Procedimiento de cálculo para el dimensionamiento y análisis térmico de biodigestores del tipo bolsa tubular y domo fijo

Abstract

La construcción de biodigestores para tratar residuos orgánicos provenientes de la producción agropecuaria (estiércoles de animales) a fin de obtener biogás, es una práctica habitual en poblaciones agropecuarias ubicadas en zonas tropicales y son menos construidas en zonas frías dado que no resultan producir la misma cantidad de biogás que los construidos en las zonas cálidas. Esto se debe a que las bajas temperaturas o fluctuaciones de temperaturas día/noche que ocurren en estas zonas, disminuyen la temperatura dentro del biodigestor provocando una inhibición en la producción de biogás que se obtiene de la fermentación de estos residuos a temperatura constante. Es necesario entonces investigación acerca de nuevos diseños de biodigestores para adaptarlos satisfactoriamente a zonas frías. El trabajo de tesis plantea un procedimiento para el dimensionamiento y análisis térmico de biodigestores de pequeña escala que permitirá encontrar un mejor diseño adaptado a climas fríos en el Perú. La instalación de biodigestores permitirá que familias productoras agropecuarias ubicadas en zonas rurales del Perú, tengan un adecuado tratamiento de sus residuos orgánicos y además se beneficien con un combustible renovable que puede ser usado para calefacción de una vivienda o para uso doméstico. Para conseguir este objetivo se propone un procedimiento de cálculo estandarizado que puede ayudarse del uso de un software de elaboración propia, que dimensiona los biodigestores y calcula las pérdidas de calor. En primera instancia se hace un análisis de la demanda energética en la vivienda, para luego relacionar esta demanda de energía con una cantidad equivalente en metros cúbicos de biogás, que a su vez, se relacionan directamente con una cantidad de animales que el usuario debe tener. Finalmente se analizan alternativas para remediar las variaciones de temperaturas dentro del biodigestor con calentadores activos o pasivos, y se determinan conclusiones y recomendaciones para mitigar las pérdidas de calor dentro del biodigestor.