Jornada de Biodigestion
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3 -
Introducción a la Biodigestión
Oradores:
Capítulo IIntroducción a la
fermentación
anaeróbica
PROBIOMASA
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Robert
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-2013-
Fuentes de Energía
NO RENOVABLES: Son aquellas cuyas reservas son
limitadas y se agotan con el uso. Las principales son la
energía nuclear y los combustibles fósiles (el petróleo,
el gas natural y el carbón).
RENOVABLES: Se denomina energía renovable a la
energía que se obtiene de fuentes naturales
virtualmente inagotables, unas por la inmensa cantidad
de energía que contienen, y otras porque son capaces
de regenerarse por medios naturales.
Introducción a la Fermentación Anaerobia
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Fuentes de Energía
Introducción a la Fermentación Anaerobia
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Fuentes de Energía
Fuente/Añ
o
1997 2005 2010 2015
Gas natural
Petróleo
Renovables
Biomasa
Nuclear
Carbón
46,5
40,8
4,7
4,5
2,3
1,1
48,6
37,7
5,0
5,1
2,7
0,8
52,2
34,5
4,7
5,5
2,3
0,8
56,9
30,6
3,9
5,9
1,9
0,8
Fuente: Elaborado en base a información del Ministerios de Relaciones
Exteriores, Comercio Internacional y Culto.
Introducción a la Fermentación Anaerobia
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Fuentes de Energía
RENOVABLES
-Energía Hidrúlica
-Energía Eólica
-Energía Solar
-Biomasa
-Energía Geotérmica
-Energía Mareomotriz
Introducción a la Fermentación Anaerobia
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Biomasa
-El término de biomasa hace referencia a toda materia quepuede obtenerse a través de la fotosíntesis, esto incluye lamadera, plantas de crecimiento rápido, algas cultivadas, etc. Esuna fuente de energía procedente, en último lugar, del sol, y esrenovable siempre que se use adecuadamente.
-La obtención de energía a partir de biomasa puede realizarsebásicamente a través de dos tipos de procesos diferentes: losprocesos bioquímicos y los procesos termoquímicos. Ademásse puede incluir un tercero que se basa en procesos biológicos.El proceso de transformación elegido dependerá de lascaracterísticas químicas de la biomasa .
Introducción a la Fermentación Anaerobia
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-2013-
Introducción a la Metanogénesis
Principios bioquímicos y Parámetros físicos-químicos
del proceso
Composición química del Biogás
Diferentes tipos de Sustratos utilizados
Principios de la Co-digestión
Beneficios de la tecnología
Introducción a la Fermentación Anaerobia
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-2013-
Introducción a la Metanogénesis
Proceso natural que ocurre en forma espontánea en la
naturaleza
Forma parte del Ciclo Biológicoo
1890 primer biodigestor a escala real en India
1896 en Exeterr (Inglaterra) biogás a partir de lodos
cloacales
En los ´40 ocurre la difusión en el medio rural (Europa,
China e India)
A partir de la crisis energética en los ´70 se reinicia la
investigación y extensión
Países generadores de tecnología: China, India,
Tailandia, Filipinas, Holanda, Francia, Gran Bretaña,
Suiza, Italia, EE.UU. y Alemania
Introducción a la Fermentación Anaerobia
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Introducción a la Fermentación Anaerobia
Introducción a la Metanogénesis
Principios bioquímicos y Parámetros físicos-químicos
del proceso
Composición química del Biogás
Diferentes tipos de Sustratos utilizados
Principios de la Co-digestión
Beneficios de la tecnología
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Principios Bioquímicos y Parámetros
físicos-químicos del proceso
Introducción a la Fermentación Anaerobia
Cámara de Pre-
Mezcla
Biodigestor
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Biodigestor
Principios Bioquímicos y Parámetros
físicos-químicos del proceso
Introducción a la Fermentación Anaerobia
Ácidos
Orgánicos
Ácidos
Grasos
Volátiles
Ácido
Acético
Hidrógeno
(H2)
Dióxido de
Carbono
(CO2)Alcoholes
Acetogénesis
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Principios Bioquímicos y Parámetros
físicos-químicos del proceso
Introducción a la Fermentación Anaerobia
Ácido
AcéticoH2 CO2
H2H2
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Principios Bioquímicos y Parámetros
físicos-químicos del proceso
Introducción a la Fermentación Anaerobia
Ácido
AcéticoH2 CO2
H2H2
H2
Sulfídrico
(H2S)
H2
H2
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Principios Bioquímicos y Parámetros
físicos-químicos del proceso
Introducción a la Fermentación Anaerobia
Proceso Complejo!!!
FASE ACIDOGENICA FASE METANOGENICA
-Bacterias facultativas
-Reproducción muy rápida
-Poco sensibles a los cambios de
acidez y temperatura
-Principales metabolitos, ácidos
orgánicos.
-Bacterias anaeróbicas estrictas
-Reproducción lenta
-Muy sensibles a los cambios de
acidez y temperatura
-Principales productos finales,
metano y dióxido de carbono.
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Principios Bioquímicos y Parámetros
físicos-químicos del proceso
Parámetros Básicos de control
Tipo de Sustrato (nutrientes disponibles)
pH: 6,8-7,5
Temperatura: Psicrofílica (≥20°C) Mesofílica
(20-40°C) – Termofílica (40-50°C)
Introducción a la Fermentación Anaerobia
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Principios Bioquímicos y Parámetros
físicos-químicos del proceso
Parámetros Básicos de control
Introducción a la Fermentación Anaerobia
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-2013-
Principios Bioquímicos y Parámetros
físicos-químicos del proceso
Parámetros Básicos de control
Tipo de Sustrato (nutrientes disponibles)
pH: 6,8-7,5
Temperatura: Psicrofílica (≥20°C) Mesofílica
(20-40°C) – Termofílica (40-50°C)
Tiempo de Retención Hidráúlico
Introducción a la Fermentación Anaerobia
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Principios Bioquímicos y Parámetros
físicos-químicos del proceso
Parámetros Básicos de control
Introducción a la Fermentación Anaerobia
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Principios Bioquímicos y Parámetros
físicos-químicos del proceso
Parámetros Básicos de control
Tipo de Sustrato (nutrientes disponibles)
pH: 6,8-7,5
Temperatura: Psicrofílica (≥20°C) Mesofílica
(20-40°C) – Termofílica (40-50°C)
Tiempo de Retención Hidraúlico
Materia Seca Mezcla: 5-15%
Relación C/N (20 a 30)
Presencia de Inhibidores
Introducción a la Fermentación Anaerobia
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Principios Bioquímicos y Parámetros
físicos-químicos del proceso
Parámetros Básicos de control
Introducción a la Fermentación Anaerobia
INHIBIDORES CONCENTRACION
INHIBIDORA
-SO4
-NaCl
Nitrato
-Cu
-Cr
-Ni
-CN
-ABS (Detergente sintético)
-Na
-K
-Ca
-Mg
5.000 ppm
40.000 ppm
0,05 mg/ml
100 mg/l
200 mg/l
200-500 mg/l
25 mg/l
20-40 mg/l
3.500-5.500 mg/l
2.500-4.500 mg/l
2.500-4.500 mg/l
1.000-1.500 mg/L
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Principios Bioquímicos y Parámetros
físicos-químicos del proceso
Parámetros Básicos de control
Tipo de Sustrato (nutrientes disponibles)
pH: 6,8-7,5
Temperatura: Psicrofílica (≥20°C) Mesofílica
(20-40°C) – Termofílica (40-50°C)
Tiempo de Retención Hidraúlico
Materia Seca Mezcla: 5-15%
Relación C/N (20 a 30)
Presencia de Inhibidores
Grado de Mezclado
Introducción a la Fermentación Anaerobia
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Introducción a la Fermentación Anaerobia
Introducción a la Metanogénesis
Principios bioquímicos y Parámetros físicos-químicos
del proceso
Composición química del Biogás
Diferentes tipos de Sustratos utilizados
Principios de la Co-digestión
Beneficios de la tecnología
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-2013-
Composición Química del Biogás
Introducción a la Fermentación Anaerobia
CH4 (50-70%)
CO2 (25-45%)
H2S
H2Nitrógeno
Gaseoso (N2)
Oxígeno (O2)
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-2013-
Poder Calorífico = 5000-6500 kcal/m3
Composición Química del Biogás
Introducción a la Fermentación Anaerobia
CO2 (25-45%)
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-2013-
Introducción a la Fermentación Anaerobia
Introducción a la Metanogénesis
Principios bioquímicos y Parámetros físicos-químicos
del proceso
Composición química del Biogás
Diferentes tipos de Sustratos utilizados
Principios de la Co-digestión
Beneficios de la tecnología
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-2013-
Introducción a la Fermentación Anaerobia
Diferentes Tipos de Sustratos
Excrementos animales
Aguas residuales de las industrias
Sub-productos de algunas industrias
Restos de cosecha
Aguas grises domiciliarias (cloacas)
Fracción Orgánica de la Basura
Biomasa (cultivos energéticos)
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-2013-
Introducción a la Fermentación Anaerobia
SUSTRATO M3 BIOGÁS/Tn
SV
% CH4
-Cama de Pollo
-Estiércol de Vaca líquido
-Estiércol de Porcino (carne)
líquido
-Estiércol liquido de
chanchas madres
-Ensilado remolacha
azucarera
-Maíz ensilado (lechoso) alta
calidad
-RSU (fracción orgánica)
350
350
500
400
716
590
370
60
60
65
65
51
52
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Diferentes Tipos de Sustratos
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-2013-
Introducción a la Fermentación Anaerobia
SUSTRATO Masa Seca /
sólidos totales
(%)
Sólidos volátiles (%)
-Cama de Pollo
-Estiércol de Vaca líquido
-Estiércol de Porcino (carne)
líquido
-Estiércol liquido de
chanchas madres
-Ensilado remolacha
azucarera
-Maíz ensilado (lechoso) alta
calidad
-RSU (fracción orgánica)
55
7,5
1
3
16
23
50
71,5
78,5
80,5
77,5
75
94,5
60
Diferentes Tipos de Sustratos
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-2013-
Introducción a la Fermentación Anaerobia
Diferentes Tipos de Sustratos
-Materia Seca: Se seca la muestra de sustrato
a 105,5°C en estufa durante 24 hs.
-Sólidos Volátiles: Se quema la materia
orgánica del sustrato a 550°C durante 6
horas.
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-2013-
Introducción a la Fermentación Anaerobia
Introducción a la Metanogénesis
Principios bioquímicos y Parámetros físicos-químicos
del proceso
Composición química del Biogás
Diferentes tipos de Sustratos utilizadas
Principios de la Co-digestión
Beneficios de la tecnología
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-2013-
Principios de la Co-Digestión
Mezcla de diferentes sustratos incrementa los
rendimientos de la digestión y mejora la
aptitud del biofertilizante
Co-digestores por excelencia: maíz (Zea
mays L.), el trébol (Trifolium sp.), el sorgo
(Soghum sudanense) y la remolacha
azucarera (Beta vulgaris)
Alternativas: Glicerina (sub-producto industria
del Biodiesel), Sub-productos plantas de
Alimentos, Restos de cosechas (semilleros)
entre otros.
Introducción a la Fermentación Anaerobia
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soc.
-2013-
Principios de la Co-Digestión
Introducción a la Fermentación Anaerobia
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& A
soc.
-2013-
Introducción a la Fermentación Anaerobia
Introducción a la Metanogénesis
Principios bioquímicos y Parámetros físicos-químicos
del proceso
Composición química del Biogás
Diferentes tipos de Sustratos utilizadas
Principios de la Co-digestión
Beneficios de la tecnología
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soc.
-2013-
Introducción a la Fermentación Anaerobia
Beneficios de la Tecnología
Obtención de energía térmica y eléctrica
Obtención de Biofertilizantes
Menor costo operativo que sistemas de
tratamientos aeróbicos
Revalorización de Pasivos Ambientales
Creación de Polos Agroindustriales
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3 -
Introducción a la Biodigestión
Capítulo II
Sistemas de
Generación de
Biogás
Oradores:
PROBIOMASA
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soc.
-2013-
Sistemas de Generación de Biogás
Clasificación de Biodigestores - Materiales Utilizados
para la Construcción
Purificación y Posibles Usos del Biogás
Sistemas de Generación de Biogás
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soc.
-2013-
Clasificación de Biodigestores – Materiales Utilizados para
la Construcción
Carga
Sistema Batch
Sistema continuo o semi-continuo
Intensidad de Mezcla
Mezcla completa
Mezcla parcial o nula
Manejo del substrato
Contacto anaeróbico
U.A.S.B.: (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)
Lecho fluidizado
Filtro anaeróbico
Sistemas de Generación de Biogás
Manejo Bioquímico
Una etapa
Dos etapas
Gru
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soc.
-2013-
Carga
Sistema Batch
Clasificación de Biodigestores – Materiales
de Construcción
-Uso en laboratorio
-Plantas Pilotos
-Carga y vaciado total de la cámara de digestión
-Proporción de inóculo (20-50%)
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soc.
-2013-
Carga
Sistema Batch
Clasificación de Biodigestores – Materiales
de Construcción
Gru
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Robert
o M
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naro
& A
soc.
-2013-
Carga
Sistema Batch
Clasificación de Biodigestores – Materiales
de Construcción
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Robert
o M
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& A
soc.
-2013-
Carga
Sistema Continuo o Semi-continuos
Clasificación de Biodigestores – Materiales
de Construcción
-Volumen del substrato es continúo en la cámara
de digestión
-Continuos=carga diaria / Semi-Continuos= carga
anual
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soc.
-2013-
Clasificación de Biodigestores – Materiales Utilizados para
la Construcción
Carga
Sistema Batch
Sistema continuo o semi-continuo
Intensidad de Mezcla
Mezcla completa
Mezcla parcial o nula
Manejo del substrato
Contacto anaeróbico
U.A.S.B.: (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)
Lecho fluidizado
Filtro anaeróbico
Sistemas de Generación de Biogás
Manejo Bioquímico
Una etapa
Dos etapas
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soc.
-2013-
-Pequeños digestores rurales
-Agitadores manuales o rotación de la campana
gasométrica
-Circulación de substrato / tabiques
Mezclado Parcial
Intensidad de Mezcla
Clasificación de Biodigestores – Materiales
de Construcción
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& A
soc.
-2013-
Intensidad de Mezcla
Mezclado Completo
Clasificación de Biodigestores – Materiales
de Construcción
-Mezclado total del substrato
-Diferentes métodos (agitación de líquidos,
agitación mecánica y reinyección de biogás)
-Intensidad
-Periodicidad
Gru
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Robert
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naro
& A
soc.
-2013-
Clasificación de Biodigestores – Materiales
de Construcción
Carga (Continuos o Semi-Continuos) / Intensidad de Mezcla
Gru
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Robert
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& A
soc.
-2013-
Clasificación de Biodigestores – Materiales
de Construcción
Carga (Continuos o Semi-Continuos) / Intensidad de Mezcla
Gru
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Robert
o M
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naro
& A
soc.
-2013-
Clasificación de Biodigestores – Materiales
de Construcción
Carga (Continuos o Semi-Continuos) / Intensidad de Mezcla
Gru
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o M
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& A
soc.
-2013-
Clasificación de Biodigestores – Materiales
de Construcción
Carga (Continuos o Semi-Continuos) / Intensidad de Mezcla
Gru
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Robert
o M
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& A
soc.
-2013-
Clasificación de Biodigestores – Materiales
de Construcción
Carga (Continuos o Semi-Continuos) / Intensidad de Mezcla
Gru
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soc.
-2013-
Clasificación de Biodigestores – Materiales
de Construcción Carga (Continuos o Semi-Continuos) / Intensidad de Mezcla
Gru
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soc.
-2013-
Clasificación de Biodigestores – Materiales Utilizados para
la Construcción
Carga
Sistema Batch
Sistema continuo o semi-continuo
Intensidad de Mezcla
Mezcla completa
Mezcla parcial o nula
Manejo del substrato
Contacto anaeróbico
U.A.S.B.: (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)
Lecho fluidizado
Filtro anaeróbico
Sistemas de Generación de Biogás
Manejo Bioquímico
Una etapa
Dos etapas
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soc.
-2013-
Manejo del Substrato
Contacto anaeróbico
Clasificación de Biodigestores – Materiales
de Construcción
-Retención de la masa
bacteriana (pileta de
sedimentación,
sedimentador externo,
separador de membranas y
separador de placas)
-Reinyección de lodos
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soc.
-2013-
Manejo del Substrato
U.A.S.B.
Clasificación de Biodigestores – Materiales
de Construcción
-Separadores y mamparas en el
interior
-Glomérulos de bacterias
(floculación)
-No admite partículas insolubles
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soc.
-2013-
Manejo del Substrato
Lecho Fluidizado
Clasificación de Biodigestores – Materiales
de Construcción
-Partículas en suspensión
-Filtrado de efluente
-Referencias a escala laboratorio
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soc.
-2013-
Manejo del Substrato
Filtro Anaeróbico
Clasificación de Biodigestores – Materiales
de Construcción
-Relación alto / diámetro mayor
a 1
-Medio fijo en el interior
-Se evita la pérdida de bacterias
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soc.
-2013-
Tecnología Empleada en la Digestión Anaeróbica
Clasificación Digestores
Carga
Sistema Batch
Sistema continuo o semi-continuo
Intensidad de Mezcla
Mezcla completa
Mezcla parcial o nula
Manejo del substrato
Contacto anaeróbico
U.A.S.B.: (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)
Lecho fluidizado
Filtro anaeróbico
Sistemas de Generación de Biogás
Manejo Bioquímico
Una etapa
Dos etapas
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soc.
-2013-
Manejo Bioquímico
Una etapa
Clasificación de Biodigestores – Materiales
de Construcción
-Todos los digestores vistos hasta el momento se
agrupan en esta categoría
-Todas las bacterias están sometidas a las
mismas condiciones
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soc.
-2013-
Manejo Bioquímico
Dos etapas (o Hidrólisis Secuencial)
Clasificación de Biodigestores – Materiales
de Construcción
-Dos cámaras de digestión
-Etapa acidogénica / Etapa acética
y metanogénica
-Optimización desarrollo bacterias
-Poco difundidos
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soc.
-2013-
Manejo del Substrato
Dos etapas (o Hidrólisis Secuencial)
Clasificación de Biodigestores – Materiales
de Construcción
FASE ACIDOGENICA FASE METANOGENICA
-Bacterias facultativas
-Reproducción muy rápida
-Poco sensibles a los cambios de
acidez y temperatura
-Principales metabolitos, ácidos
orgánicos.
-Bacterias anaeróbicas estrictas
-Reproducción lenta
-Muy sensibles a los cambios de
acidez y temperatura
-Principales productos finales,
metano y dióxido de carbono.
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soc.
-2013-
Manejo del Substrato
Dos etapas (o Hidrólisis Secuencial)
Clasificación de Biodigestores – Materiales
de Construcción
-Mejor resultado de la agitación
-pH entre 3,5 y 5,5
-Mejor digestión (Celulosa se puede
romper con pH ácidos)
-Alimentación líquida del digestor
-Sustrato entra a 30°C al Digestor
-Producción constante y rápida de
Biogás
-Producción biogás aumenta 5-15%
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soc.
-2013-
Sistemas de Generación de Biogás
Clasificación de Biodigestores - Materiales Utilizados
para la Construcción
Purificación y Posibles Usos del Biogás
Sistemas de Generación de Biogás
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soc.
-2013-
Sistemas de Generación de Biogás
Purificación y posibles usos del Biogás
-Concentración de CH4= 50-70%
-Valor calórico= 5200 kcal/m3
-Densidad relativa=0,83 kg/m3
-Impurezas: CO2, H2, H2S, H2O
-Filtro de condensados
-Filtro de sulfhídrico
-Opcional: eliminación de CO2
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-2013-
Sistemas de Generación de Biogás
Purificación y posibles usos del Biogás
-Cogeneración
-Cocina gas natural
-Estufas-infrarrojo
-Lámparas
-Motores
Gru
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Introducción a la Biodigestión
Capítulo IIIProductos Obtenidos
con un Biodigestor y
Posibles Usos
Oradores:
PROBIOMASA
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soc.
-2013-
Productos Obtenidos y Posibles Usos
Biogás
Combustión Directa
Motores Combustión Interna
Co-Generación Eléctrica-Térmica
Biofertilizantes (Biol y Biosol)
Integración producciones
Productos Obtenidos y Posibles Usos
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soc.
-2013-
Biogás
Metano (CH4)
-Poder Calorífico: 8.843 Kcal/m3.
Butano (C3H8)
-Poder calorífico: 28.300 Kcal/m3.
-Comercial - Poder Calorífico: 11.500 Kcal./m3.
-Compuesto por: butano, butilenos y otros (propano, pentanos, etc.),
máximo de 50% de propano.
Propano (C4H10)
-Poder calorífico: 22.000 Kcal./m3.
-Comercial - Poder Calorífico: 11.500 Kcal/m3
- Compuesto por: propano, propileno y otros (butano, pentanos, etc.),
máximo de 50% de propano.
Gru
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-2013-
Biogás|
Gas Natural
-Poder calorífico: 9.000 Kcal/m3
-Compuesto por: Metano 85 a 90%; Etano 5 a
6%; Propano 1,5 a 2%; Butano 0,8 a 1%;
Pentano; Hexano; CO2; N2.
Biogás
- Poder Calorífico: 5200 Kcal/m3
- Compuesto por: Metano 50-70%; CO2 25-40%;
H-H2S 1%; H2O;
Gru
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-2013-
Productos Obtenidos y Posibles Usos
Biogás
Combustión Directa
Motores Combustión Interna
Co-Generación Eléctrica-Térmica
Biofertilizantes (Biol y Biosol)
Integración producciones
Productos Obtenidos y Posibles Usos
Gru
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soc.
-2013-
Biogás
Combustión Directa
-Requerimiento mínimo del 21% de aire
-Aumentar presión del aire
-Incrementar la apertura de la válvula dosificadora de gas
-Presión de trabajo = 7-20 mbar
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-2013-
Biogás
Combustión Directa
Componentes adicionales Línea de Depuración
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-2013-
Biogás
Combustión Directa
Cocinas
Lámparas a gas Heladeras domésticas
Quemadores infrarrojos
Gru
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-2013-
Biogás
Combustión Directa
Calderas y Quemadores Industriales
Gru
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-2013-
Biogás
Combustión Directa
Calderas y Quemadores Industriales
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-2013-
Productos Obtenidos y Posibles Usos
Biogás
Combustión Directa
Motores Combustión Interna
Co-Generación Eléctrica-Térmica
Biofertilizantes (Biol y Biosol)
Integración producciones
Productos Obtenidos y Posibles Usos
Gru
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-2013-
Biogás
Motores Combustión Interna
-El Biogás tiene un octanaje = 100-110
-Adecuado motores de alta relación
volumétrica
-Baja velocidad de encendido
Ciclo Otto
-Carburador es
reemplazado por un
mezclador de gases
-Merma de la potencia
máxima 20-30%
Ciclo Diesel
-Se les agrega un
mezclador de gases con
un sistema de control
-Pueden convertirse
fácilmente de un
combustible a otro
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-2013-
Biogás
Motores Combustión Interna
-Es necesario obtener Bio-metano (90-95%
CH4)
-Presencia de H2S causa deterioros en las
válvulas de admisión y de escape de
determinados motores obligando a un
cambio más frecuente de los aceites
lubricantes
-Diferentes usos
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-2013-
Biogás
Motores Combustión Interna
-Almacenado a alta presión (200 a 300 bar)
-Conversión motores es cara
-El peso de los cilindros de almacenamiento
es alto
-Red Distribución
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-2013-
Productos Obtenidos y Posibles Usos
Biogás
Combustión Directa
Motores Combustión Interna
Co-Generación Eléctrica-Térmica
Biofertilizantes (Biol y Biosol)
Integración producciones
Productos Obtenidos y Posibles Usos
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-2013-
Biogás
Co-generación Eléctrica-Térmica
-Mayor eficiencia en el aprovechamiento de la energía
-Energía Eléctrica a partir de la potencia mecánica
-Energía térmica a partir de intercambiadores de calor
sistemas de refrigeración (agua y aceite) y gases de
escape
-Es la utilización más racional del biogás
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-2013-
Biogás
Co-generación Eléctrica-Térmica
Grupos Electrógenos
-Amplio rango de generación: de
seis a miles de Kw
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soc.
-2013-
Biogás
Co-generación Eléctrica-Térmica
Microturbinas
-Ciclo Brayton.
-Alternativa para la
autogeneración (empresas
˂ 500 kw).
-Constan de: un compresor, un
combustor, una turbina de gas
y un generador eléctrico.
-Rango de generación: 30 y 500
kw.
-Ausencia de lubricantes y agua
de refrigeración.
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-2013-
Biogás
Co-generación Eléctrica-Térmica
Microturbinas
Ventajas
-Menor número de partes móviles, únicamente el eje de
la microturbina. No se utilizan lubricantes.
-Reducido peso y dimensiones. Motor a gas CHP de 40
kW de potencia eléctrica pesa más de 2.000 kg, una
microturbina de gas 700 kg.
-Energía térmica recuperable en una sola corriente.
-Los gases de escape son de alta calidad, libres de
aceites y altas temperaturas. Ideal para combinar con
equipos de refrigeración (ciclo GAX, doble efecto,
etc.).
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-2013-
Productos Obtenidos y Posibles Usos
Biogás
Combustión Directa
Motores Combustión Interna
Co-Generación Eléctrica-Térmica
Biofertilizantes (Biol y Biosol)
Integración producciones
Productos Obtenidos y Posibles Usos
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-2013-
Biofertilizantes Biol y Biosol
-Proporción peso y volumen
residuos entrantes= 90%
-”Fango” con alta calidad
fertilizantes
-”Fango” tiene dos componentes:
Biol y Biosol
Biofertilizantes Biol y Biosol
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-2013-
Biofertilizantes Biol y Biosol
Separación Líquido-Sólido
Biofertilizantes Biol y Biosol
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-2013-
Biofertilizantes Biol y Biosol
Biol (Fertilizante Líquido)
-Es la fracción líquida del
“fango”.
-Composición depende mucho
del tipo de residuo.
-Alta disponibilidad de nutrientes
para la planta.
-Rico en hormonas vegetales
promotoras y fortalecedoras del
crecimiento (disminuye
requerimientos nutricionales de
las plantas).
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-2013-
Aplicación General del Biol
-Papa, Algodón, Uva, Maíz,
Esparrago, Fresa.
Ventajas del Uso del Biol
-Permite un mejor intercambio
catiónico en el suelo.
-Puede aplicarse por rociado.
-Se puede aplicar con el agua de
riego.
-Fuente de fitorreguladores, por lo
que sirve para: enraizamiento, acción
sobre el follaje y poder germinativo.
Biofertilizantes Biol y Biosol
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-2013-
Aplicación General del Biol
Biofertilizantes Biol y Biosol
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soc.
-2013-
Composición físico-química Biol
pH 7,8
Materia Seca 4,18%
Nitrógeno total 2,63 g/kg
NH4 1,27 g/kg
Fósforo 0,43 g/kg
Potasio 2,66 g/kg
Calcio 1,05 g/kg
Magnesio 0,38 g/kg
Sodio 0,404 g/kg
Ácido indol acético 9,0 ng/g
Giberelina 8,4 ng/g
Purinas 9,3 ng/g
Biofertilizantes Biol y Biosol
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-2013-
Biosol (Fertilizante Sólido similar
al compost)
-Es la fracción sólida del “fango”.
-Composición depende mucho
del tipo de residuo.
-Se puede emplear solo o en
conjunto con compost o
fertilizantes sintéticos.
Biofertilizantes Biol y Biosol
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-2013-
Biofertilizante Biosol
Aplicación General del Biosol
-Se usa como el compost comercial.
-Comúnmente se utilizan 2 a 4 Toneladas/ha.
-Se puede incorporar al suelo antes de la siembra
(prof.: 10-20 cm).
Ventajas del Uso del Biosol
-Mejora la calidad del suelo y permite un uso intensivo
del mismo.
-Mejora la estructura de los suelos arenosos.
-Mejora la retención de la humedad, favoreciendo la
actividad biológica. Mejora la porosidad.
-Reduce la necesidad del abono.
Biofertilizantes Biol y Biosol
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-2013-
Composición físico-química Biosol
pH 7,6
Materia Seca 85 %
Nitrógeno total 2,7 %
Fósforo P2O5 1,6 %
Potasio K2O 2,8 %
Calcio CaO 3,5 %
Magnesio MgO 2,3 %
Sodio Na 0,3 %
Biofertilizantes Biol y Biosol
Biofertilizante Biosol
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-2013-
Productos Obtenidos y Posibles Usos
Biogás
Combustión Directa
Motores Combustión Interna
Co-Generación Eléctrica-Térmica
Biofertilizantes (Biol y Biosol)
Integración producciones
Productos Obtenidos y Posibles Usos
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soc.
-2013-
Biogás
Integración Producciones
-Aumentar la rentabilidad.
-Agregar Valor en Origen.
-Aumentar la sustentabilidad de
los sistemas.
-Vinculación de sistemas
ganaderos intensivos (feed-
lot, tambos, granjas porcinas
y avícolas) con la agricultura.
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-2013-
Biogás
Integración Producciones
-Revalorización de Residuos.
-Utilización de cultivos
energéticos.
-Disminución de costos de
producción.
-Generación de nuevos
ingresos.
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Introducción a la Biodigestión
Capítulo III
Desarrollo a Nivel
Mundial y Regional
Expone:
PROBIOMASA
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-2013-
Desarrollo a Nivel Mundial y Regional
Generación Distribuida (Europa)
Biodigestores de bajo costo (Centro y Latino-América)
Mercado de Biometano (Tailandia)
Experiencias Nacionales
Desarrollo a Nivel Mundial y Regional
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-2013-
Generación Distribuida (Europa)
-Directiva de Energía Renovable
(2009/28/CE)
-Directiva 1999/31/CE sobre
rellenos sanitarios
-La metanización es considerada la
mejor forma de realizar una
revalorización energética de los
residuos.
-Incentivos: primas en las tarifas,
certificados verdes, licitaciones.
Adicionalmente algunos países
pagan por el uso de cultivos
energéticos.
Desarrollo a Nivel Mundial y Regional
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-2013-
Generación Distribuida (Europa)
-172,5 Mtep total de energía renovable en 2010.
-+11,3% creció la producción de energía renovable durante
el 2010.
1ktep = 11.630.000 kwh = 11.630MWh
Desarrollo a Nivel Mundial y Regional
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-2013-
Generación Distribuida (Europa)
Desarrollo a Nivel Mundial y Regional
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soc.
-2013-
Generación Distribuida (Europa)
-Energía Eléctrica esta a la cabeza entre las fuentes
de energías renovables
Desarrollo a Nivel Mundial y Regional
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soc.
-2013-
Biogás
-Durante el 2010 creció un 31%
la producción de Biogás.
- € 4 Billones fue la facturación
del sector.
-53.000 puestos de trabajo en
EU-27.
Generación Distribuida (Europa)
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-2013-
Biogás
-Recuperación de metano en
rellenos sanitarios Plantas de
tratamiento de líquidos cloacales,
Plantas en producciones pecuarias
intensivas, Plantas de generación
de energía con cultivos
energéticos.
-Producción de Biogás: 10.943
ktep año 2010.
Generación Distribuida (Europa)
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soc.
-2013-
Biogás
-De la producción de biogás el
52% se recupera energéticamente.
-La forma más común de
recuperación es la energía
eléctrica: en 2010 se generaron
30,33 TWh de electricidad. 53,4%
de “Other Biogas Plants”, 37,2% de
rellenos sanitarios y 9,4% de
tratamiento de aguas residuales.
-Suecia, Alemania y Países Bajos
implementaron otra forma de
recuperación: inyección de Bio-
metano en la red de gas natural.
Generación Distribuida (Europa)
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soc.
