2. INDICE
• Historia … … … … … … 3
• Qué es un biodigestor … … … 4
• Teoría … … … … … … 6
• Estructura … … … … … 7
• Partes Fundamentales … … … 8
• Llenado y vaciado … … … … 9
• Producto: Biogás … … … … 10
• Tipos de Biodigestores … … … 11
• Mi proyecto: Biodigestor de tipo mixto… 14

3. Historia
El interés por la digestión anaerobia se despertó en Europa en los años 40 cuando, a raíz
de la II Guerra Mundial, las fuentes de energía escaseaban. Este interés fue decayendo por
el consumo creciente de los combustibles fósiles.
A partir de la crisis del petróleo de 1973 resurgió el interés en los países europeos: se
impulsaron programas de investigación y desarrollo y se construyeron plantas industriales.
Desde entonces, y hasta la actualidad, el objetivo energético inicial que impulsó el
desarrollo de la digestión anaerobia, se ha ido transformando en un objetivo de
depuración.
La evolución de la digestión anaerobia en Europa se puede seguir a través de los informes
que ha publicado la Comisión de las Comunidades Europeas, recogiendo la experiencia de
los distintos países.
Actualmente, el número de digestores a escala industrial en el continente europeo es de
unos 1.000, sin incluir los digestores de lodos urbanos. En los países de la Unión Europea el
número existen más de 700. En Estados Unidos, excepto los digestores construidos en las
plantas de aguas residuales urbanas, no existe realmente una fuerte demanda de plantas
de biogás, comparable a la europea.
Con respecto a los países en desarrollo, China tiene el mayor número de digestores,
estimado en más de dos millones. Son digestores de tecnología sencilla implantados en
zonas rurales; su capacidad media es de 10 m3 y suministran la energía que se emplea para
fines domésticos y el efluente se utiliza en agricultura.
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4. ¿Qué es un biodigestor?
En los últimos tiempos, la demanda de energía en todas sus formas esta aumentando
al mismo tiempo que lo hace la presión demográfica, por este motivo es importante la
creación y fomento de otras formas de energía que den satisfacción a la creciente
demanda actual. Uno de los métodos poco usados pero muy eficaces son los
biodigestores .
Los biodigestores son una especie de “reactores” que usan la fermentación de las
bacterias anaerobias para la producción de biogás en el interior de éstos.
Por lo tanto un biodigestor es un invento muy ecológico, y sirviéndose de un sistema
completamente natural. Aprovecha la acción de las bacterias descomponedoras
anaeróbicas que se encuentran en la misma biomasa (restos de animales y plantas)
haciendo que la descomposición de la materia orgánica origine un gas llamado
BIOGAS. Este biogás es muy útil. Lo podemos utilizar como combustible en las cocinas,
directamente como calefacción o iluminación dependiendo del calibre de la
instalación.
Además los desechos provocados por el biodigestor no son aprovechables, de ellos se
saca un buen fertilizante, llamado BIOL. Inicialmente se consideró un producto
secundario, pero actualmente se está tratando con la misma importancia, o mayor, que
el biogás, ya que provee a las familias de un fertilizante natural que mejora
notablemente el rendimiento de los campos.
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5. Biodigestor situado en el altiplano
andino
Biodigestor de recubrimiento de
poliuretano
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6. Teoría
La teoría de los biodigestores se basa en la digestión de las bacterias anaerobias
degradando la materia orgánica y produciendo gas metano entre otros gases.
Esto se produce en el interior del reactor, donde tiene lugar la fermentación. Este
proceso tiene dos partes, en la primera se forman los ácidos grasos y los
alcoholes, además de otros compuestos sencillos, normalmente de carbono y
que están disueltos en la mezcla residual. En el segundo proceso se forman gases
como el dióxido de carbono y amoniaco y tras estos el más interesante para
nuestra producción: el metano.
