UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA VIII CONFERENCIA CIENTÍFICA CONSEJO NACIONAL DE UNIVERSIDADES UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA VIII CONFERENCIA CIENTÍFICA “Incentivando la Ciencia y la Tecnología para el Desarrollo en Tiempos de Cambio” Instalación de un Laboratorio de Biomasa y construcción de un digestor anaerobio (de laboratorio) para la producción de BIOGAS aprovechando los residuos orgánicos. Edgar Gerardo Somarriba Lezama Facultad de Tecnología de la Construcción , Departamento de Estructura. María Teresa Castillo Rayo. Facultad de Tecnología de la Industria, Programa de Energía y Medio Ambiente. Br. Jorge Ronaldo Morales Valdez, Jean Paul Padilla Dávila Egresados de la carrera de Ing. Mecánica

INTRODUCCIÓN El presente trabajo nace de la necesidad de realizar la proyección de nuestra universidad hacia una sociedad que requiere de cambios energéticos que le permita mejorar la calidad de vida a la población de Nicaragua. Para lograr estos cambios, la Universidad Nacional de Ingeniería cuenta con una unidad de vinculación e investigación denominada Extensión Universitaria, que tiene como objetivo principal, retornar a la sociedad civil, lo que ésta ha invertido en nuestras universidades públicas.

En la FTI se encuentra el Programa de Energía y Medio Ambiente que junto a la Vice rectoría de Investigación y Desarrollo de La UNI, llevaron a cabo, con el auspicio del voluntariado Holandés, una visita de evaluación de las capacidades energéticas en el municipio de El Tortugüero. Esta visita arrojo datos que indicaban la capacidad que existe en la zona para el aprovechamiento de algunos sistemas de generación de energía amigables con el medio ambiente, tales como son la posibilidad de implementar el uso de biodigestores a pequeña y gran escala, para la producción de biogás, en El Municipio de El Tortugüero en la Región Autónoma del Atlántico Sur.

Con este proyecto se espera sufragar en parte la alimentación de la planta eléctrica, la cual es sustentada por diesel, y suministra 4 horas de energía eléctrica al casco urbano, siempre y cuando exista la cantidad requerida de diesel en la zona; de lo contrario no habrá fluido eléctrico a la población. Dicha energía resulta ser de alto costo y no todos los pobladores pueden tener acceso al mismo. En la comunidad se han encontrado pobladores que poseen su propios sistemas de Energía solar Fotovoltaica, también se encontró un Sistema Fotovoltaico en la estación de policía, el cual es utilizado en la radio comunicación.

Los usuarios de estos sistemas, consideran que es mucho más económico y eficiente la adquisición de sistemas Fotovoltaicos, pues utilizan la energía que ellos demandan de acuerdo a sus propias necesidades, que utilizar energía generada por la planta a diesel la cual solo produce energía durante cuatro horas, siempre y cuando en existencia la cantidad de diesel requerido para echar andar la planta. Existe también en la zona un alto potencial de los recursos hídricos, los cuales puede ser explotados instalando pequeñas o medianas turbinas para la generación de energía hidroeléctrica.

Es por tales motivos que a través de la Universidad Carlos III de Madrid se ha desarrollado e instalado un Laboratorio de Biomasa que permita realizar en primera instancias, las pruebas requeridas para poder desarrollar los estudios necesarios, para la implementación del o de los biodigestores en la zona y en cualquier otra región del país , que se demande. Con esto se pretende contribuir y ayudar sobre todo en las regiones que más necesitan del suministro de energía de nuestro país, a realizar cambios en la matriz energética, ya que el uso de las energías renovables, permite disminuir los gasto y costos del uso de los combustibles fósiles, disminuye el consumo de carbón y leña que son de mucha demanda, alto valor económico a nivel nacional y se evita la destrucción del entorno medio ambiental.

OBJETIVOS: El objetivo principal del proyecto es la montaje de un laboratorio de Biomasa, con un digestor anaerobio basado en los modelos de flujo constante y de Batch, este se ubicara en las intalaciones de la FTI, el cual permita realizar estudios en la comunidad nicaragüense El Tortugüero, ubicada en la Región Autónoma del Atlántico Sur (RAAS). Este proyecto se realizará en colaboración con la Universidad Nacional de Ingeniería (UNI) ubicada en Managua, Nicaragua, auspiciada por la Universidad Carlos III de Madrid, España. Este objetivo principal puede dividirse en tres componentes:

Construcción de una planta piloto consistente en un digestor anaerobio, sistema de trituración de residuos para la alimentación del digestor y sistemas de análisis y control de la instalación. Estudio de las condiciones de funcionamiento del digestor. Formación de técnicos nacionales “in situ”. Tanto en las instalaciones del RUPAP, como en la comunidad El Tortugüero.

