Eficiencias de biodigestores tipo tubular (salchicha, plastico, ect.) y domo fijo (camartec, chino, etc.)

Me han preguntado sobre la eficiencia de los biodigestores tubulares y domo fijo, aprovecho para volcar aquí un análisis rápido que voy hacer con un ejemplo.

Biodigestor tubular de plástico instalado en Provincia del Oro en Ecuador, instalado por Gerardo Parra

La mayor diferencia entre ambos biodigestores es que el tubular requiere de una relación en la carga estiércol:agua de 1:3, mientras que el domo-fijo solo requiere 1:1. Esto tiene fuertes implicaciones y una desventaja inicial para los tubulares por requerir mas agua.

Biodigestor de domo fio, modelo CAMARTEC, instalado en el Centro de investigación de Biodigestores Biogás y Biol (CIB3) en la Finca experimental de Choquenaira (Viacaha, La Paz, Bolivia) de la Facultad de Agronomía de la Universidad Mayor de San Andrés.

Empecemos con el análisis:
Supongamos que queremos diseñar un biodigestor tubular y uno de domo fijo que sean capaces de tratar 30kg de estiércol por día cada uno. Lo primero que vemos es que en el caso tubular habrá que añadir 90 litros de agua a la carga sumando 120 litros de carga al día. En el caso de domo fijo la carga diaria será de 60 litros(30 kg de estiércol y 30 l de agua).
Ahora supongamos que diseñamos para 50 días de tiempo de retención, y encontramos que entonces el biodigestor tubular requerirá 6m3 de  volumen líquido, y el domo fijo 3m3 de volumen líquido. los tubulares los venimos haciendo de 80% fase líquida y 20% de fase sólida, mientras que en el domo fijo hay mas espacio para el gas siendo un 25% gaseoso y 75% líquido. Entonces el volumen total del tubular será 7,5m3 y el del domo fijo 4m3.


¿como evaluar la eficiencia de los biodigestores?
Hay dos parámetros clave: el Specific Biogas Production (SBP) y el Biogas Production Rate (BPR). Hay que tener ciudado con estos parámetros pues ademas es necesario saber normalmente el tiempo de retención, medido en dñias, la carga orgánica (Organic Load Rate, kgSV/m3/día) y la temperatura de trabajo. En este caso estamos suponiendo todo esto identico en mabos biodigestores.
El SBP se mide en metro cúbicos de biogas producido por kilogramo de sólidos volites (m3/kgSV). el estiércol fresco tiene un alto contenido en humedad (del 80 al 85%) y pro tanto queda un 20-15% de Sólidos Totales (ST). Para saber el % de humedad se suele poner una muestra a 110ºC hasta que se evapore todo el agua quedando solo los ST. De estos sólidos totales, parte son orgánicos y tienen  potencial de producir biogas, llamados sólidos Volátiles (SV), y otra parte son minerales e inertes. Para saber los sólidos volátiles se pone lo que ha quedado de ST ha 550ºC de forma que se calcina la parte orgánica, quedando las cenizas. La diferencia de peso entre la muestra de Sólidos Totales y las cenizas representan los SV.
Bien, sabiendo esto, hay que decir que un número de referencia sería el 77% de los sólidos totales son Sólidos Volátiles y el 33% son cenizas. También podemos hablar respecto al estiércol fresco de vaca (suponiendo 17% de ST), teniendo que el 13% son sólidos volátiles y el 87% restante se reparte en 83% agua, y  4% de cenizas cenizas. Ahora volvemos al SBP.
El SBP mide la calidad de digestión anaerobia, o sea, cuando gas se ha producido por cantidad de materia que ha entrado al biodigetsor. en este caso se ignora el tamaño del biodiegstor, su tiempo de retención, su temperatura....todo, lo único que importa el la calidad de la digestión anaerobia. Podemos dar números generales para estiercol de vaca, encontrando un rango de 0.23-0,33m3/kgSV (en condiciones normales, 0ºC y 1atm). Para los cálculos posteriores supongamos un valor conservador de SBP de 0,26m3/kgSV.

SBP y BPR de varios biodigestores monitoreados en diferentes estudios, donde se ve que le SBP está en el rango 0,23-0,33 m3/kgSV. En el caso del BPR, como depende del volumen del biodigestor, se ve que es menor a los cálculos que resultan del ejemplo de este post, pero es debido a que estos biodigestores tienen 90 días de tiempo de retención, y por tanto son mayores en volumen que el ejemplo que tratamos con 50 dáas de tiempo de retención. Además, en el caso de las tablas los biodegestores tienen menor OLR, o sea,m son cargados con menor cantidad de estiércol por m3 de biodigestor y por tanto producirán menor cantidad de biogas por metro cubico de biodigestor. Tabla sacada de

• J. Martí-Herrero, R. Alvarez, M.R. Rojas, L. Aliaga, R. Céspedes, J. Carbonell. 2014. Improvement through low cost biofilm carrier in anaerobic tubular digestion in cold climate Bioresource Technol, 167 (2014), pp. 87–9

Entonces, en el caso que estamos, un biodigestor alimentado con 30 kg de estiércol de vaca al día, significa que entran 3,9 kgSV (kilogramos de Sólidos Volátiles), y por tanto, con un SBP=0,26m3/kgSV, resulta que los 30 kg de estiércol podrán producir 1000 litros de biogas. Entonces ambos biodigestores, pueden producir la misma cantidad de biogas al día siendo cargados con la misma cantidad.
¿Entonces como medir la eficiencia? el otro parámetro BPR, que se mide en metros cúbicos de biogas producidos por metro cúbico de biodigestor y día (m3/m3/d). En este caso, ¿que volumen de biodigestor consideramos? el volumen total o el líquido? yo tiendo a usar el líquido. Entonces para una producción de 1000 litros d ebiogas en el biodigestor tubular del ejemplo que tiene 6m3 de volumen líquido resulta en un BPR de 0,17m3/m3/d. En el caso del biodigestor de domo fijo que produce 1000 litros de biogas al día y tiene un volumen líquido de 3m3, resulta en BPR de 0,33m3/m3/d, el doble.
Este es un parámetro clave. para producir la misma cantidad de biogás se requiere la mitad de volumen líquido en el biodigestor de domo fijo respecto al biodigestor tubular.

¿es suficiente este análisis? no lo creo, hay mas aspectos:

• Por ejemplo, el domo fijo es mas caro, mas del doble que el tubular plástico. Así que la eficiencia respecto a inversión es menor la del domo fijo. Aunque por otro lado el domo fijo llega a durar mas de 15 años, mientras que el tubular plástico supera difícilmente los 5 años de operación. ¿que es mejor? depende la cantidad de dinero que pueda invertir inicialmente, o la seguridad que tenga en que voy a disponer de estiércol (actividad lechera) de forma sostenida por 15 años y no voy a cambiar de rubro, o la tentación de invertir en algo barato para probar la tecnología... hay mas factores, y muchos corresponden al usuario decidir. 
• Otro factor es que el domo fijo requiere poder cavar profundo, y en algunos sitios el suelo es de piedra, roca o la capa freática está ahí mismo, complicando y encareciendo la instalación del domo fijo respecto al tubular, ya que el Tubular va semi-enterrado y no necesita profundizar tanto. 
• Otro punto es que el domo fijo es difícil adaptarlo a clima frío, siendo valido para climas tropicales, pero no tan claro para fríos, mientras que el tubular, al estar semientetarrado, se puede diseñar para ganar calor del sol y poder ser instalado en climas fríos, como tantas veces se ha mostrado en este blog. 
• Otro punto son los materiales, ya que el domo fijo requiere de  buena cantidad de ladrillos y cemento...todos son materiales que se encuentran fácilmente en la ciudad, pero que hay que transportar hasta el campo, y a veces el transporte encare mucho los costes. Incluso en algunos casos el lugar de instalación no se llega mas que caminando, y ya la dificultad de transportar tanto ladrillo y cemento se complica. En cambio, los materiales para instalar un biodigestor tubular se pueden transportar en una mota o en un burro, facilitando mucho el acceso al área rural.
• otro punto es el espacio que ocupan, pues el domo fijo va enterrado y no ocupa espacio superficial apenas siendo idóneo para ser instalado en áreas peri-urbanas con poco espacio disponible, mientras que el tubular va semi-enterrado ocupando espacio superficial. 
• un análisis de ambos modelos de biodiegstores se puede encontrar en : Estudio de Factibilidad de un Programa Nacional de biogas/biodigestores en Bolivia

.... al final, son dos alternativas tecnológicas que ofrecen pros y contras y que se adaptan a diferentes circunstancias, y en vez de competir, se complementan. Incluso dentro de los biodigestores tubulares hay varios modelos que se pueden dividir en tubulares plásticos, en tubulares de geomembrana de PVC y tubulares de geomembrana de polietileno, cada uno de ellos con sus propias características y costes... al final se trata de ofertar un abanico tecnológico al usurio, junto con información veraz sobre las diferentes opciones, y que sea el usuario quien elija el libertad que biodigestor le conviene y se adapta más a sus circunstancias.

Como ejemplo, que siempre pongo, están las motos. Sabemos que hay las Harley Davidson, las honda, las chinitas.... ¿cual es mejor? ¿cual compra mas la gente?

seguimos...

Curso de biodigestores de la REDBIOLAC

Raul Botero durante el curso exponiendo como incorporar una
salida de lodos en los biodigestores tubulares de plástico

La semana del 10 al 15 de noviembre de 2014 se ha desarrollado el IV Encuentro de la REDBIOLAC que como otros años ha tenido un curso con visita a campo e instalación de un biodigestor, un congreso de dos días y la asamblea anual de la redbiolac.
por el momento ya esta publicado el material didáctico que se impartió durante el curso y que se puede acceder desde AQUI.

Fabian Henao coordino la instalación de un biodigestor tubular
modelo CIPAV, que se caracterizan por sus camaras de cemento
de carga y descarga.

Personalmente creo que este curso ha estado muy bien enfocado, ya que nos han exigido a todos los ponentes cálculos prácticos de diseño, evitando de este modo que el curso se convierta en una sucesión de clases magistrales teóricas. Además participamos como ponentes perfiles muy diferentes, desde técnicos, usuarios hasta empresas, enriqueciendo sumamente el curso con las diferentes visiones. Muy buen punto para los organizadores.
Por eso animo a quien quiera meterse a este mundillo que consulte los diferentes trabajos expuestos como parte del curso.

aqui lo dejo.
seguimos...

Comportamiento de la temperatura en biodigestores adaptados a clima frio

Hoy he tenido un breve debate con Vladimir Morales, especialista en biogas del Programa andino-boliviano de biodigestores que recién arracó el pasado 8 de Octubre de 2014.
Vladimir, junto con Davide Poggio, Thibault Perrigault y Vergil Weatherford, los considero las personas que mas experiencia han tenido en el desarrollo de los biodigestores tubulares adaptados a clima frío, ellos desde Perú y yo desde Bolivia. Con Davide, Thibo y Vergil, de hecho, publique un articulo (y con Thibault Perrigault y Vergil Weatherford) en el 2012 sobre el comportamiento térmico de estos biodigestores (Perrigault, T., Weatherford, V., Martí-Herrero, J., Poggio, D., 2012. Towards thermal design optimization of tubular digesters in cold climates: a heat transfer model. Bioresour. Technol. 124, 259–268.)

El caso es que hablábamos de la importancia del invernadero y sus muros de adobe para aumentar y mantener la temperatura dentro de los biodigestores adaptados a clima frío. Estos tienen  un aspecto como el que se ve en las siguientes fotografías.

Biodigestor tubular de bajo costo adaptado a clima frío, Bolivia

Biodigestor tubular de bajo costo adaptado a clima frío, Bolivia

Biodigestor tubular de bajo costo adaptado a clima frío, Bolivia

Interior del invernadero de un Biodigestor tubular de bajo costo adaptado a clima frío, Bolivia

Como se puede ver, siempre hemos venido usando muros de adobe y cubierta de plástico de invernadero para cubrir y proteger el biodigestor, que por dentro, como se ve en la última imagen, es similar a cualquier otro biodigestor tubular.
El caso es que antes usábamos paja como aislante en la zanja, cubriendo el fondo y paredes de la zanja con unos 5-10 cm de paja. En el CIB3  nos dimos cuenta que esta paja desaparecía al cabo de un año, dejando por tanto sin aislamiento al biodigestor. Ya entonces estábamos probando a usar poliestireno expandido como aislante en la zanja, como se ve en la siguiente fotografía en un grupo de biodigestores instalados en Laguna Colorada a 4300 msnm (de los que espero poder hablar otro día), otro ejemplo son los biodigestores del zoológico de Mallasa, ya comentado en el blog aquí y aquí.

biodigestores instalados en Laguna Colorada a 4300msnm como parte de un sistema de tratamiento de aguas de un campamento de 80 personas, donde se ve el uso del poliestireno expandido como aislante en las zanjas

 Hasta ahora siempre hemos dicho que los muros de adobe del invernadero son claves por su inercia térmica, que permiten mantener cierta temperatura en el interior del invernadero durante las noches frías. Y es verdad que los muros tienen mejor temperatura de noche que el ambiente, como ya se mostraba en el articulo comentado arriba (Perrigault, T., Weatherford, V., Martí-Herrero, J., Poggio, D., 2012. Towards thermal design optimization of tubular digesters in cold climates: a heat transfer model. Bioresour. Technol. 124, 259–268.) de donde saco esta gráfica:

Figura1: Temperaturas de un biodigestor adaptado a clima frío, reportado en (Perrigault, T., Weatherford, V., Martí-Herrero, J., Poggio, D., 2012. Towards thermal design optimization of tubular digesters in cold climates: a heat transfer model. Bioresour. Technol. 124, 259–268)

