Aporte del manejo de residuales de la producción porcina a la sostenibilidad (página 2)

El biogás es un gas combustible y, por ello, puede dar lugar a incendios. Asimismo el metano forma mezclas explosivas con gases inertes, de las que es un triste ejemplo el grisú de las minas.

Por otra parte, la naturaleza gaseosa y asfixiante del biogás hace que su migración por grietas y bóvedas subterráneas, diaclasas, suelos incoherentes, etc., sea especialmente dañina, tanto para la vegetación perimetral, como para las estructuras o viviendas más o menos próximas al depósito. (Viñas; et al, 1999).

1.18 Sistema de captación y aprovechamiento del biogás༯font>

Cuando se utiliza la digestión anaerobia para tratar efluentes agroindustriales o aguas residuales, lo que se está llevando a cabo es una depuración. (Fonte, 2006). Lo que se consigue es una disminución de la carga contaminante de la materia orgánica que se trata, por lo tanto se reduce el impacto ambiental de la misma. (Arribas, 2006).

La contaminación de residuos agroindustriales afecta al equilibrio del ecosistema que constituyen los ríos, pero no sólo eso, sino que el agua sirve de vehículo para la propagación de esta contaminación, afectando a la fertilidad de los suelos y debido a la lixiviación se propaga a estratos inferiores del propio suelo. (Ghosh; et al, 1976). Una vez que estas sustancias orgánicas abandonan las capas superiores del suelo continúan su movimiento descendente hacia los acuíferos sin sufrir apenas ninguna transformación química o biológica. (López, 1994).

Con la captación del biogás del vertedero se retira del mismo el agente que causa los problemas, por lo que estos desaparecen. (Domènech, 1997).

1.19 El efluente como fertilizante

El efluente obtenido como digestato de las plantas de biogás, es un fango meta estabilizado y rico en nutrientes, este producto es un abono más rico en nitrógeno que el procedente del composte tradicional. Es importante considerar que la utilización de lodos mal digeridos, puede ser perjudicial para el suelo e incluso peligroso para la salud por la presencia de microorganismos patógenos que pueden contaminar las aguas subterráneas. (Norberg, 2002).

Los residuos orgánicos pueden contener bacterias patogénicas de diferentes especies como Salmonella, Listeria, Escherichia coli, Campylobacter, Mycobacteria, Clostridia, Yersinia, coliformes fecales y enterobacterias. La frecuente polución de suelos por aguas residuales y estiércol de animales tienen adverso efecto en el medioambiente, permitiendo que los patógenos permanezcan viables en el suelo por dos meses o más, especialmente en áreas húmedas y sombrías. El proceso de digestión anaeróbica de estos residuos reduce o elimina la presencia de estos microorganismos (Sahlstrom, 2003).

Hasta pocos años atrás, la digestión anaeróbica fue un tratamiento mono substrato y de simple propósito. Por ejemplo el estiércol se digería para producir energía, las aguas residuales industriales debían ser pre-tratadas. En los tiempos actuales la digestión anaeróbica es mejor conocida y la confianza en esta tecnología se ha incrementado, consecuentemente vino a ser un proceso multi-propósito sirviendo al mismo tiempo para la producción de energía, mejora de la calidad fertilizante de residuos, reducción en la contaminación de efluentes y otros propósitos. (Braun, 2003).

En la digestión anaerobia (DA) el N gaseoso se trasforma en amoníaco (NH3), y diluido en agua está a disposición de las plantas como nutriente. Un efluente líquido es más rico en N y potasio. La relación de nutrientes sería: N:P2O5:K2O=1:0,5:1. Un barro de baja relación C/N tiene mejores propiedades fertilizantes. El análisis de los resultados de la aplicación del efluente como fertilizante no es extrapolable, siendo conveniente basarse en ensayos propios. De todas maneras, datos fiables se pueden obtener después de 3 a 5 años. Con varios años de abono se puede notar un mejoramiento en la estructura del suelo, aumenta la proporción de materia orgánica y le permite almacenar más agua. De ser necesario almacenar el abono habrá que cubrirlo para que el N no se volatilice (Rodríguez, et al 1995)

El uso de las fuentes renovables de energía debe tener, en primer lugar, un fin noble y estar basado en una ética altamente humanitaria. Por eso el procesamiento de residuales para acabar con los focos de contaminación y, a la vez, producir biofertilizantes cumple con un noble objetivo social y medioambiental (Berris, 2007)

1.20 Contexto Internacional en la producción de biogás

Según (German Biogas Development, 2009), existe una gran variedad de sistemas desarrollados específicamente para la digestión anaerobia. Los sistemas principales pueden clasificarse en húmedos o secos (dependiendo del porcentaje de sólidos totales introducidos en el reactor), de una o dos etapas (en función de si se separan o no las etapas de hidrólisis y fermentación de la etapa de metanogénesis) o sistemas en continuo o en discontinuo, según el tipo de alimentación. Hasta el momento, las principales aplicaciones de la DA se han centrado en el tratamiento de residuos ganaderos, lodos de estaciones depuradoras de aguas residuales (EDARs) y la Fracción Orgánica de los Residuos Sólidos Urbanos (FORSU). Los países generadores de este tipo de tecnología y líderes en su empleo son: Alemania, Suecia, Dinamarca, China, India, Gran Bretaña, Holanda, Francia, Suiza, Italia, EE.UU. y Filipinas.

1.21 Contexto Nacional en la producción de biogás

Cuba no ha estado exenta a la situación mundial que ha existido y existe con relación a la contaminación ambiental y particularmente con los residuales ganaderos. Este país fue uno de los primeros en América Latina donde se introdujo la tecnología del biogás. En 1940, se construyó un sistema de 2 digestores de 471 m3 cada uno para obtener biogás a partir de residuales industriales en la cervecería del Cotorro en La Habana. La historia del biogás continúa en Cuba con diversos intentos y más fallos que éxitos hasta que a principio de los años 90 se retoma el tema del biogás pero aplicando una tecnología más sencilla y eficiente, involucrando un número mayor de territorios del país a partir de un programa de difusión consistente en la calificación de técnicos y usuarios. Este programa, que incluyó la transferencia de conocimiento y tecnología, permitió desarrollar nuevas capacidades para la construcción de plantas sencillas que hoy rebasa la cifra de 500 unidades.

En el año 2007 se organiza el Grupo Nacional de Biogás con el objetivo de coordinar y aunar esfuerzos y recursos humanos para, entre sus tareas, crear una estrategia nacional que impulse y desarrolle la tecnología del biogás, así como proporcionar asistencia y asesoramiento técnico en la materia a nivel nacional.