Por tanto, la teoría a un nivel más practico se hace en los antes citados
biodigestores o fermentadores, de los cuales existen varias clasificaciones y tipos
atendiendo a diferentes cuestiones, pero, a pesar del modelo de biodigestores
que tengamos, las partes y fases fundamentales son las mismas y siempre
obtenemos biogás y abono
Molécula
de metano
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7. Estructura
La estructura está formada por el reactor donde se lleva a cabo la fermentación, y está
conectado con el exterior por unos conductos de salida. En la parte superior del reactor se
formará una bolsa de biogás apto para nuestro consumo. Para transportar el biogás se
realiza una perforación en la parte superior del reactor, en el cual colocaremos una llave de
paso y una válvula antirretorno y así evitar una explosión si la presión interna del sistema
desciende. Después se coloca un tubo de PVC que conecte el reactor y el lugar de
consumo.
A medio camino entre el reactor y el lugar de consumo, se colocará una válvula de
seguridad. Para su fabricación colocaremos una T en la conducción y uno de los extremos
lo hundiremos en un cubo con agua, así limitaremos la presión a un bar. Seguido a esta
válvula de seguridad se colocará una trampa de agua, que consiste en la colocación de otra
T en la conducción taponada en uno e sus extremos. Recogerá el agua condensada en la
tuberia, evitando que el biogás pase.
Tras estas dos medidas de seguridad podemos colocar un mechero modelo bunsen para la
quema del biogás o un motor de generación eléctrica (en grandes instalaciones).
Además de estas partes podemos colocar unas bolsas con unos reservorios para guardar el
gas, así como una manivela para remover la biomasa en el interior del reactor.
Dependiendo de los materiales que fermentemos se puede crear azufre, el cual es muy
perjudicial para la salud, en ese caso se coloca lana de roca dentro del tubo de conducción
del biogás.
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8. Partes fundamentales
Como se puede
observar, tenemos la
conducción del biogás,
con su válvula de
seguridad casera y
faltaría una trampa de
agua para recoger el
agua condensada en la
tubería.
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9. •Llenado y vaciado
Esto dependerá del tipo de biodigestor, pero por lo general se hace una mezcla de 1 parte
de agua por cada 3 de biomasa (1/3).
Esto puede depender del tipo de biomasa, la densidad o el ph de esta.
Se llena un 75% de la capacidad total del reactor con la mezcla de 1/3 y debemos reservar
el 25% para la bolsa de biogás.
.
Esta tabla nos
muestra la cantidad
de estiércol por cada
100 kg de animal
En esta tabla podemos
observar los litros de
biogás por cada kilogramo
de biomasa mezclada en
1/3
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10. Producto: Biogas
El biogás es una mezcla de gases producidos por la fermentación anaeróbica de la
materia orgánica (biomasa), cuyos principales componentes son el metano (CH4) y el
anhídrido carbónico (CO2). Para una óptima producción, se debe mantener la
temperatura sobre los 35-37ºc
Cuando el biogás está formado por un 60% de metano y 40% de dióxido de carbono
tiene una densidad de 1,22 gr/l, siendo más ligero que el aire. El biogás es un gas
combustible que arde gracias al metano, produciendo una llama azul, sin formar
hollín; tiene un poder calorífico de 4.500 a 5.500 Kcal/m3. El metano también es
conocido con el nombre de “gas de los pantanos”. 1m3 de metano desprende
alrededor de 8.900 – 9.500 Kcal y debido a la concentración de CO2 en el biogás (40%),
baja su poder energético a un promedio de 5.000 Kcal.
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11. Tipos de biodigestores
Los biodigestores se clasifican atendiendo a varias características, al precio, a la forma de
operar y a su estructura, aquí los clasificare atendiendo a su forma de operar y a su
estructura.
De carga intermitente:
Este tipo de digestores se carga una vez; y se descarga cuando concluye el proceso de
fermentación; tiene un solo orificio, el que se tapa y se destapa para cada carga. La
duración de carga oscila de 2 a 4 meses (según el clima). En este sistema no hay un
recambio del contenido que permita una sostenibilidad en la producción del biogás. Cada
metro cúbico de materia orgánica produce alrededor de medio metro cúbico biogás y no
hay forma de generar más.
