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Deposito flotante de biogás.

Una forma de almacenar el biogás producido en un biodigestor pequeño es con un depósito de cupula flotante. Este ofrece ciertas ventajas con respecto al uso de recámaras de camión:

  • Puede mantener una presión relativamente constante.
  • Da un mejor indicador del volumen de biogás almacenado.
  • Es durable y menos tedioso de usar.

Biodigestor y DepositoBiodigestor y dos depósitos

En un depósito de campana se aprovecha que el agua no dejará escapar el gas encerrado en contenedor sumergido con la boca hacia abajo. Para el depósito se utilizan un par de tanques plásticos cilíndricos de distinta anchura. La idea es poder introducir uno dentro del otro sin problemas y sin quedar demasiado espacio entre uno y otro.

Al tanque más ancho se le quitará la tapa o si fuere necesario se le retirará la parte superior cortándola. El tanque de menor anchura se colocará sin tapa y con la boca hacia abajo dentro del otro tanque.

La entrada del biogás en el depósito puede estar situada tanto en la parte inferior de tal forma que el gas burbujee y quede atrapado en el tanque o también por la parte superior de este, que técnicamente es el fondo y para lo cual haría falta taladrar una vez e instalar una conexión, una válvula y el adaptador para colocar la manguera.

El tanque base debe llevar unos rieles o varillas metálicas proyectadas hacia arriba; servirán de guías al tanque superior e impedirán que este se vuelque al elevarse por el biogás almacenado. Del mismo modo, el tanque superior debe tener una tablilla pegada al fondo (parte superior) con perforaciones o ranuras en los extremos por donde se insertarán las varillas guías.

La imagen superior hable por sí misma e ilustra el montaje general de un biodigestor casero y un par de este tipo de depósito para biogás.

Nota: Si alguien sabe la fuente de la imagen puede comunicarme para poner la el link y el crédito como se debe.

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Biodigestor de bidón: Pautas de uso

En un anterior post titulado biodigestor casero de bidón, presenté unas figuras y materiales de como se podría fabricar un biodigestor a partir de un bidón o tambor de plástico. En esta ocasión presentaré una guía general para su uso.

No hay que olvidar que este biodigestor es más que todo “experimental”. Lo que quiero decir es que constituye un una unidad para hacer pruebas y recopilar información más que como fuente estable de biogás para uso doméstico. Para esto último se recomienda un biodigestor de mayor capacidad.

Para poder utilizar el biodigestor su constructor deberá instalar previamente las conexiones, mangueras, válvula de seguridad, depósito de biogás y quemador, así como también revisar las conexiones con el fin de evitar fugas de gas o la entrada de aire al aparato. Ya resueltos estos preparativos se podrá proseguir con el llenado de este. Leer el resto de esta entrada »

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Construyendo un biodigestor de bajo costo

Fases de la construccion de un biodigestor tubular

Los biodigestores de bolsa plástica tubular son de bajo costo y relativamente fáciles de construir. En América latina, estos son generalmente la primera opción que se considera para la producción de biogás a pequeña escala en sectores rurales.

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Biogás fácilmente explicado

El proceso para producir biogás es bastante sencillo y fácil de entender. A continuación se presenta un video de Greenpeace UK en donde aparecen las etapas básicas del proceso de producción de este combustible.

Animacion del Proceso


Etapas Descritas

  1. La mayoría de los materiales orgánicos biodegradables puede ser utilizados para la digestión anaeróbica (Purines, estiércol, residuos de alimentos entre otros.)
  2. El material se deposita en un tanque digestor en donde es degradado por las bacterias y arqueas (arqueobacterias) en ausencia de oxígeno libre.
  3. Esto produce biogás (un gas natural renovable) el cual se purifica, comprime y se utiliza en generación combinada de calor y energía eléctrica (CHP).
  4. También se produce un efluente (biol y lodo) que puede utilizarse como compost o biofertilizante.
La digestión anaeróbica es un proceso natural que ocurre frecuentemente en estómagos de rumiantes y en pantanos. De hecho, se le llama “gas de los pantanos” al metano, que es el componente combustible del biogás; En el que se encuentra a una concentración del 50 al 70% . Nótese que al ser un combustible volátil, debe manejarse adecuadamente para evitar fuego o explosiones.

Al ser natural, este proceso puede realizarse a pequeña escala. No requiere grandes inversiones de capital y permite el aprovechamiento de residuos que de otra forma harían parte de un problema. Por tanto, la biodigestión anaerobia es una grandiosa fuente de combustible renovable y biofertilizante al alcance de pequeñas granjas, negocios y comunidades tanto rurales como urbanas.

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Biodigestor casero de bidón

¿Has considerado aprovechar los residuos de alimentos y de la cocina para producir biogás casero? Si es así, puedes construir un biodigestor anaeróbico casero a partir de un bidón o tanque de polietileno con capacidad entre 120 y 220 litros. No se necesitan grandes conocimientos técnicos ni materiales difíciles de conseguir para su construcción; solo observe la imagen, lea los materiales y lo comprenderá. El diseño propuesto es bastante común, y al ser semi-continuo permite adicionar residuos orgánicos diariamente.

Inicialmente, dependiendo del tanque disponible así será la cantidad de biogás producido por el digestor. Los usos para este biogás podrían ser cocinar algunos alimentos, calefaccionar una estancia, iluminar o simplemente para proyectos o experimentos caseros. Para esto último sería muy útil un mechero Bunsen ya que permite regular el flujo de gas y la mezcla de aire-biogás de forma sencilla.

El biodigestor debería construirse de acuerdo a la disponibilidad de recursos y no tratar de hacerlo exactamente con los materiales que mencionaré a continuación. Acuerdese de “las tres R”; reducir, reusar y reciclar.

Los Materiales y su descripción:
El reactor y la entrada de materiales

  • Un tanque o bidón de entre 120 y 220 litros de capacidad. Generalmente son azules con tapa de cierre hermético.
  • Tapón de limpieza sanitario (4”): Es una especie de adaptador con tapón enroscable
  • Segmento corto de tubo (4”): Pasa a través de la abertura y conecta el “adaptado-tapón” en el exterior con la Reducción en la parte interna del tanque. Debe ser suficientemente corto para permitir que tanto la Reducción como el adaptador-tapón aprisionen la pared de la tapa del tanque y así permitir una mejor sujecion y sellamiento. También se pueden usar bridas sanitarias pegadas con silicona al tanque.
  • Reducción PVC de 4” a 3”
  • Tubo PVC sanitario (3”): Desde la reducción hasta 5cm antes del fondo del tanque.

Parte superior e inferior

Para la salida del efluente:

  • Adaptador de tanque (2”)
  • Tubo PVC (2”) para la tubería de salida del efluente
  • 3 Codos PVC (2”)
  • Adaptador de tanque (1”) para conectar la válvula
  • Válvula de esfera PVC (1”) Para la salida inferior del efluente más pesado.

Para la salida del biogás (en orden):

  • Conector de tanque (1/2”)
  • Válvula de esfera con roscas (1/2”)
  • Adaptador para manquera
  • Manguera

Para unir las partes y sellar:

  • Soldadura (pegamento) para PVC
  • Silicona selladora transparente, ¡resistente a hongos!: Para sellar alrededor de las uniones al tanque e impedir filtración.

( ” ) = pulgadas

Al tanque se le realizan dos agujeros laterales y dos en la tapa. Uno en la parte lateral-inferior para la válvula de 1 pulgada; otro en la parte media para la salida de efluente. En la tapa uno será para la entrada del material y el otro para la salida del biogás, siempre del diámetro de la pieza que lo atravieza.

Para almacenar el biogás se utiliza un depósito de campana flotante, muy fácil de construir con dos bidones; uno grande donde va el agua y otro ligeramente más angosto que se sitúa boca abajo dentro del anterior. La manguera que viene del digestor se introduce al tanque mayor y burbujea de tal forma que el gas sube y queda atrapado en el tanque menor el cual tiene una válvula para la salida del gas con una manguera y una trampa de agua.

PRECAUCION: EL BIOGÁS ES UN COMBUSTIBLE. Tome adecuadas medidas de seguridad y consulte a un profesional.