-2013-
Biogás
-Suecia, Alemania y Países Bajos
implementaron otra forma de
recuperación: inyección de Bio-
metano en la red de gas natural.
En Suecia en varios municipios el
transporte público utiliza biogás.
Alemania tiene como meta para el
2020 cubrir el 6% de la demanda
de gas natural con Biogás.
Holanda se puso como meta la
libre circulación de los automóviles
que utilizan biogás por todo el país.
Generación Distribuida (Europa)
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-2013-
Alemania
-Líder en la producción de biogás.
Produce el 53,41% de la energía
eléctrica proveniente de Biogás en
la UE, tiene una producción de
51.5 TEP/1000 habitantes el doble
que el segundo que es el Reino
Unido, en el 2011 se registraron
7.470 plantas de biogás.
-Los estados de Bavaria y Baja
Sajonia son los más importantes.
Uno de los mayores Cluster de
Biogás de Europa.
-Precio energía: € 0,03-0,143 kWh.
Biogás
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soc.
-2013-
Alemania
-Hay varias iniciativas de
promoción y desarrollo:
“Bioenergie Region Weserbergland
Plus and Göttingerland”, Jühnde y
Beuchte primer municipio
abastecido con 100% de Energía
Renovable, Regional Research
Centre (Bavaria) y Research
Network Bioenergy (Bavaria)
-Programa de Educación de
Biogás para más de 2000
granjeros en construcción y
operación de plantas de biogás.
Biogás
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soc.
-2013-
Reino Unido
-Es el segundo productor de
Biogás. El 84% corresponde a
recuperación de metano a partir de
rellenos sanitarios.
-Grandes incentivos con el sistema
de certificados verdes de Gran
Bretaña (ROCs)
-Produce en total: 1.772,2 Ktep a
partir de biogás (2010).
Biogás
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soc.
-2013-
Italia
-Italia es el tercer país productor de
biogás.
- Fuerte incentivo en el 2009 con la
sanción de una ley para Primas en
la Tarifas para plantas con
materias primas agrícolas, se paga
€ 0,28/kWh para ˂1MW instalado
la Prima más alta de Europa.
-Produce en total: 478,5 Ktep a
partir de Biogás (2010).
Biogás
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soc.
-2013-
Italia
-Hay en total 450 empresas de
biogás.
-En total el sector tuvo una
facturación de € 900 millones
(2010).
-2.600 puestos de trabajo (2010).
Biogás
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-2013-
Desarrollo a Nivel Mundial y Regional
Generación Distribuida (Europa)
Biodigestores de bajo costo (Centro y Latino-América)
Mercado de Biometano (Tailandia)
Experiencias Nacionales
Desarrollo a Nivel Mundial y Regional
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soc.
-2013-
Biodigestores de Bajo Costo
(Centro y Latino-América)
-Modelo Hindú y Chino, se
implementaron en la década del
’80 en el Perú, el Proyecto
Fracasó.
-Modelo Taiwán se implementó a
mediados de la década del ‘90,
gran desarrollo en México, Costa
Rica, Perú, Bolivia, Colombia y
Nicaragua en la última década.
Desarrollo a Nivel Mundial y Regional
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-2013-
Biodigestores de Bajo Costo
(Centro y Latino-América)
-60% habitantes rurales viven en
condiciones de pobreza e
indigencia.
-El uso de Biodigestores reduce la
pobreza, disminuye el gasto en la
compra de combustibles, abonos
orgánicos y alimentos. Mejora el
ambiente sanitario de las familias,
el medio ambiente se beneficia. En
encuestas realizadas entre
usuarios, fue evidente que el uso
de biodigestores sobre el bienestar
familiar es positivo.
Desarrollo a Nivel Mundial y Regional
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soc.
-2013-
Perú
-Soluciones Prácticas, Instituto de Alternativas Agrarias, el
Centro de Formación Profesional, El Centro de
Demostración y Capacitación de Tecnologías Apropiadas y
están trabajando fuertemente en investigación, desarrollo e
implementación de biodigestores en todo el país.
-No hay un registro con cantidad de proyectos realizados
pero asciende a más de 500 los biodigestores instaladas en
todo el territorio peruano.
-CIDELSA es una de las empresas más importantes en la
provisión de Biodigestores para los diferentes proyectos.
Biodigestores Centro y Latino-América
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-2013-
Bolivia
-1990-1995: Proyecto Biogás con financiamiento de la
Cooperación Alemana (GTZ), no se lograron obtener
resultados en la instalación de biodigestores. Altos costos.
Iniciativa de investigación sin resultados prácticos visibles.
-2005-2010. PROAGRO: Programa de Desarrollo
Agropecuario en conjunto con la GTZ llevan adelante una
iniciativa de “Desarrollo Energético”. Se estima que 1.000
familias fueron beneficiarias de dicho programa. El éxito de la
iniciativa radica en facilitar el conocimiento técnico y práctico
a las familias del área rural, para que puedan construir y
mantener los biodigestores en sus hogares.
Biodigestores Centro y Latino-América
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-2013-
Bolivia
- Desde el 2006 la ONG’s Tecnologías en Desarrollo lleva
adelante el Programa “Viviendas Autoenergéticas” en el
Altiplano con más de 100 Biodigestores instalados en las
comunidades de los municipios de Achacachi y Tiawanaku.
El proyecto plantea el manejo adecuado de los residuos
humanos y animales, por medio de acciones sostenibles y
acordes al equilibrio ecológico mejora la calidad de vida la
población en la zona del proyecto. Permiten agregar valor
agregado a los residuos, mediante la producción de Biogás y
la utilización del Biofertilizante. Biodigestor de película tubular
de polietileno de bajo costo de instalación.
Biodigestores Centro y Latino-América
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-2013-
Costa Rica
-Desde el año 1994 la Universidad EARTH trabaja en la
investigación y desarrollo de la tecnología. Hasta el año
2010 había más de 2.000 unidades del tipo Taiwán
instalados y operando en fincas, agroindustrias y en
hoteles.
Nicaragua
-La empresa Asofenix esta estudiando diferentes tipos de
Biodigestores en comunidades rurales (modelo de alta
densidad polipropileno, modelo horizontal de ferrocemento
y modelo que combina una base horizontal de ferrocemento
para durabilidad y una tapa de plástico para mantenimiento
fácil.
Biodigestores Centro y Latino-América
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-2013-
Colombia
-La empresa Aprotec esta instalando 2 biodigestores en
una cooperativa de vacas y cerdos, y esta trabajando
fuertemente en la difusión de la tecnología para buscar
usuarios interesados.
Ecuador
-CARE Ecuador esta incentivando a agricultores y
ganaderos con la implementación de esta tecnología para
el fácil aprovechamiento de todos sus subproductos. Esta
investigando a cerca del correcto funcionamiento de los
biodigestores según la temperatura y geografía de cada
lugar y mejora de materiales amigables al medio ambiente.
Mexico
-Proyecto WISIONS en marcha.
Biodigestores Centro y Latino-América
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-2013-
Conclusiones
-Gran crecimiento de la
tecnología en los últimos 10
años.
-Falta de promoción y apoyo
político para la implementación.
-Creación de Redes
Internacionales para promoción e
investigación.
-Costo de la tecnología.
Biodigestores Centro y Latino-América
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-2013-
Desarrollo a Nivel Mundial y Regional
Generación Distribuida (Europa)
Biodigestores de bajo costo (Centro y Latino-América)
Mercado de Biometano Tailandia
Experiencias Nacionales
Desarrollo a Nivel Mundial y Regional
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-2013-
Tahi-German Biogas Programme
(TG-BP)
- 1988 tuvo inicio el programa.
-1991 “Biogas Advisory Unit”
(BAU) se estableció en la
Universidad de Chiang Mai.
-1995 Se lanzo la Fase I del
programa con un “Budget” de
22 millones baht tailandés para
un volumen total de
biodigestión de 10.000 m3.
-1997 Fase II con 108 millones
baht tailandés para 46.000 m3.
Mercado de Biometano Tailandia
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-2013-
Tahi-German Biogas Programme
(TG-BP)
-2002 Fase III con 767 millones de
baht tailandés para 280.000 m3.