Como se puede ver en la Figura 1, de noche, los muros interiores tienen una temperatura de unos 5ªC por encima de la temperatura ambiente. Pero el interior del invernadero, solo tiene unos 2-3ºC más que la temperatura ambiente de noche. Aun así, mirando la temperatura ambiente nocturna, vemos que el biodigestor (Tslurry) se mantiene a unos 12ºC por encima, considerando que en este caso había unos 10cm de aislamiento de paja en la zanja en el momento de las medidas. Esto ya nos estaría indicando que de noche el invernadero no protege, ni mantiene tanto la temperatura, como esperaríamos. Quiero resaltar que la temperatura del interior del lodo no esta lejos de las temperaturas ambiente máximas

Pero en 2014, publicamos otro articulo con datos del comportamiento térmico de biodigestores adaptados a clima frío, que hicimos en el CIB3. Esta publicación en verdad iba dirigida a reportar el aumento de producción de biogas que se producía (50% mas) al meter anillos de botellas plásticas de refresco dentro del biodigestor, pero ademas reportábamos los datos de temperatura ( Martí-Herrero J, Alvarez R, Rojas MR, Aliaga L, Céspedes R, Carbonell J. 2014b. Improvement throughLow cost biofilm carrier  in anaerobictubular digestion in cold climate regions. Bioresource Technology. 167, 87-93.). Esta vez, también medimos la temperatura del biogas, además de la del invernadero y el interior del biodigestor, como se muestra en la siguiente figura:

Figura 2:Temperaturas de un biodigestor adaptado a clima frío, reportado en   Martí-Herrero J, Alvarez R, Rojas MR, Aliaga L, Céspedes R, Carbonell J. 2014b. Improvement throughLow cost biofilm carrier  in anaerobictubular digestion in cold climate regions. Bioresource Technology. 167, 87-93.

En la parte de arriba de la Figura 2 vemos otra vez como las temperaturas mínimas del ambiente y del invernadero (greenhouse) no son tan diferentes, encontrando solo un par de grados de diferencia entre ellos. O sea, de nuevo, los muros de adobe no son capaces de mantener caliente el invernadero. Pero por otro lado, si miramos las temperaturas mínimas del biogas (Tb_min) encontramos que estas si son unos 7-8ºC superiores a las mínimas del ambiente ¿que esta pasando? que el biogas está siendo calentado por el lodo del biodigestor, que sí tiene mucha inercia térmica. En la parte de abajo de la Figura 2 se puede ver la temperatura del lodo interior del biodigestor (Tsl_min) que se encuentra a unos 10ºC por encima de las temperaturas mínimas ambiente, considerando que se instaló en Mayo de 2011 con 5cm de aislamiento de paja en la zanja, y que dos años después no quedaba nada. Entonces, la verdadera inercia térmica a conservar es la del lodo. Y este solo puede perder calor o bien a través del fondo y paredes de la zanja, o bien a través del biogas que hay acumulado en la campana. De nuevo, en este caso  la temperatura del interior del lodo no esta lejos de las temperaturas ambiente máximas,

Si aislamos la zanja con poliestireno expandido, minimizamos fuertemente las perdidas por ese lado, mientras que por el lado del biogas, hay que considerar que este se comporta como una "cámara de aire", usada en el aislamiento de paredes en casas, pero en este caso, es una "cámara de biogas" entre el biodigestor y el ambiente/invernadero. ¿es necesario el resto del invernadero que solo me aporta 2-3ºC durante las noches? el invernadero es importante porque, ademas de proteger el plástico tubular del biodigestor de la radiación directa del Sol, protege del viento, que puede ser fuerte y frío en ciertas épocas (y que podría robar calor al biogas acumulado, y por tanto este a al lodo del biodigestor).

Si hemos cambiado la paja por el poliestireno, hemos reducido muchísimo las perdidas de calor del biodigestor hacia la zanja. Pero por otro lado, ¿que ocurre de día? de día el invernadero incrementa fuertemente su temperatura (llegando a 50 y 60ºC) y esto podría ser un punto a favor de la importancia del invernadero. Pero este aumento de temperatura del invernadero de día, no esta relacionado con los muros de adobe y su inercia térmica, así que seguimos sin encontrar puntos a favor para mantener los muros de adobe.