Tambien puede interesarte:

  1. Biogás y Biodigestión
  2. Clasificación de biodigestores

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Microgeneración combinada: Calor y Electricidad

whispergen-cocina

Una aplicación actual para los motores stirling es la micro-cogeneración o microgeneración combinada. El motor stirling acoplado a un generador eléctrico (alternador) funciona con gas u otro combustible, el calor remanente de la combustión permite calentar agua para el uso doméstico. Es decir que se obtiene agua caliente y electricidad.

Uno de las  aparatos de este tipo es el WhisperGen™ de la empresa Whisper Tech de Nueva Zelanda. Es un ingenioso dispositivo diseñado para funcionar con gas o diesel en hogares o embarcaciones. No obstante su elevado precio, tiene la ventaja de ser silencioso y más eficiente que las plantas generadoras convencionales.

“La Microgeneración es la producción a escala pequeña de gas y/o electricidad procedente de una fuente baja en carbono. Las tecnologías de la microgeneración incluyen energía solar, microviento, minihidro, bombas de calor, biomasa, microcogeneración (micro CHP) y celdas de combustible a pequeña escala”

UK in Spain, Foreing and Commonwealth Office

Este es un claro ejemplo de energía casera o microgeneración. Para que  el impacto ambiental sea menor, se me ocurre una conexión entre este tipo de dispositivos y biogás procedente la biodegradación de residuos urbanos o agrícolas. De tal forma que haría parte de un sistema integrado con un biocombustible (residuos->biogas->calor->electricidad).

Partes internas y Motor stirling

Partes internas y Motor stirling

Esperemos que pronto existan aparatos mucho más baratos. Pienso que a medida que los costos de investigación y desarrollo (I&D) sean menos representativos podríamos tener en el mercado aparatos de microgeneración con precios más asequibles y seguramente distribución globalizada.

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Motores Stirling

Los motores stirling son máquinas que utilizan calor de origen externo para generar potencia mecánica. Funcionan debido a la expansión y contracción del gas interno (p.e. aire) al calentarse y enfriarse, haciendo que el pistón se mueva. Para esto, el gas es forzado a desplazarse del sector frío al sector caliente y viceversa obteniéndose un ciclo continuo de expansión y contracción.

En el video se observa un motor stirling motor stirling de un solo cilindro (tipo beta- rhombic), el cual es uno de los tres tipos básicos (alfa, beta y gamma). No es fácil de construir ya que el desplazador del gas y el pistón están en un mismo cilindro. Los modelos gamma son mucho más fáciles de construir. De hecho, muchas personas han construidos sus propios modelos de motor stirling de reducido tamaño.

He aquí una animación tomada de la Wikipedia que deja bastante claro el funcionamiento de un motor stirling tipo beta.

MotorStirling-AnimacionLos motores stirling son versátiles. Pueden aprovechar diferentes fuentes energéticas como la biomasa, el biogás y todo tipo de combustibles; también el calor procedente de concentradores solares, del subsuelo e incluso de energía nuclear. Esta flexibilidad los hace adecuados para ser utilizados en sitios aislados donde escasean la energía y los combustibles convencionales.

Los motores stirling son considerablemente más eficientes que sus contrapartes de combustión interna. El rendimiento  por unidad de combustible es mayor que en los motores de combustión interna. Sin embargo, la potencia de esto últimos es mayor por unidad de peso, es decir que los motores stirling son más pesados y voluminosos.

Adicionalmente los stirling no pueden arrancar en frío, ya que tienen que esperar varios segundos hasta que se caliente. Esta es una característica que influye enormemente en la poca difusión que ha tenido este motor en las industrias que requieren “respuesta al instante”. Por otra parte existen diferentes sectores que actualmente utilizan esta tecnología por su eficiencia, ese es el caso de los concentradores solares para generar electricidad o el de los submarinos (flota sueca).

Con toda seguridad es posible y hasta recomendable el  uso de esta tecnología para generar fuerza mecánica y energía eléctrica en viviendas y granjas autosostenibles. A pesar de sus ventajas, actualmente es difícil encontrar compañías que vendan este tipo de motores para uso público (dependiendo del país). No obstante, para los que poseen la habilidad o el conocimiento técnico, está la posibilidad de construir uno lo suficientemente grande y potente para usos prácticos.

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