-2003 BAU cambió su nombre al
de Centro Tecnolócio de Biogás
(BTC).
-2007 BTC se unió con EMAC y
formaron el Instituto de
Investigación y Desarrollo de
Energía (ERDI).
-2008 Fase IV con 488 millones
de baht tailandés para 240.000
unidades de ganado.
Mercado de Biometano Tailandia
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-2013-
Tahi-German Biogas Programme
(TG-BP)
-2009 GTZ y ERDI implementaron
el Projecto “Methane-to-Power
from Agricultural Waste Biogas
Projecto (M2P Biogas) en
conjunto con el Thai-German
Programme for Enterprise
Competitiveness (TG-PEC)
para promover una más
eficiente operación de los
sistemas de biogás.
-2011 Celebración del 23rd
aniversario de la cooperación
de Thai-German.
Mercado de Biometano Tailandia
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-2013-
Tahi-German Biogas Programme (TG-BP)
-Socios: Agencia de Cooperación Alemana GTZ-GmbH;
Universidad de Chiang Mai (CMU) y el Departamento
de Extensión Agrícultural (DoAE) del Ministerio de
Agricultura y Cooperativas.
-Actividades:
a) diseminación de pequeñas unidades de biogás para
casas (DoAE).
b) Investigación y desarrollo de sistemas de Biogás en
CMU
-Resultados:
a) Sistema doble modular de Biogás (UASB+CD)
b) Diseminación de la tecnología en todo el país.
Mercado de Biometano Tailandia
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-2013-
M2P Biogas Project
-Grupo Objetivo: productores rurales, agroindustrias.
-Actividades:
a) Seminarios
b) Prácticas y entrenamientos
c) Red de Trabajo de Biogás
-Objetivos:
a) Incrementar la eficiencia de las plantas de biogás
b) Incrementar la cooperación
c) Reducir la emisiones de gases de efecto
invernadero en el orden de las 25.000 ton CO2 por año.
-Duración: 2009-2011.
Mercado de Biometano Tailandia
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-2013-
Tahi-German Biogas Programme
(TG-BP)
-1992 Primer planta
demostrativa. 200 m3.
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-2013-
Tahi-German Biogas Programme
(TG-BP)
-Fase II (1997-2002)
Mercado de Biometano Tailandia
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-2013-
Tahi-German Biogas Programme
(TG-BP)
-Fase II (1997-2002)
Mercado de Biometano Tailandia
Planta de 2.000 m3.
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-2013-
Tahi-German Biogas Programme
(TG-BP)
-Fase II (1997-2002)
Mercado de Biometano Tailandia
Planta de 1.000 m3.
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-2013-
Tahi-German Biogas Programme (TG-BP)
-Fase III (2002-2009), -BT + H-UASB
Mercado de Biometano Tailandia
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Tahi-German Biogas Programme (TG-BP)
-Fase III (2002-2009), -BT + H-UASB
Mercado de Biometano Tailandia
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Biogás para Transporte
-Objetivo 2022: 6.435 Ktep. Destinado a Electricidad,
Calefacción y GNC (91%)
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Biogás para Transporte
Mercado de Biometano Tailandia
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Biogás para Transporte
Mercado de Biometano Tailandia
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Biogás para Transporte
Mercado de Biometano Tailandia
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Biogás para Transporte
Mercado de Biometano Tailandia
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Biogás para Transporte
Mercado de Biometano Tailandia
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Biogás para Transporte
Mercado de Biometano Tailandia
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Desarrollo a Nivel Mundial y Regional
Generación Distribuida (Europa)
Biodigestores de bajo costo (Centro y Latino-América)
Mercado de Biometano Tailandia
Experiencias Nacionales
Desarrollo a Nivel Mundial y Regional
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Biodigestor de Baja Tecnología como Pre-Tratamiento de
Efluente de Frigorífico Avícola
Caso en Argentina: Las Camelias
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Biodigestor de Media Tecnología como Pre-Tratamiento de
Efluente de Molino
Caso en Argentina: Las Camelias
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Biodigestor de Media Tecnología como Pre-Tratamiento de
Efluente de Molino
Cervecería y Marltería Quilmes (U.A.S.B.) Biodigestor PFI Energy Hernando Combers
Yanquetruz-ACA Citrusvil-Tucumán
Caso en Argentina: Las Camelias
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01
3 -
Introducción a la Biodigestión
Capítulo VExperiencia propia y
Diseño de Planta de
Biogás
Expone:
PROBIOMASA
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Predimensionado de Componentes de Planta de Biogás en Establecimientos Existentes
De acuerdo a los resultados de los análisis que se efectúan en laboratorios con instrumental específico con deyecciones porcinas del establecimiento existente , pre-dimensionamos el volumen en m3 de biodigestión necesaria para determinar el tiempo de retención del efluente en biodigestores, obteniendo de esta forma un valor estimado de BIOGAS y BIOFERTILIZANTES que produciría la instalación.Para nuestro caso, los parámetros predeterminados son:
- Volumen de Digestión
- Estado de Fermentación
- Temperatura de Proceso
- Tiempo Hidráulico de Retención (HRT)
- Volumen Anual de lodos fermentados (Biofertlizantes)
-Volumen de Stock de Biogás
-Volumen de Contenedor - Biofertilizante:
- Producción Anual de Biogás
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Tabla de Valores de Sustancia Sólida Orgánica de Diferentes Residuos
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Tabla de Valores de Sustancia Sólida Orgánica de Diferentes Residuos
DESCRIPCION UNIDAD CANTIDAD
1
Peso Viviente de Cerdas Reproductoras en Gestación (5 grupos x 100 x
125kg+ 12 reprod. de reposición x 105 k g+ 11 Machos Terminales x 159
kg)
kg 65.509
2,2% de del peso corporal excretas sólidas 1.441 4,6% de del peso corporal excretas liquidas 3.013
2 Peso Viviente de Cerdas en Maternidad (1 grupo de 100 x 180kg + 1154
x 3,1kg) kg 21.577
4% de del peso corporal excretas sólidas 863
7,25% de del peso corporal excretas liquidas 1.564
3 Peso Viviente de Cerdos en Recría (2 grupos de 1154 suinos
de 20 kg) kg 46.160
2,4% de del peso corporal excretas sólidas 1.108 3% de del peso corporal excretas liquidas 1.385
4 Peso Viviente de Cerdos en Engorde (4 grupos de 1154 animales x 72,5
kg) kg 334.660
2,3% de del peso corporal excretas sólidas 7.697 4% de del peso corporal excretas liquidas 13.386
5 Total estimado de peso viviente en existencias kg 467.9066 1% de del peso corporal agua de lavado kg 4.6797 % Sustancias Sólidas Totales (SST) en el purin % 5%8 % Sustancia Orgánica Seca ( SOS) de (SST) % 80%9 Materia prima para carga (MPC) kg/día 35.137
10 % Sólidos totales (ST) de la mezcla en MPC % 5,06%11 Cantidad de agua para premezcla Kg 0
12 Volumen de Biogás x Kg de Sustancia Orgánica Seca m3 biogas/kg.SOS 0,3513 Relación Carbono/ Nitrògeno (C/N) de la muestra C/N 2014 Cantidad de Sustancia Orgánica Seca (SOS) kg/dia 2.777
15 Biogas teórico producido x día (excretas) m3/dia 972
Planta de Biogás y Biofertlizantes con
Efluentes Porcinos (600 Madres)y Ensilado de Maìz o Similar
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Tabla de Valores de Sustancia Sólida Orgánica de Diferentes Residuos
16 Relación Carbono/ Nitrògeno (C/N) en Ensilado de maiz C/N 5617 Volumen de Biogás x Kg de Sustancia Orgánica Seca m3 biogas/kg.SOS 0,4518 % de SOS en la paja de cereal % 3319 Cantidad necesaria de residuo de cereal para obtener C/N =30 kg 3.23720 Biogas teórico producido x día (ensilado de cereal) m3/dia 48121 Cantidad de agua para premezcla (por ensilado de cereal) Kg 7.445
22 Volumen teórico de biodigestión m3 1.15123 Total de Biogas teórico producido x día m3/dia 1.45324 Capacidad Energética de Biogás Kwh/m
3 225 Energía Eléctrica Cogenerada por Combustión de Biogas Kwh eléct / dia 2.90626 Energía Eléctrica obtenida de 1 ton de desecho conferido kwh eléct / ton 7627 Energía Térmica Cogenerada por Combustión de Biogas Kwh térm / dia 4.35828 Energía Térmica obtenida de 1 ton de desecho conferido kwh térm. / ton 11429 Volumen aproximado de lodo fermentado x año operativo tn 14.00730 Abono Sólido (Biosol) aproximado x año operativo tn/año 70031 Abono Líquido (Biol) aproximado x año operativo tn/año 13.30632 Cantidad de Energía Renovable x año operativo Kwh/año 3.181.537
Elemento de Codigestion - Ensilado de Maiz o Similar
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Tabla de Valores de Sustancia Sólida Orgánica de Diferentes Residuos
a) Combustión de Biogás en Antorcha
Cantidad de metano contenida en el BIOGAS CH4 m3/año 344.666
Peso especifico del metano kg/m3 0,72
Kgr anuales utilizados de CH4 kg/año 248.160Toneladas anuales utilizadas de CH4 ton/año 248,16Cantidad de CO2 equivalente (1 ton CH4 = 21 ton CO2) ton/año 5.211
5.211 ton CO2 no emitida
b) Combustión de Biogás en Caldera
Cantidad de metano contenida en el BIOGAS CH4 m3/año 344.666
Peso especifico del metano kg/m3 0,72
Kgr anuales utilizados de CH4 kg/año 248.160Toneladas anuales utilizadas de CH4 ton CH4/año 248,16Cantidad de CO2 equivalente (1 ton CH4 = 21 ton CO2) ton CO2/año 5.211m
3 de gas natural que se reemplazan por BIOGAS CH4 m
3/año 344.666
Energía involucrada en kwh térmicos kwh 3.446.665
Costo del gas envasado u$s/kwh 0,096Ahorro de combustible gaseoso (aprox.) u$s 331.410Obtención adicional de bonos de CO2 debido al reemplazo de comb ton CO2/año 752
5.963 ton CO2 no emitida
c) Combustión de Biogás para Grupo Electrógeno
BIOGAS producido al año (estimado) m3/año 530.256
Energía en kwh del biogas kwh/año 3.446.665Energía eléctrica por m
3 de BIOGAS (aprox.) kwh/m
3 2
Transformación en electricidad kwh el/año 1.060.512
Costo del kwh elec u$s/kwh elec 0,100Ahorro en las facturas de electricidad consumida (aprox.) u$s 106.051Obtención adicional de bonos de CO2 debido al reemplazo de kwh elec ton CO2/año 339,36
5.551 ton CO2 no emitida
d) Al emplear el BIOGAS en COGENERACIÓN obtenemos energía térmica
adicional a razón de 1,5 veces los kwh elec APROX.
Energía eléctrica producida Kwh. el/año 1.060.512
Energía térmica producida Kwh. te/año 1.590.768
Costo del gas remplazado (LPG) u$s/kwh 0,096Ahorro de combustible gaseoso (aprox.) u$s 152.958
Ahorro en las facturas de electricidad consumido (aprox.) u$s 106.051Obtención adicional de bonos de CO2 debido a gas natural no consumido ton CO2/año 321,34Obtención adicional de bonos de CO2 debido a la electricidad no consumida ton CO2/año 339,36
5.872 ton CO2 no emitida
Obtención de créditos de carbono por
Forma de empleo del BIOGAS alternativa c) y d)
Obtención de créditos de carbono por
Planta de Biogás y Biofertlizantes con
Efluentes Porcinos (600 Madres)y Ensilado de Maìz o Similar
Obtención de créditos de carbono por
Forma de empleo del BIOGAS alternativa a)
Obtención de créditos de carbono por
Forma de empleo del BIOGAS alternativa b)
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Tabla de Valores de Sustancia Sólida Orgánica de Diferentes Residuos
1 Alternativa d) Energía Eléctrica Anual Cogenerada Kwh eléc 954.461
2 Precio x Kw h eléctrico (incluye tasas y contribuciones) u$s/Kwh 0,10
3 Valoración Económica Anual de Energía Eléctrica Cogenerada u$s/año 95.4464 Alternativa d) Energía Térmica Anual Cogenerada Kwh térm 795.384
5 Precio x Kwh térmico (incluye tasas y contribuciones) u$s/Kwh 0,0962
6 Valoración Económica Anual de Energía Térmica Cogenerada u$s/año 76.4797 Alternativa d)Toneladas Anuales de Dióxido de Carbono (CO2) No Emitidas Tn CO2/año 5.872
8 Precio x Tn de CO2 (Dióxido de Carbono) - 1 Euro : 1,50 u$s u$s/Tn CO2 20,00
9 Valoración Económica Anual de Bonos Verdes Certificados (CER) u$s/año 11744110 Valoración Económica Anual de Productos Derivados de Biogás u$s/año 171.925
11 Toneladas Anuales de Compost Sólido Tn/año 700
12 Precio Estimado x Tn de Compost Sólido u$s/Tn 150,00
13 Valoración Económica Anual de Compost Sólido (Biofertilizante Sólido) u$s/año 105.05014 Toneladas Anuales de Compost Líquido Tn/año 13.306
15 Precio Estimado x Tn de Compost Líquido u$s/Tn 15,26
16 Valoración Económica Anual de Compost Líquido (Biofertilizante Líquido) u$s/año 203.055
17 Valoración Económica Anual de Productos Derivados de Lodos u$s/año 308.104
18 Total de Valoración Económica Anual u$s/año 480.030
Planta de Biogás y Biofertlizantes con
Efluentes Porcinos (600 Madres)y Ensilado de Maíz o Similar
BIOGÁS
BIOFERTILIZANTES
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Tabla de Valores de Sustancia Sólida Orgánica de Diferentes Residuos
1 Alternativa d) Energía Eléctrica Anual Cogenerada Kwh eléc 954.461
2 Precio x Kw h eléctrico (incluye tasas y contribuciones) u$s/Kwh 0,10
3 Valoración Económica Anual de Energía Eléctrica Cogenerada u$s/año 95.4464 Alternativa d) Energía Térmica Anual Cogenerada Kwh térm 795.384
5 Precio x Kwh térmico (incluye tasas y contribuciones) u$s/Kwh 0,0962
6 Valoración Económica Anual de Energía Térmica Cogenerada u$s/año 76.4797 Alternativa d)Toneladas Anuales de Dióxido de Carbono (CO2) No Emitidas Tn CO2/año 5.872
8 Precio x Tn de CO2 (Dióxido de Carbono) - 1 Euro : 1,50 u$s u$s/Tn CO2 20,00
9 Valoración Económica Anual de Bonos Verdes Certificados (CER) u$s/año 11744110 Valoración Económica Anual de Productos Derivados de Biogás u$s/año 171.925
11 Toneladas Anuales de Compost Sólido Tn/año 700
12 Precio Estimado x Tn de Compost Sólido u$s/Tn 150,00
13 Valoración Económica Anual de Compost Sólido (Biofertilizante Sólido) u$s/año 105.05014 Toneladas Anuales de Compost Líquido Tn/año 13.306
15 Precio Estimado x Tn de Compost Líquido u$s/Tn 15,26
16 Valoración Económica Anual de Compost Líquido (Biofertilizante Líquido) u$s/año 203.055
17 Valoración Económica Anual de Productos Derivados de Lodos u$s/año 308.104
18 Total de Valoración Económica Anual u$s/año 480.030
Planta de Biogás y Biofertlizantes con
Efluentes Porcinos (600 Madres)y Ensilado de Maíz o Similar
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Créditos de CarbonoResumiendo esta aplicación en nuestro Proyecto de Dimensionamiento podemos decir que elmetano que se produce y se libera a la atmósfera como resultado de las acciones humanas, esun gas de efecto invernadero (GEI o GWG), 21 veces mas nocivo que el CO2, cada tonelada deCH4 que arrojamos a la atmósfera tiene el efecto de 21 toneladas de CO2. El método de labiodigestión anaeróbica, producida en los biodigestores permite la captura de este gas. Por otrolado este gas es combustible y por lo tanto una posible fuente de energía. El hecho de capturarloy quemarlo ya esta evitando el efecto de ese gas, que de forma contraria se libera a laatmósfera. Ahora pensando desde el punto de vista energético, quemar el gas sin más es undespropósito. A este gas se lo puede emplear como fuente de energía para algún fin en que nossea útil, por ejemplo en una caldera, de esta forma nos estamos deshaciendo del GEI, perotambién lo usamos como combustible además de generar bonos de CO2 adicionales por no
quemar esos m3 de gas natural de red. De todas formas aquí no termina el proceso, ya que paranuestro emprendimiento si en lugar de usar el biogás para reemplazar parte del gas natural que sequema en una caldera lo empleamos en un grupo electrógeno de cogeneración, nos estaremosdeshaciendo del metano por un lado, por otro producimos energía eléctrica (que tiene mayorvalor agregado que la térmica) la cual estaremos ahorrando, pero a su vez estaremosaprovechando el calor que genera el motor en los gases de escape y en el circuito derefrigeración enviando el mismo dónde nuestro proceso lo requiera aprovechando al máximo la
energía contenida en el metano capturado.
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Fundación BIOSUINO-UNVM
INGRESOS PREVISTOS – FASE INICIAL DE CAPACIDAD 25 MADRES REPRODUCTORAS
Descripción de IngresosCantida
d
Precio Unit.USD -
Dólares
Venta AnualUSD -Dólares
PRODUCCIÓN ANUAL DE CARNE PORCINA EN PIE DE
CALIDAD EXPORTACIÓN (Kg)71.875 1,85 132.969
PRODUCCIÓN ANUAL DE ENERGÍA TÉRMICA (Kwh
térmicos)62.302 0,0962 5.994
PRODUCCIÓN ANUAL DE COMPOST SÓLIDO [Biosoles] (Tn) 30 200 6.000
PRODUCCIÓN ANUAL DE BIOFERTILIZANTES LÍQUIDOS
[Bioles] (Tn)600 15 9.000
TOTAL VENTA ANUAL (no incluye impuestos)= USD 153.963
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Fundación BIOSUINO-UNVMDESCRIPCION DE COSTOS ANUALES DE PRODUCCIÓN
Planta PorcinaUSD -Dólares
Planta Biogás USD -Dólares
DE ALIMENTACIÓN 50.341
DE MANO DE OBRA 8.143 925
SANITARIO 2.961
GENÉTICO 1.628
ENERGÍA Y CALEFACCIÓN 4.442
DE GASTOS EN INSEMINACION Y VARIOS DE EXPLOTACION 2.034
COMERCIALIZACIÓN 1.481
DE CERTIFICACIÓN ANUAL DE BONOS VERDES (CERTIFICADOS CERs.) 695
DE MANTENIMIENTO DE MAQUINARIAS Y HERRAMIENTAS. 1.000
DE MANTENIMIENTO DE EQUIPAMIENTO EN PLANTA DE BIOGAS Y COMPOST 486
DE COMBUSTIBLES Y LUBRICANTES (MATERIAL DE CONSUMO) 500 200
DE MATERIAL DE EMBALAJE Y EMBOLSADO 500
OTROS GASTOS 1.500 350
SUB-TOTAL (sin impuestos) = 74.030 3.156
TOTAL COSTO PRODUCCIÓN (sin impuestos)= USD 77.186
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Fundación BIOSUINO-UNVM
INVERSIÓN - Periodo - Mensual ( miles - dólares)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
40 40 40 40 1 1 1 1 6 6 6 6 6 6 6
(Inversión Neta en Bienes de Capital) - CAPEX= 160
Capital Trabajo e Insumos= 47
TOTAL INVERSION USD
207
- Tiempo Estimado de Ejecución de Obra : 4 meses calendario.- Inicio de Producción: Mes Calendario Nº 2 - Primer Ingreso: Mes Calendario Nº14 - Capex Previsto hasta Mes Nº 4 - Capital de Trabajo en Período de Inversión 5 – 15
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Fundación BIOSUINO-UNVM
Año Concepto
Energía Térmica 4.496 5.994 5.994 5.994 5.994 5.994
Biofertilizantes Sólidos y Líquidos 11.250 15.000 15.000 15.000 15.000 15.000Carne Porcina en Pie de Alta Calidad 99.727 132.969 132.969 132.969 132.969 132.969
Total Ingresos Periodo 115.472 153.963 153.963 153.963 153.963 153.963
Costos Operativos 57.890 77.186 77.186 77.186 77.186 77.186Flujo de Caja Operativo Neto 57.583 76.777 76.777 76.777 76.777 76.777
CAPEX + Capital de Trabajo 188.000 19.000
FLUJO DE CAJA NETO -188.000 38.583 76.777 76.777 76.777 76.777 76.777
Ke [%] : 17%
Re (Tasa de Inversión) 19%
Inflación 11%
-188.000 38.517 76.517 76.387 76.257 76.128 75.999
VALOR ACTUAL NETO (NPV ): 183.172 Valor Residual = ( Venta x 2,5) 153.963
PERÍODO DE RECUPERO: 4,1 años
TASA INTERNA DE RETORNO (TIR): 30%
CASH FLOW
INGRESOS (USD)
EGRESOS (USD)
3 420 1 5
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FLUJO NETO DE CAJA (USD) - (no incluye impuestos)
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Casos: Grupo IFES-Montanaro
PROYECTO DE PLANTA DE BIOGAS, BIOENERGÍAS Y
BIOFERTILZIANTES CON DESECHOS PORCINOS.
Volumen de Digestión: 750 m3
Estado de Fermentación: Mesofilica
Temperatura de Proceso: 37°C
Tiempo Hidráulico de Retención (HRT): 30 días
Cantidad Diaria de Desecho de Porcinos a Tratar: 25000 lts/día
Volumen Anual de Biofertlizantes: 9000 tn/año.
Producción Anual de Biogás: 131.400 m3/año.
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Casos: Grupo IFES-Montanaro
PROYECTO DE PLANTA DE BIOGAS, BIOENERGÍAS Y
BIOFERTILZIANTES CON DESECHOS PORCINOS.
Matriz Productiva de Planta de Biogás y Biofertilizantes
BIOENERGÍAS
1 Total de Biogás teórico producido x día m3/día 331
2 Total de Megacalorías anuales Mcal/año 604.075
3 Cantidad equivalente de kg de GLP Kg GLP/año 48.270
4
Energía Eléctrica Co-generada por
combustión de Biogás Kwh eléct /día450
5
Energía Térmica Co-generada por
combustión de Biogás Kwh térm /día675
6 Volumen Biol (fertilizante líquido) m3/año 8.198
7 Toneladas Biosol (fertilizante sólido) tn/año 431
8 Toneladas de CO2 retenidas (CER) CO2/año 1.350
Gru
po
IFE
S –
Robert
o M
onta
naro
& A
soc.
-2013-
Casos: Grupo IFES-Montanaro
PROYECTO DE PLANTA DE BIOGAS, BIOENERGÍAS Y
BIOFERTILZIANTES CON DESECHOS PORCINOS.
Gru
po
IFE
S –
Robert
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-2013-
Casos: Grupo IFES-Montanaro
PROYECTO DE PLANTA DE BIOGAS, BIOENERGÍAS Y
BIOFERTILZIANTES CON DESECHOS PORCINOS.
Gru
po
IFE
S –
Robert
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-2013-
Casos: Grupo IFES-Montanaro
Biodigestor en Camal Municipal 80 m3 – Chimbote, Perú
Gru
po
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Robert
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naro
& A
soc.
-2013-
Casos: Grupo IFES-Montanaro
Biodigestor en Camal Municipal 80 m3 – Chimbote, Perú
Gru
po
IFE
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Robert
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onta
naro
& A
soc.
-2013-
Nuestro Grupo de Trabajo es un equipo interdisciplinario de
profesionales especializados en las energías alternativas que
quieren contribuir al desarrollo sustentable de nuestra
sociedad mediante la aplicación de nuevas tecnologías que
cuidan al ambiente.
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GRACIAS POR SU ATENCIÓN!