BIOGÁS EN LA GANADERÍA
En este artículo trataremos de conceptos claros, claves y sencillos, con el fin de que si decide a llevar a cabo una explotación, no caiga en fantasías comerciales.
Los procesos digestivos anaeróbicos (ausencia de oxigeno) que se desarrollan en el ganado vacuno produce biogás. El metano eructado por una vaca es de 200 a 400 litros/día. Y esto conlleva entre el 2 a 12 % de la energía del alimento. Si vemos el sistema digestivo de una vaca como un metanizador natural, entenderemos su funcionamiento de un biodigestor.
En el rumen de un animal existen:
Alimento, (materia orgánica) y agua.
Temperatura constante.
Movimientos y agitación y zonas de parada.
Bacterias en ausencia de O2.
Enzimas, sales, lignina, celulosa, etc.
En una instalación de producción de biogás dentro del biodigestor, con deyección de vacuno, tenemos que conseguir por medio de la biología e ingeniería las condiciones más óptimas para hacer del proceso el más eficaz y eficiente posible. Por ejemplo, cualquier ganadero comprende que si hacemos un cambio brusco en la alimentación del ganado, este se resiente. Una regla de oro de un BDG es que si le cambiamos bruscamente la alimentación, esto nos produce reacciones de rendimiento. La razón es que las bacterias son muy selectivas, y son grupos de bacterias que trabajan unas después de otras y a veces de forma conjunta, por lo que el proceso es bastante complicado. De hecho no hay una comprensión total de todos modos los mecanismos del proceso.
Una de las preguntas lógicas y frecuentes por parte de los ganaderos es: tengo 30 vacas, ¿Cuánto nos daría de gas?, cuando un ganadero me pregunta lo anterior la devuelto la pregunta y le digo: ¿Cuánta leche dan tus 30 vacas? Y lo hago así para que se sitúe y entienda que las bacterias, al igual que las vacas, son seres vivos con unos especiales cuidados y manejos singulares.
En términos energéticos se acepta que el estiércol de una vaca lechera produce el equivalente a 0.6 litros de diesel/día de un BDG.
También se acepta que una vaca produce 2 metros cúbicos de biogás/día equivalente a 2 kilovatios. A partir de las deyecciones de un día. Toso esto se debe relativizar, porque las diferencias de biogás importantes, que dependen de una multitud de factores.
ANTES DE INICIAR UNA PLANTA DE BIOGÁS
Importante analizar los purines y, sobre todo las reacciones de carbono nitrógeno, carbono fósforo, sólido líquido, etc. Realizar ensayos de metanización en laboratorio con los purines y el agua de la explotación. Si conocemos todo esto tendremos la certeza del 90%, del biogás que nuestros purines producen.
Es muy importante dar estos pasos previos, porque de esta manera se puede dimensionar el BDG, y tener una idea de lo más aproximadamente de su producción.
¿Cómo funciona un Biodigestor correctamente?
Primero porque produce el gas en proporciones adecuadas, porque el purín que entra es distinto al di gestado que sale, que es un abono orgánico. Y tiene un PH alrededor de 7.
CARGA Y DESCARGA DE UN BIODIGESTOR
Producto que entra: PURIN
Es habitual hacer una caja mezcladora anterior al biodigestor. En dicha caja se separan los elementos gruesos, como el resto de paja, que tardan bastante en digerir. Estos elementos como la paja sin digerir son los responsables de los atascos de las tuberías y peor aun si hay un mal diseño de estas.
También cuando los residuos no son homogéneos se puede utilizar esta caja como previa mezcladora. Como norma general, la carga con purín de vacuno debe ser cuanto antes el mejor, q y que el purín sea el más fresco posible. Se debe tener cuidado con los productos desinfectantes y antibióticos, ya que si entran en el biodigestor lo pueden paralizar o ralentizar.
Producto de salida: Di gestado (abono líquido)
El volumen que entra sale, 1 m3 de purín= 1 m3 de di gestado. El di gestado es un abono liquido con formas minerales con más fácil absorción de las plantas. Hay experiencias en países tropicales de utilizar este di gestado para la cría de peces. Se crea una laguna artificial de 0.5 mt. De profundidad, en el que puede penetrar la luz, para que se desarrollen las algas, que sirven como alimento a los peces. Es muy frecuente en zonas de China.
Lo ideal es, que desde el punto de vista agronómico y económico, utilizar el digestado para el abono, que de hecho tiene categoría legal.
UTILIDADES Y SUBVENCIONES
El biogás tiene distintas utilidades. Lo más interesante, en función de la cantidad – por ejemplo en explotaciones de 50 cabezas- calentar el agua para el uso doméstico o la propia explotación. En explotaciones con más cabezas, por ejemplo 200, comienza a ser interesante en ir a la producción de energía. Por eso la unión de varios productores pequeños sería la solución.
Si optamos por esta producción tenemos energía eléctrica y calor.
PROYECTO DE PRODUCCIÓN DE BIOGAS EN EXPLOTACIÓN DE 30 VACAS LECHERAS
Planta de biogás para producción de gas destilado a viviendas.
