CONCEPTOS BÁSICOS DIMENSIONAMIENTO DE BIODIGESTORES

1. CONCEPTOS BÁSICOS DIMENSIONAMIENTO DE BIODIGESTORES OCTUBRE 2011

2. DIMENSIONAMIENTO BIODIGESTORES Caso Práctico.- Granja Porcina 1.- Definir la estructura de población animal (5,271 Cabezas)

3. 2.- Definir la cantidad de excretas generadas en la unidad

4. 2.- Definir la cantidad de excretas generadas en la unidad Diariamente se generan 16.7 Ton de Excretas

5. 3.- Determinar la cantidad de materia orgánica total Esta dependerá del sistema de manejo de excretas de la unidad y la cantidad de agua derivada de los procesos productivos * Presentación: “Gestión del Agua en la Explotación Porcina”. Zapotlán el grande Jalisco

6. 3.- Determinar la cantidad de materia orgánica total a) Tomando en cuenta la población animal del ejemplo, podemos estimar la cantidad total de agua residual generada en la granja. • Como puede apreciarse el volumen de agua residual es igual a 48.5 m3/día • El volumen total de agua residual a tratar será de 65 m3/día

7. 3.- Determinar la cantidad de materia orgánica total (Simple) • Para este ejemplo, se tomará una relación 1:4 ( o ¼ ) a) Considerando lo anterior, tenemos: • ¼ = 0.25 = 25% del Volumen Total = 16.5 m3 de excretas b) Ahora, hay que determinar el 75% restante, para calcular el volumen total a tratar • Si 16.5 m3 = 25 % • El 75% será 49.5 m3 b) El volumen a tratar será de: • 66 m3/día

8. 4.- Establecer el Tiempo de Retención • El Tiempo de Retención se define como el tiempo de permanencia de la biomasa en el biodigestor. Está ligado con tres factores principales: • Tipo de Sustrato • Temperatura • Zona Geográfica

9. 4.- Cálculo del Volumen del Biodigestor Por las condiciones de nuestro país, un valor promedio que puede utilizarse es de 30 días. En este sentido, el volumen de operación del biodigestor estará dado por: • Volumen Operación = Volumen MO (m3/día) X TRH • Volumen Operación = (65 m3/día) X (30 días) • Volumen Operación (VO) = 1,950 m3 (VO) = 1,950 m3

10. 4.- Cálculo del Volumen del Biodigestor Agregando 20% de Volumen de Seguridad al diseño, el volumen total del sistema será: • Volumen Total = (Volumen Operación) (% Seguridad) • Volumen Total = (1,950 m3) (1.20) • Volumen Total (VT) = 2,340 m3 VT= 2,340 m3

11. 5.- Dimensiones del Biodigestor Una vez determinado el Volumen que deberá tener el biodigestor, se deben de considerar los siguientes factores para establecer sus dimensiones.

12. 5.- Dimensiones del Biodigestor (Geometría) AM Am LM H Lm H LM Lm Am AM Donde: Lm: Largo menor LM: Largo mayor Am: Ancho menor Comúnmente Lm = 1.5 Am AM: Ancho mayor H: Altura • PIRÁMIDE TRUNCADA

13. 5.- Dimensiones del Biodigestor (Cálculo) Para este ejemplo, se cuentan con las siguientes medidas AM = 23 m LM=35 m H = 5 m Lm = 17.5 m Am = 11.5 a) Considerando la formula, se tienen que obtener las Áreas (Base Mayor y Menor)

14. 5.- Dimensiones del Biodigestor (Cálculo) b) Se procede a sustituir los valores en la formula de la pirámide truncada

15. 6.- Cálculo de la producción de biogás Considerando la generación de excretas en la unidad de 16,500 kg: