Biodigestores plásticos de

flujo continuo, experiencia de

la Fundación UTA

Lylian Rodríguez y equipo de trabajo

UTA- Finca Ecologica TOSOLY - Colombia

lylianr@utafoundation.org

La estrategia para un mejor

presente

Producción de energía y alimentos

Cambio en el sistema de vida

Reciclaje como eje de los sistemas productivos.

El reciclaje en el sistema de

producción agropecuario

• Manejo de excreta de los animales

en los biodigestores alternativa

• Las excretas de diferentes

especies difieren en sus

caracteristicas.

• Hay que escoger el camino de

reciclaje más apropiado de

acuerdo con las características de

cada desperdicio.

Fuentes de desperdicios

• En una finca se encuentran desperdicios procedentes de:

Rechazos alimenticios

Excreta animal y humana

Residuos de cosecha

La estrategia:

El reciclaje de residuos

alimenticios

Cerdos/ser humano Pollos Cabras/

conejosBovinos/búfalos

Moscas / larvas Cama para pollos

en sistema de busqueda

Larvas \

pupas

Biomasa

animal y

vegetal

Reciclaje de excreta

Cerdos / HumanosBovinos /

búfalosCabras /

conejosPollos

Biodigestor Cama de

los pollosLombrices

Lombrices

CultivosPlantas acúaticas /

peces

LombrinazaEfluente

Biomasa

microbial

y fauna

Compost

Efluente

AlimentosExcreta Excreta

Residuos: Podas de citricos

Podas de cacao

Podas de sombrio de café

Zoca del café

Podas de árboles maderables

Tallos de árboles forrajeros

Tusa de Maiz

Pulpas de café y cacao

Bagazo de caña

Gasificación

Excreta de cerdos,

humanos y bovinos:

lavado de establos

Excreta de bovinos

Cabras y búfalos

Residuos de

la alim. animal

residuos de cocina

y de frutas...

- Fertilizante

- Gas

- Fertilizante

- Proteína

- Proteína

- Sustrato para la

lombriz

Biodigestores, el sistema

agropecuario y desarrollo rural

Fuente de combustible para cocinar

Fertilizante para:

Cultivos forrajeros

Plantas acuáticas

Estanques de peces

Medio para procesar los desperdicios

ricos en materia orgánica

Biodigestores, el sistema

agropecuario y desarrollo rural

• Mejoramiento de:

Calidad de vida para mujeres y niños

Menos trabajo (leña!!)

Cocina y ollas limpias

Salud

Valor del efluente como fertilizante

Medio ambiente

Menores emisiones de metano

Menos deforestación

Biodigestores

• El proceso es similar a lo que ocurre en el rumén del ganado

• Pero en este caso la fuente de sustrato es el estiércol del animal

• El tiempo de permanencia en el biodigestor es de 10 a 40 días. En el rumén del animal es mucho más corto (de 12 a 24 horas)

Adopción del biodigestor plástico de

Flujo continuo basado en el modelo Taiwán

Colombia (Sur-occidente)

1985 Instalación en fincas comerciales

1989 Incorporación del reservorio

de gas cerca al sitio de usoVietnam

1992- Adopción (sin subsidios)

Camboya, Tanzania, Laos, Filipinas1993- Adopción de tecnología de

biodigestores plásticos

&

6

6

&

6

&

6

&2001 – Adopción en otros Dep. Colombia-

Biodigestor de “PVC”

“mezclador”

“Supergas”

Biodigestor “mezclador”

• Excelentes resultados pero …

• La alta presión (60 cm de columna de agua) pusó un estrés sobre las conexiones entre el reactor y el reservorio

El sistema se quebróImposible arreglarlo ..!!!

Letrina y galpon de los animales

Reservorio

Cocina

Estíercol y

agua

Entrada

Salida

GasCorral de cerdos

“El biodigestor de concreto de flujo continuo”

Biodigestor bajo el

corral

4 corrales: un sifón

7% de pendiente en el piso

El sifón donde entra el estiercol en

la camara de digestión

La entrada al biodigestor

Reservorio de gas y la entrada al

sifón

Entrado al sifón

• Escapes

• Se intento impermeabilizar 3

veces!!

Ventaja

• Se podía entrar al

biodigestor para hacer la

impermeabilización …

• «Trabajo difícil de hacer y

fácil de proponer»

No funcionó

• 250 USD por 8 m3

• Escapes de gas

• Difícil de reparar

volver al biodigestor

plástico

Conectando de nuevo el

biodigestor plástico

Biodigestor de 10 m de largo – Ancho del plástico 1.50 - 95 cm diam

7. 2 m3 --- 35 USD

Plástico

Ancho Circunferencia Diámetro Radio Volumen/

10m

1.2 2.4 0.764 0.382 4.584

1.4 2.8 0.891 0.446 6.239

1.5 3 0.955 0.477 7.162

1.6 3.2 1.019 0.509 8.149

2 4 1.273 0.637 12.732

Materiales

Estan disponibles en todo el mundo!!

Preparando el plástico

Varia de acuerdo al largo del

biodigestor

0.75 cm

1 m 1.5 m

X

Poniendo el aire

Llenando la bolsa de aire

Y la cerca?

Dimensiones de la zanja

1.15 m

0.9m

0.70m

Plástico = 1.5m

Dimensiones de la zanja

0.7

0.9m

0.70m

Plástico = 1.5mPierde

capacidad!!

Flexibilidad

•Tratar de instalarlo de la

mejor forma pero

depende de las

condiciones del suelo y

el nivel freático.

El reservorio es la clave del

sistema

1989 – innovación hecha por un poductor Colombiano

Tan grande como sea

necesario

En la casa

TOSOLY

Utilizar una cuerda para aumentar la presion

Se puede usar un 2 % de pendiente!

Depende del terreno

Pendiente o no?

La tecnología funciona

pero la pregunta es cómo

introducirla a los

productores en cualquier

escala?

El 5% depende de la

instalación

El 95% depende del

productor!!

Capacitar al productor

Punto de venta de materiales!

El biodigestor plástico en

explotaciones de mayor

tamaño

Biodigestor plástico a mayor

escala

Energía generada por biogas = 90 kw/h

2 cerdas de cría +18

2m 2.5m3.5m

1.5m

2.9m

1.2m

7

m

3

m

1

m

3

m

2

m

0.

4

m

Biodigestor

Sanitario – biodigestor y

aguas de residuo

Polución

Mejor reciclale!

Efluente Gas

Unidad experimental de

biodigestores en UTA, Camboya

Medición de la producción de gas

Producción de gas

N-orgánico N-amoniacal

Producción de gas y la tasa de

cargar el biodigestor con estiércol

y = 0.329x + 0.07

R2 = 0.62

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 2 4 6 8

Carga de estiércol, kg MS/m3 volumen

liquido

Pro

du

cció

n d

e g

as, m

3 / m

3

vo

lum

en

líq

uid

o

Santhy et al 2003

El efluente como fertilizante

N-orgánico N-amoniacal

El efluente

• Transformación en la naturaleza de

los compuestos que contienen el

nitrógeno

–En el estiércol el nitrógeno se

encuentran en forma de proteínas y

otros compuestos orgánicos

• En el proceso de biodigestión estos

compuestos se convierten en sales de

amoniaco (NH4+)

–El amoniaco es más disponible a las

plantas

Conversión del N del efluente en

sales amoniacales

El efluente

como

fertilizante

Reciclaje del efluente

618

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

sep nov jan mar may jul sep

Pro

tein

a, k

g/h

a/m

es

1998 1999

7 toneladas proteina/ha/año

Promedio

Producción de Lemna en estanques fertilizados

con efluente del biodigestor (Mekong delta,

Vietnam)

Rodriguez and Preston 1996

Figure 1: Yields of fresh biomass of total aerial part and leaf+petiole of cassava fertilized with manure or biodigester (Chau & Preston 1998)

Figure 2: Yields of protein in total aerial part and leaf+petiole of cassava fertilized with manure or biodigester effluent (Chau & Preston 1998)

Efluente de biodestores y

piscicultura

Crecimiento de peces en

policultivo durante 5 meses con

distintas fuentes de fertilización

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

Efluente U-DAP Estiércol

Re

nd

imie

nto

ne

to d

e p

es

ca

do

, k

g / h

a

Efecto del efluente del biodigestor sobre

producción de peces en estanques naturales

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

Sin suplemento

Bore Lemna

Ga

na

ncia

de

pe

so

, g

/d

íaSin efluente Con efluente

Efluente para la Huerta Casera

Invernadero 6*6 = 36 m2

Producción de Tomate Orgánico

Invernadero 6*6 = 36 m2

Producción de Tomate Orgánico

Invernadero 6*6 = 36 m2

TOMATE ORGANICO

• 2010:– 50 plantas «Riogrande»

– Dia 15 de transplantadas: inicia la fertilización con 250 cm por planta de

efluente (diariamente)

– Producción: 227 kg de tomate

– Producción/planta= 4.5 Kg

• 2011

• 60 plantas «larga vida» (105 dias

cosechados 105 kg

Uso del efluente en la Huerta

Invernadero 6*6 = 36 m2

Reservorio de agua lluvia y piscicultura sostenible

Producción de pescado Tilapia negra en TOSOLY(9 de Abril 2010 – 28 de Enero 2011)