MATERIALES Y METODOS Como el proyecto es el montaje de un laboratorio de Biomasa se utilizaron y se adquirieron los siguientes materiales y equipos: 5 barriles plásticos con capacidad de 25 galones para los biodigestores. 3 barriles de 55 galones; 2 para camisas de agua y 1 para el gasómetro Válvulas de pase de globo, de ½ pulgada y de 4 pulgadas. Tubería de PVC , para circulación de gas y efluente Pegamento PVC.

Sellantes a base de silicona y PVC 5 Neumáticos #16,para almacenamiento del metano 1 balde de 25 galones para el gasómetro, Mangueras transparente de 4, 6, 10 mm, de ½ pulgada y de 1 pulgada. Accesorios y herramientas varias. Uniones roscadas, uniones T plásticas y de metal Estructuras metálicas de soporte.

EQUIPOS DE LABORATORIO Mufla Bloque Digestor. Sonda Multiparamétrica Colorímetro Equipo ORSAT Mecheros Bunsen Mallas de amianto. Cristalería requerida. Cocina y tanque de gas.

MUFLA BLOQUE DIGESTOR COLORIMETRO EQUIPO ORSAT Y HERRAMIENTAS MECHERO BUNSEN

METODO Se aforo el gasómetro con la ayuda de un patrón facilitado por el laboratorio de metrología legal de la UNI con el cual se fue midiendo la capacidad y señalando en la superficie exterior del balde destinado para eso. Los 5 digestores se construyeron de manera simultanea, dos de ellos con camisa de agua termalizada para un mejor control de la temperatura de trabajo y los otros tres se diseñaron de forma que se pudieran utilizar bajo el régimen de flujo continuo pero a temperatura ambiente.

Campana del Gasometro aforada Cada escala representa el equivalente de 10lt de volumen de gas. Gasometro instalado Cocina de Gas acondicionada para el uso de Biogas. Tanque de gas Propano –butano que se utilizara como gas testigo en las pruebas

RESULTADOS . Luego de haberse canalizado la ayuda para la ejecución del proyecto, se diseñan y construyen cinco modelos de biodigestores, de los cuales tres son de flujo continuo y dos de Batch. Los de flujo continuo trabajan a temperatura ambiente, y los de Batch trabajan con camisa de agua termalizada, a una temperatura de 32º centígrados de manera constante. Se pusieron en marcha cuatro. Dos con camisa de agua y dos a temperatura ambiente. De los dos con camisa de agua termalizada, se carga uno en condiciones de codigestión, (mezcla de estiércol de cerdo y de res) y el otro solo con estiércol de res.

De los biodigestores sin calefacción, se alimentó uno con estiércol de cerdo y otro con estiércol de res. Al cabo de 25 días se obtuvo producción de biogás de los digestores con camisa de agua, la cual fue de diez litros de volumen, a pesar de encontrarnos en condiciones de muchas lluvias, debido a efecto climatológicos no frecuentes en nuestro país. Al cabo de 33 días, obtuvimos producción de biogás de los digestores de flujo continuo, en producción de cinco litros volumen de gas metano por día. Durante los siguientes días, la producción de gas fue mejorando a medida que la lluvia disminuía en Managua, hasta obtener un total de producción de 15 litros de volumen de gas diario.

La producción en los digestores de camisas de agua termalizadas, se detuvo de manera abrupta, se sospecha que esto sucedió debido a que los cerdos habían sido medicados, lo que causo una inhibición de la producción del metano. Esto todavía no se ha confirmado, por lo cual, se iniciará el estudio referente. Al finalizar las labores (2010), se vaciaron los recipientes y se dejaron listos para la próxima carga que esperamos sea en los primeros días del mes de marzo.

CONCLUSIONES Los biodigestores construidos prestan las condiciones requeridas para ser utilizados en los laboratorios y poder comprobar los parámetros de temperatura, PH, Presión etc. El equipamiento esta adecuado para los estudios e investigaciones a realizar. Se debe mejorar el espacio ya que se esta en condiciones de hacinamiento. El laboratorio cuando este a capacidad con sus reactivos estar listo para realizar el análisis del gas obtenido, %metano, % CO2, O, DBO, DQO etc.

Líder en Ciencia y Tecnología Gracias por su atención. Líder en Ciencia y Tecnología