Cuba dentro de su política de desarrollo científico-técnico, ha trabajado la línea del tratamiento de residuales mediante diversas tecnologías, incluida la de biogás y ha obtenido sus resultados y experiencias, pero en lo referente a residuos más complejos, se encuentra retrasada.

Actualmente en Cuba existe un potencial equivalente a 300 000 toneladas/día o más de petróleo sólo considerando los residuos agrícolas e industriales, pero en la actualidad no se aprovecha ni el 1%

El Ministerio de la Agricultura (MINAG) cuenta a nivel nacional con una red de organismos, empresas y complejos, tanto pecuarios como agrícolas, con un elevado potencial todavía sin explotar. En la siguiente tabla se observa el potencial eléctrico que podría tenerse de explotarse el potencial de residuos biodegradables con el que cuenta este ministerio, sin tener en cuenta el potencial debido a los residuos sólidos agrícolas. (Chamorro, 2008)

1.22 Recurso agua

Los seres humanos, como todos los demás organismos vivos, somos absolutamente dependientes del agua. El agua es el medio necesario para la ingestión, digestión y absorción de los alimentos, para la circulación del oxígeno de la respiración dirigido a las células y para la evacuación de los productos residuales de la actividad celular, tanto los gaseosos (CO2), como los líquidos y sólidos. Su presencia es también indispensable para que sobrevivan las plantas y otros animales que sirven de alimentación y sustento a las sociedades humanas. (Gersten; et al, 1998)

1.22.1 Uso del agua

En nuestros días, aproximadamente 3600 km3 de agua dulce son extraídos para consumo humano, es decir 580 m3 per cápita al año. La agricultura es el sector que consume más agua, representando globalmente alrededor del 70% de toda la extracción, la relación directa entre recursos hídricos y producción de alimentos es crítica por tanto para una población humana en constante crecimiento. (La Crónica de Hoy, 2008); el consumo doméstico alcanza aproximadamente el 10% y la industria el 20% (FAO, 2002).

La irrigación absorbe hasta el 90% de los recursos hídricos de algunos países en desarrollo. La agricultura es un sistema de producción tan antiguo que se ha sabido adaptar a los diferentes regímenes hídricos de cada país: Así, en zonas donde se den abundantes precipitaciones suelen realizarse cultivos de regadío, mientras que en zonas más secas son comunes los cultivos de secano. Más recientemente, y en entornos más adversos, como el desierto se ha experimentado con nuevas formas de cultivo, centradas en minimizar el consumo de agua. (Dooge, 2001)

Actualmente la agricultura supone una importante presión sobre las masas naturales de agua, tanto en cantidad como en calidad. Así, el agua que precisan los regadíos supone una disminución de los caudales naturales de los ríos y un descenso de los niveles de las aguas subterráneas que ocasionan un efecto negativo en los ecosistemas acuáticos. Por ejemplo, en España se riegan 3,4 millones de hectáreas que supone el 7% de la superficie nacional y emplea el 80% de los recursos hídricos disponibles. (El País, 2006)

También el uso de nitratos y pesticidas en las labores agrícolas suponen la principal contaminación difusa de las masas de agua tanto superficial como subterránea. (Ravindranath; et al, 2002).

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  Materiales y métodos

2.1 Caracterización de la unidad

Este trabajo se realizó en la Finca "La Inesita" (N: 23.01838º; h: 115m; W: 082.5267º) perteneciente a la CSS(f) "Orlando Cuellar", está ubicada en el municipio de Tapaste, perteneciente a la provincia de Mayabeque, posee una superficie total de cinco hectáreas y limita de la siguiente manera:

• Norte: Empresa Pecuaria Valle del Perú, vaquería 16.

• Sur: Carretera Tapaste Pedro Pi.

• Oeste: Empresa Pecuaria Valle del Perú, vaquería 16.

• Este: Empresa Pecuaria Valle del Perú, vaquería 16.

La finca cuenta con una superficie de cuatro hectáreas destinadas a la producción agrícola, distribuidas de la siguiente manera: tres hectáreas dedicadas al cultivo de la caña (Saccharum officinarum, L) y una hectárea al cultivo de soja (Glycine max, L), además de una serie de frutales usados como cerca viva.

Dispone también de una hectárea donde están localizadas diez naves de producción porcina, dos tanques para el almacenamiento de agua, un contenedor usado de bodega de insumos, un área de preparación de alimentos, tres biodigestores tubulares de polietileno y la casa de la familia del administrador.

2.2 Caracterización agroclimática

La temperatura media anual en zona es de 23,32 °C, los valores máximos se registran en los meses de Julio (30,1°C) y Agosto (32,2°C), y los valores mínimos se registran en los meses de enero (20,5oC) y febrero (19,9oC

oC). Estos datos fueron registrados por estación meteorológica de Tapaste

2.3 Suelo

El suelo predominante en la finca se encuentra dentro del Agrupamiento Ferralítico, del tipo Ferralítico Amarillento Típico, sobre calizas duras, medianamente saturado (entre el 40 – 75%), con profundidad pedológica entre 20 y 50 cm (medianamente profundo) con arcillas caoliníticas en más del 75% y la estructura de los agregados gruesos, generalmente estables. (Hernández, 1999)

2.4 Distribución de las naves

En la finca existen diez naves para la cría de cerdos, separados por categorías y distribuidas de la siguiente forma: tres naves para crías, dos para preceba, tres para ceba y dos para maternidad.

2.5 Masa ganadera

Actualmente se encuentran estabulados 587 cerdos agrupados en diferentes naves según la categoría a la que pertenezcan.

Tabla 5. Distribución de los cerdos según su categoría.

2.6 Plan de alimentación

La finca está dedicada a la producción de carne y pies de cría, por lo cual se requiere de un régimen de alimentación variado y nutritivo.

Los alimentos son suministrados por diferentes empresas, lo que hace necesario el uso de algún medio de transporte para hacerlos llegar a la finca.

Tabla 6. Tipo de alimento y procedencia

Tabla 7. Precio de los alimentos y cantidad adquirida por mes en la finca

Antes de proporcionar el alimento a los cerdos, se prepara en un fogón de leña rústico una especie de sancocho y posteriormente se lo mezcla con distintos tipos de pienso, tomando en cuenta los requerimientos nutricionales de las distintas categorías estabuladas.

2.7 Demanda energética de la Finca

Se tomaron en cuenta todas las entradas de energía al proceso productivo sin tomar en cuenta su origen, para los fines que se persiguen, la demanda energética total de la finca se ha dividido en energía renovable y energía no renovable.

2.7.1 Energía renovable

Se tomó en cuenta como portadores de energía renovable al aporte de la fuerza del hombre y al aporte de los animales de tiro.

2.7.1.1 Aporte energético de la fuerza del hombre

Se estima que como promedio, un hombre requiere consumir 3000 kcal diarias, para desarrollar una vida de considerable actividad física, esto está en dependencia del peso y las características metabólicas de cada individuo.

Laptev, (1989), considera que el gasto de energía varía en función del peso del individuo en kilogramos por minuto, en dependencia de la actividad física que realiza, se determinó el peso de los trabajadores y las horas diarias de trabajo de cada uno de ellos.

La expresión para determinar el gasto de energía es:

Epers= 0,11000 Pch * T; kcal.jornada-1 2.1

Donde:

Epers- Energía humana alternativa que participa en la realización de procesos u operaciones tecnológicas; kcal.

Pch- Peso corporal del trabajador agrícola; kg

T- Tiempo de duración de la jornada; minutos

Para convertir la expresión de kcal.jornada-1 a MJ.jornada-1, usamos la equivalencia entre kcal y MJ.

1 kcal= 0,0041868 MJ

2.7.1.2 Aporte energético de los animales de tiro

La finca cuenta con 2 bueyes, para realizar trabajos de transporte a corta distancia y para la preparación de suelos, se hacen 3 cruces de 0,25 m. como ancho de trabajo y dos pasadas para surcar a 0,25 m. como ancho de trabajo para soya y para caña a 1,2 m.

Según Cabeza (1994) y Hetz (1997), la expresión para determinar el gasto de energía usada en las labores es:

2.2

Donde:

EN- Energía para realizar el trabajo; MJ

A= 2- Constante que expresa la energía para mover Horizontalmente un metro a un kilogramo de peso corporal; J

F- Distancia recorrida; km

Mc- Masa corporal; kg

W- Trabajo realizado durante la tracción de carga; KJ

C= 0,298- Relación entre el trabajo realizado y la energía utilizada

2.7.2 Energía no renovable

Se tomaron en cuenta como portadores de energía no renovable a la energía eléctrica consumida por la vivienda del administrador y por la finca ,a la madera y al bagazo de caña usados para preparar el alimento del ganado.

2.7.2.1 Potencial calorífico de la madera

La leña y el carbón vegetal se han considerado, hasta hace poco tiempo, como simple combustible de subsistencia. Se estima que el 60% toda la madera extraída en el mundo se quema como combustible, ya sea directamente o transformándola como carbón vegetal (Guyat, 1989).

El potencial calorífico es la energía que tienen implícito los materiales en su masa y se libera, aportándole calor.

La expresión para calcular el potencial calorífico es:

Pc= Pfe . coef. calorífico; MJ 2.3

Donde:

Pc- poder calorífico; MJ

Pfe- peso de la fuente energética; kg

Coef. Calorífico; kJ.kg-1

En la finca se utiliza como fuente de energía al marabú y al bagazo de caña para la cocción de los alimentos del ganado. La cantidad de energía liberada tiene que ser capaz de llevar al punto de ebullición un total de 1,7 m3 de agua. Guyat (1989), plantea que por cada tonelada de madera se desforestan 0,11 hectáreas de bosque al año.

Tabla 8. Tipos de leña usados en la finca

2.7.2.2 Metodología usada para calcular la energía necesaria para calentar agua

Entre las características particulares que presenta el agua, se destaca su alto calor específico y latente, por ello se requiere gran cantidad de energía para elevar su temperatura o provocar cambios en su estado.

Para elevar la temperatura de 1g de agua a 1oC, se necesitan 4,8 J. (Francisco, 2008), para determinar la cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura de 1,7 m3 de agua (volumen del tanque de preparación de alimentos) a 100oC, se usa la siguiente expresión:

Q= mc (tf – ti); MJ 2.4

Donde:

Q= Cantidad de energía requerida; MJ

m= Cantidad de masa; kg H2O

c= calor especifico (4,7 J.oC-1 para 1 g)

ti= temperatura inicial (25ºC)

tf= temperatura final (100 0C)

2.7.2.3 Metodología para determinar el consumo de energía fósil

Se realizó un inventario de los consumidores eléctricos y se determinó el tiempo de trabajo medio de cada categoría de consumidor y se obtuvo la siguiente expresión: (Sosa, 2000)

EE = ELamp + EMotor + Ebomb.+ EVent + Efogon + Earrocera
+ EReina + ERef.+ Eair. 2.5

Donde:

EE- Energía eléctrica total que consume la finca y la vivienda; kWh y MJ

ELamp- Potencia de las lámparas por el tiempo que están encendidas; kWh y MJ

Emotor- Potencia de los motores por el tiempo que están encendidos; kWh y MJ

Ebomb- Potencia de las bombillas para generar calor por el tiempo que están encendidas; kWh y MJ

Event- Potencia de los ventiladores por el tiempo que están encendidos; kWh y MJ

Efogon- Potencia del fogón por el tiempo que está encendido; kWh y MJ

Earrocera- Potencia de la olla arrocera por el tiempo que está encendida; kWh y MJ

Ereina- Potencia de la olla reina por el tiempo en que está encendida; kWh y MJ

Eref – Potencia del refrigerador por el tiempo que está encendido; kWh y MJ

Eair- Potencia del aire acondicionado por el tiempo que esta encendido; kWh y MJ

Tabla 9. Comportamiento y estructura del gasto energético de la instalación

Tabla 10. Comportamiento y estructura del gasto energético de la vivienda

2.8 Producción de biogás

Se evaluó como materia prima para la obtención de biogás al estiércol y el orín del ganado porcino, esta mezcla es conocida como purín y tiene un alto potencial de generación de biogás.

2.8.1 Cálculo del potencial de excretas y biogás de la Finca

La metodología utilizada para el cálculo de la cantidad diaria de biomasa que produce la finca es la empleada por Guardado (2007).

CE = mi Ed; kg.día-1 2.6

Donde:

CE- Cantidad de estiércol; kg

mi- Cantidad de animales disponibles

Ed- estiércol diario por animal; kg.día-1

Después de obtener la cantidad de estiércol disponible se calcula la cantidad de biomasa que produce el estiércol con la cantidad de agua necesaria para garantizar el desarrollo adecuado de la anaerobiosis metanogénica, la cual se obtiene por la expresión:

CB = CE + PE, H2O; kg.día-1 2.7

Donde:

CB- Cantidad de biomasa disponible; kg

PE, H2O- Cantidad de agua según la proporción excreta-agua en dependencia del tipo de animal o producto; m3

En el caso del residual porcino se utiliza una proporción 3:1. Sin embargo, para este caso en concreto, el cual requiere el empleo de datos reales, se calculó el flujo de agua potable utilizada para el lavado de las naves tomando el tiempo de llenado de un volumen conocido en varias ocasiones, determinando de esta forma el gasto de la bomba en L.s-1

Una vez obtenido el valor de la cantidad de biomasa que produce el estiércol diariamente se calcula la cantidad de biomasa disponible según el tiempo de retención. Este resultado se obtiene a través de la siguiente expresión:

CBR = CB TR; kg 2.8

Donde:

CBR- Cantidad de biomasa según el tiempo de retención

TR- Tiempo de retención de la biomasa; días

Se estima que un reactor normal a 30oC el tiempo requerido para biodegradar la materia prima alimentada es de 20 días, tiempo que se puede afectar por las radiaciones de la temperatura ambiental. (Yougfu, et al; 1989)

2.8.2 Cálculo del volumen de biogás (Sosa, 2000)

Para el cálculo del volumen de biogás que produce la cantidad de biomasa disponible, se utiliza la siguiente expresión:

VB = CBR l; m3 2.9

Donde:

VB- Volumen de biogás

l- Producción específica de biogás; m3.kg-1

Para las excretas de cerdo, la producción específica de biogás es de 0,064 m3.kg-1 (Werner, 1989)

2.8.3 Cálculo de Tiempo de Retención Hidráulica (Chao, 2007)

El tiempo de retención hidráulica se calcula mediante la siguiente expresión:

2.10

Donde:

TRH- Tiempo de retención hidráulica; días

Vef- Volumen efectivo del reactor para la biomasa; m3

Q– Flujo volumétrico del residual; m3.día-1

2.8.4 Cálculo del volumen efectivo del biodigestor

El volumen efectivo del biodigestor es la relación que existe entre el volumen calculado del biodigestor y el volumen de digestión de la biomasa.

2.9 pH

La medición de este parámetro es importante, pues brinda una idea del comportamiento de la capacidad buffer del sistema.

Existen dos métodos prácticos para corregir los bajos niveles de pH en los digestores:

El primero es parar la alimentación de los biodigestores y dejar que las bacterias metanogénicas asimilen los AGV, de esta forma aumentará el pH hasta un nivel aceptable.

El segundo método consiste en adicionar sustancias buffer para aumentar el pH del sistema como el agua con cal. Las cenizas de soda (carbonato de sodio) constituyen una variante más costosa, pero previenen la precipitación del carbonato de calcio. (Pohland; et al, 1978)

2.10 Test de Actividad Metanogénica (TAM)

El TAM es una prueba que puede ser utilizada como un análisis de rutina (Montalvo et al, 2003), para cuantificar la actividad metanogénica de lodos anaerobios y para otros fines tales como:

• Evaluar el comportamiento de la biomasa en presencia de compuestos potencialmente tóxicos.

• Determinar la toxicidad relativa de compuestos químicos presentes en efluentes líquidos o residuos sólidos.

• Establecer el grado de degradabilidad de diferentes sustratos.

• Monitorear cambios en la actividad del lodo debido a una posible acumulación de materia inerte después de largos periodos de operación de los reactores.

• Para evaluar parámetros cinéticos, etc.

En este caso, el TAM se realizó para determinar la potencialidad de producción de metano de los residuales de la finca. Para la realización del mismo fueron empleados 5 reactores de 450 ml de capacidad, teniendo en cuenta los dos tipos de sustratos que se generan en dicha finca, agua de lavado y purín. Además se monta un blanco con 45 mL de inóculo para ser tomado como referencia en el TAM.

2.11 Actividad Metanogénica Específica (AME)

Este estudio se realiza para la variable respuesta Actividad Metanogénica Específica, la cual se calcula según la expresión: (Field, et al; 1988)

2.11

El término ?DQOCH4 / ?t se calcula graficando el volumen de CH4 acumulado vs. el tiempo y de este gráfico se toma la pendiente más pronunciada entre dos mediciones consecutivas. Luego se multiplica por un factor de conversión que, para estas condiciones, se corresponde con el valor de 390,98 mLCH4 gDQO-1

2.12 Sólidos

Con excepción de los gases, todos los demás constituyentes de un agua residual, si bien no pueden ser identificados, aparecen reflejados cuando se realiza la determinación de sólidos (Manual CIPRO, 1998)

Al clasificar a los sólidos, uno de los términos que se empleados es el de volátiles. Esta denominación es relativa, ya que esa determinación se realiza a 600 ºC. Otro elemento a destacar es que no se hace distinción entre suspensiones coloidales y soluciones verdaderas. A estos efectos, tanto los coloides como los sólidos disueltos se consideran dentro de la categoría de solubles.

Se llaman sólidos totales a las sustancias que permanecen después de la evaporación de un volumen determinado de muestra. Estos sólidos pueden ser suspendidos o disueltos y ambos, a su vez, fijos o volátiles.

Los sólidos fijos están relacionados con los compuestos inorgánicos, mientras que la presencia de sólidos volátiles es indicativo de contaminación por compuestos orgánicos.

2.12.1 Sólidos totales

Cápsula con la muestra seca – tara

2.12.2 Sólidos totales fijos

Cápsula con la muestra después de mufla – tara

2.12.3 Sólidos totales volátiles

Sólidos totales – Sólidos totales fijos

Se tiene en cuenta que la unidad usada al momento de pesar en la balanza analítica es el gramo y que el volumen de las muestras son 100 mL, para expresar los resultados en mg.L.1 se debe multiplicar por 10000 los datos obtenidos.

2.13 Demanda química de oxígeno (DQO)

La demanda química de oxígeno determina la cantidad de oxígeno requerido para oxidar la materia orgánica en una muestra de agua residual, bajo condiciones específicas de agente oxidante, temperatura y tiempo. El oxidante más usualmente utilizado es el dicromato de potasio en medio ácido. (Pereda, 2007)

Método de reflujo abierto (APHA, 1998)

Cálculos:

2.11

2.12

Donde:

A: mL de sulfato ferroso amoniacal usados para valorar el blanco

B: mL de sulfato ferroso amoniacal usados para valorar la muestra

N: Normalidad del sulfato ferroso amoniacal

2.14 Eficiencia de remoción de la carga contaminante

Según Pereda (2007), esta variable es escogida para cuantificar la máxima eficiencia del proceso de digestión anaerobia. Es un indicador del desarrollo del proceso y es muy utilizado por la comunidad científica y adecuado para los objetivos planteados en este estudio. La ecuación matemática que la define es la siguiente:

100; % 2.13

2.15 Metodologías para el aprovechamiento del biogás producido

2.15.1 Empleo del biogás en la cocción de los alimentos del ganado

Al analizar este aspecto en el uso del biogás en la finca, se sabe que se utiliza una cantidad de 1,7 m3 de agua (volumen del tanque de preparación de alimentos), los trabajadores se ven obligados a cocinar dos veces al día para cubrir la demanda alimenticia de los cerdos debido al incremento de animales, por lo que la cantidad de agua necesaria será de 3,4 m3.