Producción, kg 29

Edad, d 272

Ganancia, g/d 1.21

Peso, g 337

Sobrevivencia,, % 99

Siembra 4/9/2010

Primera cosecha 11/14/2010

Cosecha final 1/28/2011

Área, m2 29.2

Profundidad, m 1.2

Peces/m2 3.43

Red de Biodigestores plásticos en TOSOLY

•Biogas (CH4) para cocinar

•Efluente (Fertilizante de alta calidad

•Biodigestor Plástico

•45 m3 en 8 biodigestores

Biodigestor como

pozo septico

Biodigestor1

Biodigestor 2

Cochera

Baño

Efluente a los cultivos

Biodigestor 3

Biodigestor 5

Molino de café

Cocina Lavadora,

Lava platos

Sanitario de la casa

Efluente a los cultivos

CocinaLava

platos

Gravedad/ Bomba

de efluente

Biodigestor 6Casa # 2

Biodigestor 7Corral Cria

Costo de 45 m3 de Biodigestor Distribuidos en 8 biodigestores

Caso TOSOLY

Materiales

Valor

Unitario Valor Total

Plastico Biodigestor, m 45

Plástico amarres, m 12

Capas de plástico 2

Total plástico 114

Valor Plastico COP $ 7.600,00 $ 866.400,00

Tubo PVC 4 pulgadas,

tubos 4 $ 38.000,00 $ 152.000,00

Tubo PVC 1/2 pulgada,

tubos 15 $ 6.500,00 $ 97.500,00

Accesorios PVC, unidades 40 $ 300,00 $ 12.000,00

Neumatico Usado 6 $ 1.000,00 $ 6.000,00

M.O Zanja 5 $ 23.000,00 $ 115.000,00

TOTAL $ 1.248.900,00

USD $ 657,32

USD/m3 14,6

Costo de 45 m3 de Biodigestor Distribuidos en 8 biodigestores

Caso TOSOLY

Materiales

Valor

Unitario Valor Total

Plastico Biodigestor, m 45

Plástico amarres, m 12

Capas de plástico 1

Total plástico 57

Valor Plastico COP $ 7.600,00 $ 433.200,00

Tubo PVC 4 pulgadas,

tubos 4 $ 38.000,00 $ 152.000,00

Tubo PVC 1/2 pulgada,

tubos 15 $ 6.500,00 $ 97.500,00

Accesorios PVC, unidades 40 $ 300,00 $ 12.000,00

Neumatico Usado 6 $ 1.000,00 $ 6.000,00

M.O Zanja 5 $ 23.000,00 $ 115.000,00

TOTAL $ 815.700,00

USD $ 429,32

USD/m3 9,5

Producción de gas en 45 m3 distribuidos en 8

biodigestores

Producción de gas/kg MS, litros 150

Equivalente propano: biogas, m3/kg 0,5

Producción de gas esperada/dia m3 9

Producción de gas esperada/año m3 3137

Equivalente propano, kg 4

Equivalente a propano en un año, kg 1568

$/kg propano a la fecha $ 2.400,00

$/kg de propano en USD $ 1,26

Equivalente en COP / Ingreso por gas $ 3.764.324

Equivalente en USD / Ingreso por gas $ 1.981

Producción de elfuente en 45 m3 distribuidos en 8 biodigestores

Producción de Efluente/dia, litros 2292

Producción de Efluente/dia, m3 2,3

Producción de Efluente año/ m3 837

Producción de Efluente año, Litros 836516

N g/l en el efluente 0,5

N g/dia 1146

N g/año 418258

N kg/año 418

Equivalente UREA, Ton 0,899

Equivalente UREA, kg 899

$/Kg urea en COP $ 1.200,0

$ kg urea en USD $ 0,6

Equivalente UREA en 1 año, COP $ 1.079.376,0

Equivalente UREA en 1 año, USD $ 568,1

$/unitario,

COP $ Total, COP %

Carne de cerdo, kg 10000 $ 4.000 $ 40.000.000 77

Energía del Bagazo,

Kwh 20000 $ 370 $ 7.400.000 14

Efluente, litros 836516 $ 1 $ 1.087.471 2

Biogas, m3 3137 $ 1.200 $ 3.764.400 7

T.I. Brutos, COP $ 52.251.871

T.I. Brutos, USD $ 27.501

Ingresos Brutos a 1 años en un

sistema Integrado (Cerdos –

Caña de azúcar = 2.5 has)

1 USD= 1900 $Col

Biodigestores en Bolivia

Aprendiendo!!

Biodigestor de altiplano con carpa solar instalado

en Pakuani (La Paz) a 4200 msnm.

Jaime Marti

Entrada

# 1

# 2

# 3 - Efluente

Tapa de # 2

Otra alternativa de

biodigestores 2007

en Vietnam

El problema fundamental

• Ni la crisis energética ni la crisis alimenticia (ni los cambios climáticos) es el problema

• Como mundo, como sociedad como seres humanos – la crisis es nuestra forma de pensar

jennifer.jackson15774@gmail.com

http://www.utafoundation.org

lylianr@utafoundation.org

Gracias!!

Solo la convicción nos

llevara al cambio!