La grafica de producción de este reactor seria una media parábola.
biogás
avance de la fermentación 11

12. Digestores continuos y semicontinuos
Estos digestores poseen tres orificios: uno central que se cierra después de realizada la
carga inicial y se abre para limpiar el digestor (descarga total); un segundo orificio de
entrada que permite alimentarlos periódicamente con pequeñas cantidades de material
orgánico nuevo; y finalmente un tercer orificio de salida, que permite retirar
periódicamente el material orgánico degradado.
Estos tipos de biodigestores permiten una producción constante, pues al tener la
capacidad de poder ir echando nueva biomasa cada vez. Estos son los biodigestores más
adecuados para la producción de biogás.
Los modelos más usuales son el modelo chino y el modelo hindú:
biogás
Gráfica de
producción de los
biodigestores
continuos y
semicontinuos
avance de la fermentación
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13. El modelo chino es de los más fáciles de realizar, pues no requiere grandes conocimientos
tecnicos. Consiste en una cúpula fija conectada con otros dos depósitos en los cuales se
depositarán en los conductos de entrada y salida los materiales no fermentados y los
fermentados respectivamente.
El modelo hindú tiene una mayor dificultad técnica, ya que su cúpula no es fija como en el
modelo chino, sino que es movible, de esta manera incrementará su tamaño a mayor
cantidad .
Modelo de
biodigestor
chino
Modelo de
biodigestor
hindú
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14. Mi proyecto: Biodigestor de tipo mixto
Los grandes problemas de los biodigestores son el coste, el espacio que ocupan y las
dificultades técnicas.
Como hemos visto antes, el modelo hindú es de los más complicados, pues la creación de la
cúpula móvil requiere grandes conocimientos técnicos.
Mi proyecto intenta unir la facilidad técnica con la producción de un biodigestor de flujo
continuo.
Estructura
La estructura será un reactor, formado por un bidón de unos 150-200 litros de capacidad, el
cual se enterrará a la mitad de su altura en posición horizontal. Se pintara de color negro y
se cubrirá con un plástico de invernadero para aumentar la temperatura del interior.
Al bidón le acoplaré una entrada y una salida de tubos de PVC por los cuales se introducirá
y se sacará la biomasa.
El conducto de entrada de la biomasa estará situado a un 75% por debajo de la altura total
del bidón, siendo su inclinación suficiente como para permitir el desplazamiento de la
biomasa y no provocar burbujas de aire que puedan dificultar la tarea de las bacterias.
El conducto de salida se colocará por encima del 75% de la altura total del bidón, con este
desnivel de los conductos de entrada y de salida, se consigue que la biomasa virgen entre
por el fondo del reactor, de tal manera que desplace a la materia contenida en el reactor
hacia el conducto de salida situada a una altura mayor. 14

15. De esta manera se evita la salida de los materiales entrantes en ese instante.
Conducción de biogás
Para el transporte del biogás se usaran tubo de 1 ½ pulgada.
Se colocará una reducción y empalme desde el reactor hasta el tubo, tras unos cm se
colocara la válvula de seguridad en el punto más bajo de la instalación, de esa manera
aprovechamos la inclinación para atrapar el agua condensada en la tubería y reducimos la
presión máxima del sistema a 1 bar.
Reservorio de gas
El reservorio de gas se realizara en un lugar cerca del lugar de consumo, el cual deberá
tener entre 1 y 2 m3 de capacidad. Éste será un saco de polietileno que se acoplará a la
instalación mediante una “T”. Una vez que halla que hacer uso de la reserva de biogás, se
cerrara la llave de paso del biodigestor y se ejercerá presión sobre el saco/reservorio.
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16. Ilustración del proyecto de Esquema de la estructura y del funcionamiento
biodigestor mixto del biodigestor mixto
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