Se usaron los siguientes indicadores: (Chamorro, 2008)

• 1m3 de biogás equivale a 21MJ

• 1m3 de biogás equivale a 6,5 kWh

• 1m3 de biogás equivale a 0,6 L Diesel

Además se consideró que el Sistema Eléctrico Nacional (S.E.N), consume 210 gramos de Diesel para producir 1 kWh (Castro, 2006)

2.15.2 Empleo del biogás para la generación de energía eléctrica

Si se destinara la producción diaria de biogás a la generación de energía eléctrica, se necesitaría un grupo electrógeno que corresponda al volumen de producción y a la demanda energética del motor moledor de 15 kWh*jornada-1 o la turbina con igual valor en la demanda.

Para el cálculo de la potencia del generador se empleó la siguiente ecuación:

2.16 Valoración económica

Se tomó en cuenta que el costo en Moneda Libremente Convertible (C.U.C) para producir 1 kW por el Sistema Eléctrico Nacional (S.E.N.) es de 0,15 C.U.C (Pérez, 2010).

Se estimó la posibilidad de la cotización de créditos de carbono por toneladas equivalentes de CO2 emitidas, las cuales oscilan actualmente entre 10 y 14 ࠨ13 a 18,2 C.U.C), según los últimos acuerdos tomados en la conferencia de Copenhague.

2.17 Impacto Ambiental

Con el uso del biogás en la cocción de los alimentos de la masa ganadera, puede llegar a sustituir a la leña, dado que esta presenta un potencial calorífico relativamente bajo, de esta forma se evita la tala innecesaria de bosques. Según Danish Wind Industry, (2009), se puede calcular la equivalencia del biogás utilizado en litros Diesel, para luego determinar las toneladas de CO2 asociadas a dicho consumo.

Para el caso de la generación de energía eléctrica, relacionada con el uso del grupo electrógeno en sustitución de la energía obtenida del S.E.N., se pueden calcular las emisiones de CO2 a la atmósfera, equivalentes para la cantidad de CH4 generado en el proceso de digestión anaerobia. Es decir con una eficiencia del 100% para una concentración del 65% en el biogás.

Tabla 11. Emisiones de CO2 por kg de combustible (Baracca, 2000)

• 
  

  Resultados y discusión

La finca está ubicada en la carretera que une a Tapaste con Pedro Pi, posee una vivienda de concreto y placa con todas las comodidades de una vivienda moderna, con acceso a suficiente energía eléctrica y agua potable. El núcleo familiar está compuesto por 6 personas; cuenta además con 9 trabajadores con una edad promedio de 33,1 años.

Un elemento importante del ambiente de trabajo de la finca consiste en el salario de sus trabajadores, ya que reciben alrededor de 800 pesos mensuales, considerado por encima de la media de los trabajadores dedicados a las labores agropecuarias, siendo esto un estímulo para los hombres y sus familias.

El propósito principal de la finca es la producción de carne y la venta de pies de cría, actualmente la producción de carne en la finca es de 104 toneladas anuales, siendo esto un gran aporte a la dieta de la comunidad circundante.

3.1 Demanda energética de la finca

Se evaluaron todos los portadores energéticos necesarios para la producción de la finca, incluyendo al gasto de combustible promedio usado por un camión para el transporte de algunos insumos a la finca.

3.1.1 Energía renovable

3.1.1.1 Aporte energético de la fuerza del hombre

Una parte importante de la energía la aportan los trabajadores en diversas actividades que demandan grandes esfuerzos físicos, ellos son los encargados de buscar, cortar y trasladar la leña; preparar y cocinar el alimento de la masa ganadera, limpiar las naves y atender a los animales.

Para calcular el aporte energético de la fuerza del hombre, se usó la metodología propuesta por Laptev (1989), para trabajadores agrícolas, que plantea que el gasto de energía varía en función del peso del individuo en kg.min-1.

Tabla 12. Aporte energético de la fuerza del hombre (Expresión 2.1).

De acuerdo con lo reportado por Fluck (1981); Danish Wind Industry (2003)
y Castelar (2007); 1 litro de fracciones ligeras de petróleo (Diesel),
equivale energéticamente a 47,80 MJ. Esto quiere decir que el aporte
del trabajo del hombre en la finca equivale a 16 294,67 Litros Diesel por año.

La importancia del aporte energético del hombre no solo estriba en el empleo de la fuerza, si no en el aporte inteligente en la dirección de los diferentes procesos tecnológicos de trabajo, que aunque no se contabiliza como un gasto de energía, sería imposible el funcionamiento de la unidad sin el esfuerzo combinado, físico y mental de cada trabajador. Debe destacarse el carácter renovable de esta alternativa energética.

3.1.1.2 Aporte energético de los animales de tiro

La finca cuenta con una yunta de bueyes que se emplea para las operaciones de aradura, cruce, surcado y el transporte de leña y otros materiales necesarios.

De acuerdo con el peso corporal y el tipo de yugo, los animales pueden desarrollar una fuerza sostenible en cada jornada de entre 0,847 y 1,120 kN (Gómez 2009).

Se preparan cuatro hectáreas de tierra, empleadas para la siembra de caña, soya y anteriormente malanga; estas labores de preparación de suelo se realizan una vez al año.

Tabla 13. Energía requerida para la preparación del suelo (Expresión 2.2)

Una labor diaria es el transporte de leña para la preparación de alimentos y de caña para el surtido de la guarapera y la elaboración de sacharina, además de arrojar los desperdicios producidos en la casa y en la finca que no son incorporados al biodigestor.

Tabla 14. Energía requerida para el transporte (Expresión 2.3)

El aporte energético de los animales de tiro es de 5 208,26 MJ.año-1 o en su defecto 108,95 litros equivalentes de Diesel.

La tracción animal se ha venido usando desde hace más de cinco mil años, consistiendo hasta ahora una herramienta importante para la producción agrícola en muchos países, es importante recalcar el carácter renovable de este tipo de energía.