Pero reporto aquí los datos de un biodigestor, con aislamiento de poliestireno expando en zanja, pero sin invernadero (en valles, a 2600msnm), de un ensayo llevado en el matadero municipal de Cochabamba (del que ya hablamos aquí), de cual estamos escribiendo ahora el articulo:

Figura 3:Temperaturas de un biodigestor con aislamiento en la zanja pero sin invernadero

Aqui esta la clave. este biodigestor solo tiene 5cm de aislamiento en la zanja con poliestireno expandido, y no hay invernadero. Si comparamos las temperaturas ambiente mínimas de la serie de la Figura 3, están en un rango cercano, y comparable, a los reportado en la Figura 1 de temperaturas del artículo de 2012:  T ambiente mínima entorno a 10ºC. Pero miremos la temperatura del biodigestor; en este caso está por encima de los 25ºC, y de nuevo muy cerca de las temperaturas ambientes máximas.Si volvemos a mirar la Figura 1 de temperaturas, veremos que el biodigestor también esta a 25ºC, con temperaturas mínimas y máximas ambiente similares a este último caso.... Tanto el biodigestor dela Figura 1 como el de la Figura 3 se comportan de forma muy similar, en condiciones ambientales similares, teniendo en ambos casos aislamiento (paja en el primero y poliestireno expandido en el segundo), pero en el primer caso se tiene invernadero y en el segundo no. El invernadero no parece la clave, y menos sus muros de adobe.

¿cual es la función térmica del invernadero? pues tras lo expuesto aquí lo pongo en duda. Otra cosa es su función como protector de accidentes, y de la incidencia directa de la radiación solar sobre el plástico negro. Se que desde 2003 que empezamos a utilizar estos invernaderos compactos con muros de adobe para adaptar los biodigestores al clima frío del altiplano Boliviano. Y se que desde entonces hemos instalado mas de mil de estos sistemas, con sus invernaderos de muros de adobe...pero los datos son los datos, y estos nos ayudan a comprender mejor los fenómenos de transferencia de calor que están sucediendo en el biodigestor, y de este modo, seguir avanzando en la optimización sin anclarnos en ideas preconcebidas, que aunque intuitivamente atractivas, no soportan un análisis numérico.  

Creo que es hora de probar biodigestores en el altiplano, con aislamiento en la zanja de unos 5cm de poliestireno, y en vez de invernadero cerrado con adobe y plástico, cerrarlo con malla y cubierta de calamina plástica... algo mas parecido a esto, aunque yo le hubiera puesto la cubierta mucho mas pegada al biodigestor, no tan alta, y quizás alguna manera de proteger del viento:

Biodigestor instalado en Tarija en Junio de 2014, con aislamiento en zanja, cubierta de calamina plástica y cerco con malla

Biodigestor instalado en el Zoológico de Mallasa de La Paz, Bolivia, con aislamiento en zanja y cubierta de calamina. Mas información de este biodigestor aquí, y aquí.

Espero que esta entrada ayude

Nuevas fotos del biodigestor del Zoologico de Mallasa y el uso del biogas y el biol

(actualización del post: biodigestor en el zoologico de Mallasa)
Me acaba enviar Jazmin Campos de Servicios Ambientales nuevas fotos del biodigestor de Mallasa (La Paz, Bolivia).
Servicios Ambientales esta trabajando en el Proyecto Huella de Ciudades en La Paz y otras ciudades. En este caso, dentro del componente de la Huella del Agua, es que querían trabajar con el Zoológico de Mallasa, y por ello contactaron con Hivos para que les diera asistencia técnica en biodigestores. Y para dar asistencia técnica en Bolivia en biodigestores, Hivos, había contratado al BeeGroup del CIMNE, siendo yo el encargado. Esa es la historia.

EL BIOGAS: El caso es que aquí están las fotos donde se ve el uso del biogas en la cocina, donde algunos alimentos se calientan o cocinan para los animales:

Uso del biogas producido por el biodigestor del zoológico de Mallasa, La Paz, Bolivia

 EL SISTEMA de BIODIGESTIÓN (mas detalles aqui): Es sistema esta protegido por una cubierta de calamina plástica semitranslúcida. Principalmente protege al plástico de la radiación solar y de caída de ramas de arboles cercanos.  Se ve en la siguiente foto los aislantes utilizados (5cm de espesor) con los que tratamos de compensar el no haber cerrado la cubierta para tener un invernadero. En primer plano a la izquierda se ve la poza de carga, y abajo a la derecha la poza de biol, que luego se usa en los pastos de los jardines y también en un invernadero de producción horticultora que tienen ahí mismo.

Sistema de biodigestores (en serie o dos etapas) instalado en el zoológico de Mallasa, La Paz, Bolivia)

Sistema de biodigestores (en serie o dos etapas) instalado en el zoológico de Mallasa, La Paz, Bolivia)

EL BIOL: Aquí se ve los cultivos del invernadero a los que se esta aplicando biol, y ademas se está llevando a cabo un tesis para medir la productividad de las plantas al aplicar biol.

Uso de biol en un invernadero hortícola que hay en el zoológico de Mallasa, La Paz, Bolivia

Eso es todo por el momento...

