo de la calidad de la salida, los costos de capital de la transmisión pueden ser aminorados por los ahorros de energía a largo plazo.
Reconocimientos
El material en esta página es una adaptación de: Elizabeth Tilley, Lukas Ulrich, Christoph Lüthi, Philippe Reymond and Christian Zurbrügg (2014).
Versión española próximamente.
Referencias y links externos
- Food and Agriculture Organization (FAO) (1996). Biogas Technology: A Training Manual for Extension. Consolidated Management Services, Kathmandu. Disponible en:[http:// www.fao.org www.fao.org]
- Mang, H. and Li, Z. (2010). Technology review on Biogas sanitation for black water or brown water, or excreta treat- ment and reuse in developing countries. German Technical Cooperation (GTZ) GmbH, Eschborn, Germany. Available: technology-review-biogas-sanitation.pdf www.gtz.de/en/dokumente/gtz2009-en- technology-review-biogas-sanitation.pdf
- Koottatep, S., Ompont, M. y Joo Hwa, T. (2004). Biogas: A GP Option For Community Development. Asian Productivity Organization, Japón. Disponible en: www.apo-tokyo.org
- Rose, GD. (1999). Community-Based Technologies for Domestic Wastewater Treatment and Reuse: options for urban agriculture. IDRC, Ottawa. pp. 29–32. Disponible en: International Development Research Centre.
- Sasse, L. (1998). DEWATS: Decentralised Wastewater Treatment in Developing Countries. BORDA, Bremen Overseas Research and Development Association, Bremen, Alemania.