3.1.2 Energía no renovable

3.1.2.1 Demanda de leña para la preparación de alimentos

Para preparar el alimento de los animales, es necesario calentar la mezcla en un tanque cuyo volumen es de 1,7 m3 y el portador energético usado principalmente es la leña de marabú y el bagazo de caña.

En la finca se usa actualmente un fogón de leña rústico, donde no se emplean los parámetros de fogones de alto aprovechamiento energético, que requieren una recirculación del aire caliente generado dentro del área de preparación.

El consumo de leña para la cocción de alimentos es de 360 kg de leña.día-1.

Tabla 15. Energía calorífica aportada por la leña (Expresión 2.3)

La energía aportada por la leña para este proceso es de 862 452 MJ.año-1, lo que equivale a 18 042, 93 litros Diesel.

El gasto energético requerido para elevar a 100 oC la mezcla usada para la alimentación de los animales es de 599,25 MJ (Expresión 2.4).

Si comparamos la energía aportada por la leña (2395.7 MJ) y la energía necesaria para preparar los alimentos, notamos que se emplea este portador por un valor energético cuatro veces superior.

Si el potencial de la leña fuera aprovechado en un 100%, se necesitarían 90,04 kg de leña diariamente, pero en las condiciones actuales se emplean 269,96 kg de leña adicionales, lo que representa anualmente 97,19 toneladas de leña desperdiciadas y además se deforestan 10,69 hectáreas de bosque. (Guyat, 1989), contribuyendo de esta forma en una disminución de la captura de carbono. y además a una disminución cuantitativa de la retención de agua, ya que un solo árbol en su vida tiene la capacidad de retener alrededor de 40 000 galones de agua. (Park, 2007).

Si por otro lado se comparan los valores del calor de combustión del carbón vegetal y de la leña seca, se puede concluir que el valor del primero es aproximadamente 1,7 veces mayor. De aquí que la opción de utilizar el carbón vegetal en sustitución de la leña no sea despreciable en términos de eficiencia.

Por otra parte, la combustión del carbón vegetal resulta mucho menos contaminante que la combustión de la leña seca. Estos datos demuestran que en lugar de continuar el empleo de la leña en los fogones, sería recomendable incrementar la fabricación del carbón, que es más eficiente por su potencia calorífica y más ecológico como combustible. (Pérez; et al, 2002)

3.1.2.2 Demanda de energía eléctrica de la vivienda

Se utilizó la expresión 2.5 de Materiales y Métodos para calcular el consumo diario de electricidad por los diferentes consumidores que tiene la vivienda. Chao (2007); Sosa (2000), se comparó con el consumo diario a través de los contadores eléctricos instalados en la vivienda del administrador de la finca.

Tabla 16. Consumo de energía eléctrica de la vivienda

La energía total consumida en la vivienda durante un año es de 41 465,45 MJ, equivalentes a 867,48 litros Diesel.

El equipo de mayor demanda eléctrica en la finca es el refrigerador, ya que trabaja las 24 horas, le sigue el aire acondicionado, pero su demanda más importante es en la época de verano, de esta forma podemos decir que su demanda disminuye en un 50 %.

Podemos señalar que el consumo de energía relacionado con la preparación de alimentos es de 2532 kWh.año-1, lo que representa el 19,72% del consumo eléctrico total, esta cantidad de energía puede ser reemplazada a través del uso de un fogón de biogás, de fácil instalación y bajo costo, sirviendo de contingencia en caso de interrupción del servicio eléctrico o de desastres naturales.

A pesar de que todo el equipamiento es necesario para las comodidades de la familia, sin embargo, lo más importante es todo el equipamiento y la energía que se emplea para la preparación de alimentos. Podemos vivir sin aire acondicionado, sin agua fría, sin televisor y otras comodidades que da la vida moderna, pero no así sin alimentos debidamente preparados.

3.1.2.3 Demanda de energía eléctrica de la instalación

El mantenimiento de la instalación productiva, requiere un grupo de insumos básicos para la limpieza de las naves, el llenado de los tanques de agua, el abastecimiento de los cerdos, la preparación de alimentos y la calefacción de las crías. Todos estos detallados a continuación:

Tabla 17. Consumo energético de la instalación

La energía consumida por la instalación durante un año fue de 81 349,49 MJ equivalentes a 1 701,87 litros Diesel.

El motor de la turbina de agua consume un total de 5400 kWh.año-1, correspondiente al 21,44% de la energía consumida por la instalación.

El consumo de energía eléctrica de la instalación está dentro de los parámetros reportados por Chao (2007) y Valarezo (2007).

La energía total consumida en la unidad productiva es de 38 023,2 kWh.año-1, por lo que podemos considerar a la producción vulnerable energéticamente frente a periodos de desastre como ciclones o escasez de combustibles.

Tabla 18. Consumo total de energía eléctrica en la finca

La energía eléctrica total consumida por la instalación durante un año equivale a 122 814,94 MJ o 2 569,35 litros Diesel.

3.1.3 Consumo de combustible

La finca cuenta con un camión con un motor Yumz adaptado, usado para el transporte de insumos desde distancias relativamente largas, el gasto anual es de 13 000 litros de Diesel, equivalentes a 621 400 MJ.año-1

3.2 Demanda energética total de la finca

La demanda de energía de la finca está en dependencia de las necesidades productivas del momento, actualmente requiere una combinación de energía renovable y no renovable total de 2 057 408,2 MJ.año-1, equivalentes a 43 042,01 litros Diesel,

Aunque la energía fósil convertida en electricidad representa un pequeño porcentaje de la demanda energética total de la unidad no se puede desestimar ni confundir ya que sobre esta descansa el funcionamiento de los servicios básicos de la familia y la producción de la unidad, el agua de limpieza y bebida de los animales en la instalación y en la vivienda; así como la cocina y el refrigerador y otros están ligados a esta energía.

Tabla 19. Demanda energética total de la finca

El gasto energético más importante es el realizado por la leña, los trabajadores y los animales de tiro, sin embargo, la finca depende enteramente del fluido eléctrico para el bombeo de agua, el alumbrado de la instalación y la preparación de alimentos de la familia, esta situación representa un inconveniente en caso de que no se disponga del suministro eléctrico en un momento dado.

3.3 Costo energético de la producción de carne de cerdo

La producción promedio de carne durante el año en la finca alcanza las 104 toneladas, los costos energéticos de la producción, están evaluados de acuerdo al portador de energía, obteniendo que el costo energético total en la producción de carne es de: 3 826 768,6 MJ.año-1 y su equivalente en Diesel es de 80 057,92 litros. Para producir una tonelada de carne se gastaron 36 795,85 MJ o su equivalente de 769,79 litros de Diesel.

Tabla. 20 Gastos energéticos por portador

Como se puede apreciar, la leña representa el gasto energético más importante para la finca, esto se debe a la baja eficiencia del fogón, esto se podría remediar usando un fogón de alta eficiencia para la leña.

Si por otro lado se comparan los valores del calor de combustión del carbón vegetal (30 MJ.kg.1) y de la leña seca (18 MJ.kg-1), se puede concluir que el valor del primero es aproximadamente 1,7 veces mayor. De aquí que la opción de utilizar el carbón vegetal en sustitución de la leña no sea despreciable en términos de eficiencia. Por otra parte, la combustión del carbón vegetal resulta mucho menos contaminante que la combustión de la leña seca. Estos datos demuestran que en lugar de continuar el empleo de la leña en los fogones, sería recomendable incrementar la fabricación del carbón, que es más eficiente por su potencia calorífica y más ecológico como combustible. (Pérez; et al, 2002)

3.4 Gasto de agua en la producción de la finca.

La finca cuenta con dos tanques de 6,25 m3 y 12,7 m3 para el almacenamiento del agua, el consumo total de la instalación es de 12,4 m3 por lo que la unidad tiene una determinada cantidad de agua que puede ser almacenada y usada para cualquier actividad que sea requerida.

En la vivienda se consumen diariamente 1,8 m3 de agua, representando el 14% del consumo total de la unidad, mientras que en la instalación es donde se consume la mayor parte del agua 10,6 m3 diariamente.

Tabla 21. Consumo de agua en la finca

Para producir las 104 toneladas de carne son necesarios 3 869 m3 de agua, esto quiere decir que para producir una tonelada de carne se requieren 37,20 m3 de agua. Esto se contrapone con lo planteado por Valarezo (2007), que plantea que para producir 1 tonelada de carne se requieren 136,89 m3 de agua, bajo condiciones similares de producción.

3.5 Impacto ambiental por el consumo de energía eléctrica

Un factor importante que contribuye al calentamiento global es la quema de combustibles fósiles (derivados del petróleo, gas y carbón) para la generación de energía eléctrica, la finca al consumir electricidad, se convierte en un ente contaminante indirecto, porque requiere de la misma para algunos de sus procesos productivos.

Según Danish Wind Industry (2003) y Castelar (2003), un litro de fracciones ligeras de petróleo (Diesel), tiene una densidad de 0,838 kg.L-1.

La vivienda emite a la atmósfera 2,30 t CO2.año-1 por concepto de consumo de electricidad proveniente del Sistema Nacional de Generación, en cambio que la instalación productiva emite 4,51 t CO2 .año-1 por el mismo concepto.

3.5 Impacto ambiental producido por el uso de la leña

En la finca se utilizan diariamente 360 kg de leña de marabú y de bagazo de caña, destinados a la cocción de los alimentos del ganado, esta cantidad de madera es pobremente aprovechada por el fogón de leña, el área total deforestada para este fin es de 14,26 hectáreas, fundamentalmente de arbustos de marabú.

Las emisiones a la atmósfera por concepto de la quema de leña son de 132,66 kg de CO2 diarios y anualmente la finca emite 47,78 toneladas de CO2 a la atmósfera.

3.7 Diagnóstico de los digestores

3.7.1Potencial de excretas en la finca

En la finca existe un potencial de excretas total de 2009,49 kg.d-1 tal como se muestra en la tabla

Tabla 22. Potencial de excretas generado en la finca según cantidad de animales.

Para la limpieza de las naves de los animales, se utiliza una bomba de agua con un flujo de 1,5 L.s-1, durante 1 hora aproximadamente, lo que aporta 5400 L.día-1 o 5,4 m3.día-1

Se detectó un inconveniente en el manejo de la planta debido a la habilitación constante de la trampa principal y la del primer digestor, lo que permitía la entrada de agua potable proveniente del tanque elevado de agua. Este problema fue resuelto durante el desarrollo del estudio y no fue considerado a la hora de realizar los cálculos del volumen total del residual.

Una cuestión importante en el funcionamiento de la planta es el uso que se le da al biogás, dado que sólo es utilizado para la cocción de alimentos de la familia del administrador, emitiéndose el volumen restante a la atmósfera sin ninguna utilidad energética y contaminando el medio ambiente. Se debe señalar que la instalación de la planta de biogás se planificó para satisfacer las demandas energéticas esenciales de la finca, como la cocción de los alimentos de los cerdos y el motor moledor.

3.8 Evaluación de los parámetros de funcionamiento de la planta

3.8.1 pH

A lo largo del seguimiento de la planta se pudo observar que dicho valor se mantuvo alrededor de 7,2 para la entrada a los biodigestores y 7,32 para el efluente, estos valores se encuentran dentro de los intervalos aceptables para la digestión anaerobia. (Norberg, 2002). Esto concuerda con lo reportado por (Yougfu; et al, 1989) que manifiestan que el rango de pH óptimo es de 6,6 a 7,6.

3.8.2 Sólidos

Al realizar un análisis de la acumulación de Sólidos Totales, Volubles y Fijos en la instalación, se obtuvieron los siguientes resultados:

Figura 2. Evolución de los sólidos en la planta.

Como se observa, podemos decir que existe una tendencia a la acumulación de sólidos dentro del sistema de digestión anaerobia, por lo que la eficiencia de remoción de los mismos es muy baja, afectando negativamente el aprovechamiento del sustrato (Montalvo, et al; 20003). Esto se debe a la forma de operación de la planta.

La eficiencia de remoción de sólidos (?) con respecto a la entrada al grupo de reactores es la siguiente:

• Reactor 1= 10,47%

• Reactor 2= 32,47%

• Reactor 3= -32,47%

Como se puede apreciar, la eficiencia del Reactor 3 es negativa, esto significa que en lugar de efectuarse una remoción de sólidos ocurre lo contrario o sea una acumulación de sólidos.

3.8.3 Demanda Química de Oxígeno

También se calculó el parámetro de DQO, obteniéndose los resultados mostrados en la siguiente tabla:

Tabla 23. Evolución de DQO en el sistema.

La eficiencia de remoción de la carga contaminante en el sistema es muy baja (Sosa, 2000), dándose en el digestor 3 la situación más crítica, tal como se muestra a continuación:

Reactor 1= 20,59%

Reactor 2= 32,35%

Reactor 3= -17,65%

Esta baja eficiencia de la remoción de la carga contaminante se debe principalmente a el mal manejo de los biodigestores, siendo esto además una consecuencia de la acumulación de sólidos.