Inicio del Programa Andino-Boliviano de Biodigestores

Me acaban de informar, que hoy día 8 de octubre de 2014 se da inicio formal al Programa Andino-Boliviano de Biodigestores, que recibe el nombre de :
"INCREMENTO DE LA PRODUCTIVIDAD DE SECTOR LÁCTEO A TRAVÉS DE LOS BIODIGESTORES EN EL ALTIPLANO DEL DEPARTAMENTO DE LA PAZ"

Invitación para el evento de incio del programa andino-boliviano de biodigetsores

Esto sale después de un proceso que empezó en 2012, cuando Harrie Oppenoorth de Hivos, visitó Bolivia para explorar la posibilidad de llevar a cabo en el país un programa nacional de biogás, a semejanza de los asiáticos o los africanos. De aquella visita en que reunió con varios actores, entre ellos el EnDev-Bolivia de la GIZ que en aquel momento impulsaba un proyecto de 4 años de biodigestores, con 750 sistemas instalados), surgió la posibilidad de hacer un estudio de factibilidad.

El estudio de factibilidad lo financió Hivos, y lo ejecutaron SNV, Soluciones prácticas y CIMNE. SNV venia de una experiencia instityonal en Programas Nacionales de Biogas (PNB) en Asia muy fuerte y larga, y se había unido a Hivos para trasladar esas experiencias a África donde son varios los PNBs en marcha. Soluciones Prácticas, con mayor presencia en Perú, pero también Bolivia, había impulsado desde 2007 la instalación de biodigestores en Cajamarca y ya contaba con cierta experiencia, mientras que CIMNE había sido el responsable del proyecto de biodigestores del EnDev-Bolivia y de la creación del CIB3, el laboratorio de referencia de clima frio de biodigestores.

Entre estas instituciones hicieron los Estudios de factibilidad de un Programa Nacional de Peru y el De Bolivia en 2012-2013. Ambos documentos se pueden descargar aquí [Estudio_PERU] y [Estudio_BOLIVIA]
en ambos caso salió una factibilidad positiva, y se pasó desarrollar un Plan para los Programas Nacionales de Biodigestores de Perú y Bolivia en 2013-2014. Ambos documentos se pueden descargar aquí [Plan_PERU] y [Plan_BOLIVIA]. En Estos planes se ponía como meta la instalación de unos 10000 biodigestores en Péru y 6000 en Bolivia en el lapso de 5 años.
Los aportes de estos Planes fueron, a diferencia de otros PNB:

• Abanico tecnológico, permitiendo diferentes tecnologías a ser implementadas (CAMARTEC, Tubular prefabricado, Tubular Plástico, etc.)
• Enfoque en el uso de biol, pues Bolivia es pais con gas GLP subsidiado, y al igual que en Perú, los usuarios valoran mas el biol que el Biogás. Este enfoque obliga a hacer un fuerte esfuerzo en investigación de aplicación de bioles en cultivos y en la difusión de esos resultados a los productores
• Acceso a crédito mediante mecanismos paralelos a las microfinanzas (en el caso Boliviano). Esto es, mediante las empresas acopiadoras de leche, que pueden hacer de agente de retención, siendo garantes en la compra de leche, e intermediarios entre las microfinancieras y los productores.

Teniendo ambos planes se procedió a la busqueda de financiamiento, y para no demorar el proceso es que Hivos, con fondos propios, decidió empezar el PNB pero a nivel regional (región andina, el altiplano) y sectorial (sector lacteo), ya que es donde mas potencial tiene esta tecnología:

• Existen mas de 15000 pequeños productores de leche con 3 a 10 vacas, que duermen cerca de la casa y por tanto el estiércol esta disponible
• Existe carencia de biomasa para cocinar, aunque hay bastante acceso a la garrafa de gas subsidiada. El biogás tiene utilidad si se usa a modo de calefacción de los establos (aumenta la producción de leche) y a modo de combustible para higienizar los enseres de ordeño)
• Existe potencial de incremento de producción lechera mejorando el alimento del ganado. aqui entra el biol como producto estrella, aplicado sobre los forrajes
• Existen buenas vías de comunicación, accesibles la mayor parte del año 
• Existen ya los mecanismos de crédito a través de las empresas lecheras
• El gobierno busca un fuerte incremente en el consumo de leche a nivel nacional, y por tanto de producción
• Las empresas lecheras están buscando formas de incrementar la producción lechera
• Los productores quieren mejorar su producción lechera.
• Los biodigestores tubulares ya están adaptados al clima frío del altiplano boliviano

Algunos limitantes a ir superando serían:

• Algunas comunidades con potencial de biodigestores sin acceso a gua durante todo el año (se empezará por las que si lo tienen)
• Poca infraestructura ganadera: pocos establos, algunos sin piso de cemento, etc (se empezará por donde alla infraestructura)
• Experiencias en biodigestores anteriores fallidas por falta de asistencia técnica y seguimiento adecuado (todo esto se considera en el nuevo programa, junto con control de calidad de los sistemas y certificación de los instaladores) 

La meta es llegar a los 640 biodigestores instalados en dos años y medio, a partir de hoy :-). Para ello habrá:

• capacitación y certificación de instaladores
• subsidio plano a cualquier sistema (tamaño) igual al 30% del coste del biodigestor mas pequeño
• Investigación y desarrollo (seguramente desde el CIB3) que alimentará a la asistencia técnica, control de calidad, y capacitación de instaladores
• Control de calidad de cada sistema instalados
• Monitoreo y evaluación del programa
• Asistencia técnica continuada a los usuarios a lo largo de todo el programa, no solo en biodigestores, biogas y biol, si no también en mejores practicas ganaderas.
• Difusión y promoción de los biodigestores, con visitas e intercambios de experiencias
• Fortalecimiento institucional de las empresas lecheras
• Desarrollo de los mecanismos de crédito a través de las empresas lecheras

A lo largo de estos dos años y medio se hablará con donantes que pueden prolongar la vida del programa y el alcance del mismo, ampliando a otros sectores (cerdos, pollos, llama-quinua) y otras regiones (valles y trópico).


Personalmente es una alegría. En 2001 instalé mi primer biodigestor tubular en las Islas Canarias (España), en 2002 instalé los primeros 23 biodigestores tubulares en Mizque (Bolivia), en 2003 instalé el primer biodigestor tubular adaptado a clima frío a 4005 metros de altura en Pongo (Bolvia)...y desde entonces son cientos los biodigestores instalados, principalmente por el proyecto del EnDev-Bolivia (750 sistemas). Y ahora lega este programa que consolidará un trabajo de mas de una década. Es una alegría.

Biodigestor en el Zoologico de Mallasa

El zoologico de Mallasa (La Paz) está en un proceso de mejores prácticas, entre otros, de la gestión del agua. CIMNE fue consultado para evaluar el potencial de uso de biodigestores en el Zoo. Tras una primera visita se decidió comenzar por un biodigestor que trate los residuos provenientes del matadero del lugar, el cual faena a tres burros por día para alimentar a los animales carnívoros. Se diseñó un sistema de dos etapas, siendo dos biodigestores de 6.5m de largo cada uno, con aislamiento en la zanja. Además se apoyo en la instalación y puesta en marcha del sistema el cual ya está trabajando. El biol sera empleado en los jardines del lugar y el biogas en la cocina.

Biodigestor instalado en el Zoologico de Mallasa (La Paz, Bolivia) alimentado con el contenido de las panzas de los tres burros que se matan por día para alimentar a las fieras del Zoo. 

¿porque dos biodigestores en seria de 6.5m de largo cada uno?

a veces el diseño se tiene que adaptar a los materiales disponibles y no a los requisitos específicos del lugar. Esto lo digo por que en este caso nos adaptamos al tamaño de las bovinas de plástico para biodigestores que vende Flor de Empresa en Cochabamba, Esta empresa tenía en aquel momento  33m de largo, y 2 metros de ancho, osea, 4m de circunferencia.

Si a estos 33m le quitamos el primer metro por que suele venir dañado en el traslado y manipulación, nos quedan 32 metros. si estos 32m los usamos para dos biodigestores, tendremos 16m por biodigestor. Con 16m, considerando que usamos doble capa, nos quedan dos capas de 8m. Ahora de esos 8m, hay que considerar que vamos a usar 0,5m de plástico en cada extremo para amarrarlo a la tubería de salida y entrada, y dejaremos otro medio metro para que el plástico se acomode bien en la zanja. Así que usamos 1,5 entre amarres y acomodamiento, y si teníamos dos mangas de 8m, nos quedará un biodigestor de 6,5m. esa es la razón de porque hemos puesto dos biodigestores en serie de 6,5m y no hemos diseño acorde a los residuos producidos (ese calculo nos llevaba a un bdg de unos 10 metros de largo, o sea, 10m mas 1,5m (amarres y acomodamiento) por dos capas, nos llevaba a necesitar 23 metros de plástico tubular, cuando nos venden por bovina y estas son de 33m)

¿que dimensiones de la zanja le hemos dado?

he trabajado mucho en dimensiones de zanja, con muchas ecuaciones por medio (ver esta publicación científica de 2012 "Design methodology for low cost tubular digesters" o este antiguo manual de 2008 "Biodigetsores familiares: Guía de diseño y manual de instalación") pero al final, igual nos hemos adaptado a los materiales existentes, y en este caso ha sido al poliestireno expandido que usamos como aislante (en Bolivia se llama Plastoformo, en Ecuador espumaflex). Y es que en bolivia lo venden en láminas de 1m de largo por 0,5 o 1m de ancho. Asi que las dimensiones las hicimos de tal manera que el ancho inferior de la zanja es de 1m, de modo que cabe perfectamente una lamina de poliestireno tumbada. Y las paredes de 0.9m de profundidad, casi verticales sin angulo. De este modo el perímetro de la zanja es de 1x2+0,9x2=3,8m, siendo la circunferencia del plástico 4m, asi que tenemos 0,2m de sobrante, suficiente para poder tener cúpula de gas. 

¿y cual es el Volumen? 

la sección eficaz de la zanja es de 0,9x1=0,9m2. asi que si tenemos 6,5m de largo no dá 5,85m3 de volumen líquido. con dos biodigestores sumamos 11,7m3 de volumen líquido. Para de verdad llegar a este volumen tenemos que considerar que la presión del biogas, cuando se genere, empujara al lodo dentro del biodigestor hacia abajo, perdiendo entonces volumen líquido útil (esto ya lo reportams aquí, como un efecto a considerar: 2011 Reduced hydraulic retention times in low-cost tubular digesters: two issues". Para considerar este aspecto, elevamos la tuberia de salida tantos cm por encima del nivel del suelo, como cm hemos metido la válvula se alivio en agua.

¿con cuanto se carga y cual es el tiempo de retención?

se esta cargando este biodigestor con 30kg del rumen que sale de los tres burros que se faenean por día, y se mezcla con 120 litros de agua. esto da un volumen total de 150litros, osea que el primer biodigestor nos da un tiempo de retención de 39 días, y con el segundo llegamos a 78 días. Hay que considerar que los biodigestores están aislados en la zanja con poliestireno, pero no se encuentran dentro de un invernadero cerrado. Tienen una cubierta semitranslúcida que proteja del sol al plástico, eso si. Pero los biodigestores se encuentran a mas de 3200 metros sobre el nivel del mar, y de ahí que hayamos aumentando el tiempo de retención.

Otro día más.

Nuevo libreto: Desarrollo, difusión e implementación de tecnologías apropiadas: Biodigestores en Bolivia

Portada del libreto que se puede descargar aquí: [pdf]

[Descargar aquí] [Adaptated english version here]
Este documento pretende ser principalmente una reflexión sobre la introducción de tecnologías apropiadas en el área rural, a partir de las experiencias que han significado la puesta en marcha, desarrollo, consolidación y cierre de las actividades de biodigestores de EnDev Bolivia.
En este libro se muestran las lecciones aprendidas, que por encima de los resultados, son los aspectos más importantes a rescatar y transmitir a otras personas e instituciones que están trabajando con tecnologías apropiadas y en especial con biodigestores. Se trata de rescatar los aciertos y los fracasos, pues en esos dos factores se forma la experiencia cuando se reflexiona y aprende de ellos.
La finalidad última de este documento es que no se vuelvan a cometer errores en los que se ha incurrido, y que se muestra en forma de lecciones aprendidas, al difundir e introducir una tecnología apropiada, como son los biodigestores. Es decir, esperamos compartir nuestras experiencias para que
se compartan aciertos y no se repitan los mismos errores.
Considero que la parte técnica en este tipo de proyectos solo representa el 20% del problema, mientras que la parte social, la estrategia de implementación, es el 80% del reto a superar, y por tanto será en este aspecto social donde se enfocará este documento. Por otro lado, existe una metodología de disponible en internet “Biodigestores Familiares: Guía de Diseño y Manual de Instalación” y actualizada la metodología de diseño y publicada en Martí-Herrero y Cipriano, 2012, (ver bibliografía.)
He tratado de ser lo más didáctico y coloquial posible, evitando tecnicismos, por lo que pido perdón a aquellos teóricos del desarrollo o de la tecnología.
El documento empieza con una introducción a la tecnología de los biodigestores familiares de bajo costo, que he rescatado de un texto que publicado con la Iniciativa de Naciones Unidas (IDEASS) y que se puede encontrar en internet. A partir de ese momento se presenta el proyecto EnDev-Bolivia en cuanto a sus actividades en biodigestores, resultados cuantitativos y la historia de esta línea de trabajo, con sus diferentes etapas (desde 2007 hasta mediados de 2012). Después se han seleccionado cuatro criterios para evaluar el éxito de cada uno de ellos, de las actividades; realizando un análisis y evaluación en el área rural. Finalmente se exponen las diferentes lecciones aprendidas de la implementación de la tecnología apropiada de los biodigestores en Bolivia, como caso de estudio para la introducción de otras tecnologías.

Espero lo disfruten