grupo de aviación, ingeniería y arquitectura
BIOMETANIZACIÓN DE RESIDUOS DE MATADERO (PLANTAS DE BIOGÁS)
Indice Introducción y Antecedentes Principios de la recuperación de residuos Agricola-Ganaderos Subproductos de matadero: Potencial para la biometanización Ventajas obtenidas con la recuperación de residuos Conclusiones
3 4 5 7 9
grupo de aviación, ingeniería y arquitectura
BIOMETANIZACIÓN DE RESIDUOS DE MATADERO (PLANTAS DE BIOGÁS) INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES Dado el marco económico actual en el cual estamos condicionados por el uso de una energía cada día mas escasa y cara procedente de los países Árabes como es el petróleo o el gas natural, es necesario que todos utilicemos las energías propias y renovables que tenemos a nuestro alcance; energías renovables como la energía eólica, la energía solar, la energía de la biomasa o el biogás, en este contexto podemos situar todo tipo de residuos orgánicos para el aprovechamiento de esta energía: ganaderos, domésticos, biomasa, etc. En definitiva lo que se trata es de aprovechar todos los residuos orgánicos que actualmente no se aprovechan y que de no ser así representan un constante peligro de contaminación ambiental. En épocas anteriores, el medioambiente era capaz de soportar la descarga de los residuos provenientes de la actividad agrícola y ganadera, debido a que los sistemas de producción no eran tan intensos y generaban bajos volúmenes de residuos. Hoy en día surge una creciente preocupación por los efectos en el medioambiente derivados del aumento en la productividad agroalimentaria. En la gran mayoría de las explotaciones agrícola-ganaderas no existen medios para el aprovechamiento racional de los residuos, de manera que son innumerables los vertederos donde se arrojan todos estos residuos con la consiguiente contaminación ambiental y con una importante pérdida de energía de la cual estamos necesitados. Sin embargo hay un gas que se puede obtener en la misma finca o explotación ganadera simplemente sometiendo el estiércol y todo tipo de residuos orgánicos, a un proceso de fermentación anaerobia (en ausencia de oxigeno). Este gas así obtenido lo denominamos biogás o gas metano puesto que es similar al gas de los pantanos, obtenido por la descomposición de toda la materia orgánica que se deposita en los mismos.
grupo de aviación, ingeniería y arquitectura
BIOMETANIZACIÓN DE RESIDUOS DE MATADERO (PLANTAS DE BIOGÁS) PRINCIPIOS ACERCA DE LA RECUPERACIÓN DE RESIDUOS AGRICOLA-GANADEROS Los residuos de matadero constituyen un grupo heterogéneo de subproductos orgánicos, entre los que se incluyen los lodos de depuradora, restos carnicol, vísceras y paquetes intestinales, sangre, grasas, cartílagos, uñas, pelos, plumas y huesos. La grasa tiene un potencial energético enorme, pero existen ocasiones en que existe competencia de este producto con otras industrias agroalimentarias, pues puede tener un valor de mercado que disminuye su rendimiento y rentabilidad económica. A continuación se muestra un resumen de datos de producción de biogás de algunos residuos de matadero (datos recopilados en los laboratorios de bioGasGAIA):
grupo de aviación, ingeniería y arquitectura
BIOMETANIZACIÓN DE RESIDUOS DE MATADERO (PLANTAS DE BIOGÁS) SUBPRODUCTOS DE MATADERO: POTENCIAL PARA LA BIOMETANIZACIÓN BIOMASA Sangre Grasas Lodos Contenido intestinal Restos cárnicos
% T.S. 10 70 20 16 25
oTS/TS 95 90 85 87 90
Gas (lgás/ kg o TS) 685 1100 400 530 681
% CH4 70 68 55 57 59
Las producciones de biogás pueden variar según la edad y tipo de animal sacrificado. Es recomendable realizar los ensayos de biometanización de la biomasa disponible, para poder asegurar los rendimientos de la planta de biogás. ¿QUÉ ES LA BIOMETANIZACIÓN?La biometanización es un proceso que consiste en la digestión anaeróbica de residuos orgánicos (como purines de cerdo, estiércoles de vacuno, gallinazas o subproductos de la industria agroalimentaria) para producir biogás. La mayor parte de residuos de matadero, ganaderos y muchos residuos agrícolas se caracterizan por su elevado contenido en agua. Esto los convierte en poco apropiados para ser valorizados mediante combustión o gasificación, pero no significa que no tengan un potencial energético notable. tecnologías del biogás para la gestión y valorización energética de residuos orgánicos están teniendo un gran éxito en toda Europa, y tienen un gran potencial en un país que genera grandes cantidades de subproductos