3.9 Potencial de biogás de los residuales generados en la finca

Se realizó un ensayo anaerobio para determinar la actividad metanogénica de los sustratos analizados, que en este caso fueron del lodo y del agua de lavado+purín.

Los valores de Actividad Metanogénica Específica (AME) del lodo fueron de: 0,0214 gDQOCH4/SSV.día-1 y del agua de lavado+purín fue de: 0,0246 gDQOCH4/SSV.día-1 con una concentración de SSV de 40g.L-1.

Estos valores están acorde a lo reportado para este tipo de lodo anaerobio según Field et al (1988) quien plantea que la AME para estiércol digerido = 0,02 – 0,08 gDQOCH4/SSV.d-1 con un contenido de SV = 20 – 80gSSV.L-1. Lo cual demuestra que el lodo que contienen los reactores sí tiene la capacidad para digerir los sustratos adecuadamente.

La no obtención de los valores esperados se debe a la mala operación de la planta y no por las características propias del lodo y de los sustratos.

Figura 3. Evolución metanogénica de los residuales.

3.10 Cálculo del TRH real de la finca

La capacidad de digestión instalada en la planta es de 183 m3 de acuerdo a Gómez (2009), de esta cantidad se utilizan 101,57 m3, equivalentes al 55,55% del volumen total de digestión como volumen efectivo para la biomasa mezclada con agua.

Conociendo que el caudal de agua empleado diariamente en la limpieza de las naves es de 5,4 m3 y la cantidad de excreta generada por día es de 2009,49 kg, entonces el volumen de residual a tratar es de: 7,41 m3.

Utilizando la expresión 2.10 de Materiales y Métodos obtenemos que el Tiempo de Retención Hidráulico real es de 13,70 días.

El proceso de digestión anaerobia de la biomasa se ve afectado por la disminución del tiempo de retención hidráulico, necesario para una adecuada producción de metano, este tiempo calculado originalmente para 20 días disminuyó debido al aumento de la carga de los biodigestores, consecuente con el incremento de la masa ganadera de la finca. (Castelar, et al; 2003); (Xuan; 1996); (Yougfu, et al; 1989).

3.11 Producción esperada de biogás.

Al existir una serie de inconvenientes que afectan el normal funcionamiento de la planta, se puede estimar una producción de biogás de entre el 70 y 80%, siendo esto un valor práctico, obtenido en varios estudios sobre plantas del mismo tipo y bajo condiciones similares. Partiendo de esta premisa y siempre y cuando se mantengan los parámetros actuales de rendimiento de biogás por kilogramo de excreta y una correcta proporción de agua acorde con lo planteado por (Sosa, 2000); (Guardado, 2007) entre otros y se realizan las adecuadas operaciones de manejo con el número vigente de animales, podemos considerar los siguientes valores de volumen de producción de biogás:

Tabla 24. Producción de biogás diario con eficiencias adecuadas en condiciones reales.

Bajo las condiciones actuales de manejo de los desechos, número de animales, parámetros de dilución, tiempo de retención y una eficiencia de remoción de la carga caminante del 30%, el volumen de producción de biogás diario es de 24,1 m3.

3.12 Consideraciones de la planta de tratamiento de residuales

La planta de tratamiento de residuales de la finca, bajo las condiciones actuales, tiene inconvenientes en su operación dados por una serie de factores.

La eficiencia en la eliminación de la carga contaminante y de los sólidos volátiles de estos residuales es muy baja (10 % < ? < 30 %), con lo cual la disposición final de los efluentes de la planta no cumplen con los requisitos mínimos de vertimiento. (Narain, 1990)

La capacidad de generación de biogás de la planta se encuentra disminuida en un 44,2% con respecto a la producción real que tuviera la planta si estuviera funcionando adecuadamente. (43,19 m3.día-1)

El tiempo de retención hidráulico para el que está diseñado este tipo de planta (TRH = 20 días), no se cumple, reportándose un valor real de 13,70 días. Esto impide que la materia orgánica a digerir permanezca el tiempo necesario para su degradación y que los lodos finales aún sigan inestables y no con todas las propiedades requeridas para ser utilizado como biofertilizantes de alto valor biológico (Nitrógeno orgánico aún presente y no convertido en Nitrógeno en forma de NH4+, presencia de patógenos, Carbono orgánico aún por ser oxidado, alta presencia de compuestos de fósforo, entre otros) (Guardado, 2007)

El lodo que se obtiene en el proceso de Digestión Anaerobia, tiene la capacidad para digerir los sustratos adecuadamente según lo planteado por (Field; et al, 1988) y (Montalvo; et al, 2003). De modo que los valores obtenidos en el volumen de biogás producido y en la eliminación de la materia orgánica presente en los biodigestores se deben a la mala operación de la planta y no por las características propias del lodo y de los sustratos.

3.13 Estrategia de operación de la planta de biogás

La estrategia de operación de la planta debe estar encaminada a incrementar el volumen efectivo de tratamiento de residuales, puesto que en las condiciones actuales de la finca no es posible satisfacer esa necesidad, en cuanto al número de animales en variación constante y tiempo de limpieza, permiten un manejo hidráulico adecuado para este tipo de sistema. Por lo tanto se debe tener cuidado con esta condición ya que es un factor influyente en la capacidad de digestión del sistema.

Como el flujo de alimentación a los digestores está acorde a las proporciones recomendadas, se sugiere instalar dos nuevos digestores tubulares de polietileno de igual capacidad, de forma tal que se incremente el volumen efectivo de digestión anaerobia hasta 169,28 m3. El TRH para estas nuevas condiciones sería de 22,85 días.

Bajo las condiciones actuales sólo es posible tratar 5,05 m3.día-1 de residuales para que se cumpla el TRH de diseño en el volumen efectivo existente

3.14 Valoración energética de la planta

Teniendo en cuenta que se tomen las medidas para obtener el mayor rendimiento de biogás posible en la finca y alcanzando una eficiencia en la eliminación de la carga orgánica del 70%, existiría una disponibilidad de 56,3m3 de biogás al día, tal como se explicó anteriormente.

Si se quisiera generar energía eléctrica a partir del biogás, se deberá instalar un grupo electrógeno de 3kW generando 15 kWh.día-1, necesarios para suplir la demanda del motor del molino de chopo o de la turbina de agua, que generaría esa potencia empleando 45,5 m3 de biogás diario, tal como se muestra en la siguiente tabla.