Introducción
Este documento pretende ser un aporte de las ideas de un ganadero, que en conversaciones mostro interés por la producción de biogás.
Las ideas que aportamos, así como los cálculos, pueden ser modificados según la ubicación geográfica (historia del clima) y del desarrollo del proyecto. La granja esta cerca de la vivienda del ganadero, y podría utilizar el biogás como energía en su vivienda. Y el abono efluente o di gestado con alto valor fertilizante líquido.
El biogás sería filtrado, limpiado, comprimido o almacenado y llevado mediante tubería a la vivienda. Además del aprovechamiento del estiércol común BDG se cumpliría la normativa sobre residuos, legislación que cada día es más estricta. En la en otros países hay sentencias penales, por el descuido en el tratamiento de estiércoles y purines. Este documento hay que tratarlo de modo orientativo, y los datos aportados deben ser relativilizados, pues lo que se debería hacer, una vez tomada la iniciativa, es realizar ensayos y análisis de laboratorio de estiércoles de la explotación. De esta forma nos ajustaríamos, con bastante exactitud, a las condiciones de cada explotación.
Datos preliminares del proyecto.
Cantidades y tipología de deyecciones utilizadas en proyectos similares:
Tipo de animal: Bovino- Peso medio vaca: 500 kg. Total 30 vacas.
Producción de biogás: 1.25 m3 vaca/día, total 37.5 m3 al día y 13.125 m3 al año. Excreta bovina (sólida y liquida); 10% de peso vivo. 50 Kg. De purín de vaca. Total 1500 Kg. Al día y 547.000 al año.
Purín estiércol mas 5 veces de agua: 0.250 m3 vaca/día, total 7.5 m3 al día y 2.737 m3 al año.
BDG de 500 m3, con un periodo de retención del purín 60 días.
Nota: A los parámetros presentado, además de ajustarse a los resultados de laboratorios de las muestras, se incrementa los relativos a las producciones de uno o dos años, por ser este primer periodo esencial y menos productivo, con la puesta en marcha del biodigestor, la secuencia productiva y adaptación a la logística ganadera y ganaderos.
Producción de energía
1 m3 de biogás como 0.6 litros de diesel es una equivalencia admitida internacionalmente.
Dimensionado
Producción de Energía
Descripción | Unidad | Cantidad |
Volumen de biogás x vaca/día | M3 biogás vaca/día | 1.25 |
Volumen de biogás x 30vacas/día | M3 biogás/día | 37.5 |
Volumen de anual | M3 biogás /año | 13.687 |
Equivalencia de biogás a gas oil 0.6 x m3 de biogás | 13.687 m3 | 8.212 litros. |
Producción de Energía equivalente a 8.212 litros de diesel.
Producción de Biofertilizantes
Descripción | Unidad | Cantidad |
Volumen de abono orgánico | M3 | 2.737 |
Volumen de abono liquido utilizado en su explotaciones | M3 | 2.737 |
Volumen de abono liquido a la venta | M3 | 0 |
Producción Bonos verdes(toneladas de dióxido de carbono no emitidas)
No se tendrá en cuanto ya que en nuestro país por ahora, no se gestiona los bonos verdes. Pero se puede plantear como un ingreso extra, en un futuro muy cercano. Nuevos alcaldes provinciales como el de Arequipa lo gestionará.
Usos | Características | Consumo % biogás |
Lámpara de gas | Camiseta 100 velas | 0,12 m3/h |
Camiseta 500 velas | 0,105 m3/h/inyector Ø1,1 | |
Cocina | Quemador Ø ½ “ | 0,32 m3/día |
Por persona/día | 0,33 m3/día | |
Horno | Cocina domestica | 0,44 m3/h |
Refrigerador | Quemador | 0,077 m3/h |
Porte medio | 2,20 m3 /día | |
Motor | Ciclo Otto | 0,45 m3/Hp- h |
Ducha a gas | Baño | 0,80 m3/h |
Incubadora | Espacio interno | 0,60 m3/h |
Calentamiento de agua | 100 ºC | 0,08 m3/t. |
Consumo de biogás por diferentes usos.
Inversiones estimadas sobre el Proyecto preliminar.
El conjunto se compone de un tanque inicial para la pre mezcla, un metanizador BDG DE 500 m3, un gasómetro, filtros y tubería para llevar el gas desde la explotación hasta la vivienda.
Resumen
Como conclusión previa final, podemos afirmar que un aprovechamiento en este caso con estiércol, puede ser muy interesante por el triple motivo: se cumple con la normativa de legislación, si se consigue u abono orgánico y por último una energía equivalente a 8.212 litros de diesel.
No queda otro camino que dar solución a los residuos ganaderos. El futuro y la supervivencia de la ganadería intensiva pasa por una solución a este tema.
El ganadero tiene la obligación de gestiona los residuos o pagar a una empresa ajena para que lo gestione, para cumplir con la ley.
Dentro de las energías renovables la del biogás es la más interesante porque además de producir energía higienizamos un residuo y no contaminamos la tierra y las aguas subterráneas.
Las explotaciones que opten por esta tecnología tendrán unos ingresos por electricidad, ahorro de energía en forma de calor …. Y en el futuro cercano por la venta de los bonos verdes.