orgánicos como España. El proceso de funcionamiento de una planta de biogás se puede describir de la siguiente forma: Los residuos orgánicos se introducen (mediante bombeo o un cargador automatizado) en digestores anaerobios. Estos digestores están cubiertos por una doble lámina de polipropileno reforzado, lo que permite generar un ambiente anaerobio y a su vez impide la emisión de gases contaminantes y la emanación de malos olores. Los residuos de matadero se someterán a un proceso de higienización (70ºC, 40 minutos) previo a su digestión. Los residuos permanecen entre 50 y 90 días sometidos a condiciones constantes (ausencia de O2, 35-40 ºC de temperatura) que provocan que la mayor parte de la materia orgánica se digiera, produciéndose biogás. El biogás es valorizado en motores de cogeneración, que transforman la energía del metano en electricidad. Una vez los residuos salen de los digestores se han transformado en fertilizante de alta calidad. Es posible realizar una separación de sólidos o tratamientos mas avanzados de deshidratación o extracción de nutrientes con el digestato. En realidad la fermentación metánica o anaerobia, en condiciones ambientales normales puede ser muy larga e incluso paralizarse si las condiciones ambientales son tan desfavorables que la temperatura donde se realiza la fermentación (interior del biodigestor) desciende por debajo de los 6ºC, ya que por debajo de estas temperaturas los microorganismos causantes de dicha fermentación no se desarrollan. Llegamos por tanto a que la temperatura es fundamental y establece la duración de la fermentación.
grupo de aviaci贸n, ingenier铆a y arquitectura
grupo de aviación, ingeniería y arquitectura
BIOMETANIZACIÓN DE RESIDUOS DE MATADERO (PLANTAS DE BIOGÁS) VENTAJAS DE UNA PLANTA DE BIOGÁS Fundamentalmente se obtienen las siguientes ventajas en la recuperación de los residuos por el proceso de biofermentación: - Recuperación energética inmediata y como consecuencia económica. - Depuración ambiental y ecológica. Obtención de fertilizantes de gran calidad. Considerando la primera ventaja tenemos la producción de biogás o metano cuyo poder calorífico es de 6000 kcl/Nm3 siempre dependiendo de la relación CH4/CO2. La producción de biogás puede variar según las características del resido sometido a proceso, pero por ejemplo, para un estiércol de conejo podemos decir que es posible aprovechar de 100 a 130 m3 de gas por tonelada de estiércol, las diferencias en la producción son debidas al contenido en fibra en el pienso utilizado como alimento de los animales. Como dato orientativo podemos decir que 1m3 de gas metano equivale a 0,7 litros de gasolina, de la misma forma para generadores de cierta potencia, 1m3 de gas puede generar del orden de 1,8 a 1,9 Kw/h. Podemos decir que hay una mayor eficiencia energética que otras renovables
Coste aproximado
Funcionamiento anual a pleno rendimiento
6.000-7.000 /KW instalado
1.600 horas/año
2.000 /KW instalado
2.500 horas/año
2.500-4.000 /KW instalado
8.000 horas/año
grupo de aviación, ingeniería y arquitectura
BIOMETANIZACIÓN DE RESIDUOS DE MATADERO (PLANTAS DE BIOGÁS)
La segunda ventaja que hemos considerado como fundamental es la depuración ambiental y ecológica. De todos es sabido que los residuos ganaderos y los estiércoles provocan graves problemas sanitarios y ecológicos, aumenta el numero de insectos que son portadores de virus y enfermedades contagiosas, se contaminan ríos y manantiales, y no digamos los malos olores que provocan en el entorno. De esta manera llegamos a la conclusión de que es mas fácil y rentable evitar la contaminación sea cual sea su origen que pagar las elevadas facturas que nos presentan sus consecuencias. La tercera ventaja importante que hemos considerado es como resultado final de esta fermentación anaeróbica obtenemos un compuesto o abono de excelentes cualidades, ya que se han mejorado notablemente los porcentajes de nitrógeno orgánico, fósforo y potasio. De tal forma los terrenos así abonados con este producto lo asimilan rápidamente, por lo tanto tenemos aquí una extraordinaria fuente de alimentación de cualquier tipo de terreno que sin duda nos aumentara la producción de todo tipo de cultivos. El coste de una planta de biogás varia enormemente en función del tipo de biomasa residual a gestionar (pretratamiento y postratamiento), de la potencia de la planta, volúmenes de biomasa, requerimientos ambientales de capacidad de almacenamiento de digestatos, etc.
grupo de aviación, ingeniería y arquitectura
BIOMETANIZACIÓN DE RESIDUOS DE MATADERO (PLANTAS DE BIOGÁS) CONCLUSIONES Existen posibilidades reales de conseguir importantes ahorros de energía en el conjunto de actividades de las explotaciones agrícola ganaderas, aprovechando sus propios recursos, ya que estos se producen in-situ , por lo tanto es necesario que cuando se piensa en una explotación ganadera sea del tipo que sea, se ha de diseñar correctamente para satisfacer las necesidades energéticas que previamente se han calculado. En cuanto a la generación de energía por el proceso de biodigestión podríamos afirmar que es la única solución ventajosa y se caracteriza por los siguientes aspectos: Es un recurso renovable ya que todos los días se producen residuos Es una fuente importante de energía ya que en función del tipo de residuo y de su contenido en fibra se pueden conseguir entre 50m3 a 200m3 por tonelada de residuo. Ayuda a la conservación de la naturaleza evitando vertidos contaminantes, malos olores y algunas infecciones derivadas de las picaduras de insectos. Proporciona al terreno los elementos nutrientes necesarios y fácilmente asimilables. Para las áreas rurales puede constituir un factor primordial por tener la oportunidad de producir in-situ la energía que demandan. Las explotaciones agrícola ganaderas que por sus características de lejanía y diseminación territorial necesitan energía para realizar las labores primordiales, pueden y deben generar su propia energía y no tienen por que depender exclusivamente de la energía fósil o de las costosas redes de distribución eléctrica, que además constituyen un gasto permanente. GRUPO GAIA, UNA APUESTA DE FUTURO GAIA es un grupo multidisciplinar formado por ingenieros y arquitectos los cuales proporcionan servicios profesionales cada vez más complejos e integrados. En el sector de las energías renovables y del biogás a partir de residuos orgánicos, GAIA diseña y construye enteramente con recursos propios, equipos de cogeneración que emplean el biogás para generar energía eléctrica y calor. En colaboración con las mejores ingenierías especializadas en los procesos biológicos de la digestión anaeróbica de la biomasa, GAIA tiene la capacidad de entregar llave en mano plantas de producción de biogás de digestión anaerobia de un amplio abanico de residuos orgánicos
grupo de aviación, ingeniería y arquitectura
BIOMETANIZACIÓN DE RESIDUOS DE MATADERO (PLANTAS DE BIOGÁS) Las tecnologías del biogás para la gestión y valorización energética de residuos orgánicos están teniendo un gran éxito en toda Europa, y tienen un gran potencial en un país que genera grandes cantidades de subproductos orgánicos como España.
Planta de 2.000 KW que funciona con purines y tripería de matadero (actualmente en fase de ampliación a 3 MW).
El proceso de funcionamiento de una planta de biogás se puede describir de la siguiente forma: 1. Los residuos orgánicos se introducen (mediante bombeo o un cargador automatizado) en digestores anaerobios. Estos digestores están cubiertos por una doble lámina de Polipropileno Reforzado, lo que permite generar un ambiente anaerobio y a su vez impide la emisión de gases contaminantes y la emanación de malos olores. Los residuos de matadero se someterán a un proceso de higienización (70ºC, 40 minutos) previa a su digestión. 2. Los residuos permanecen entre 50 y 90 días sometidos a condiciones constantes (ausencia de O2, 35-40 ºC de temperatura) que provocan que la mayor parte de la materia orgánica se digiera, produciéndose biogás. 3. El biogás es valorizado en motores de cogeneración, que transforman la energía del metano en electricidad con gran eficiencia. Una vez los residuos salen de los digestores se han transformado en fertilizante dealta calidad. Es posible realizar una separación de sólidos o tratamientos más avanzados de deshidratación o extracción de nutrientes con el digestato.