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El Arte del Biogas y su Integracion en Cuba.
Proyecto GBN
Dr. Ing. José A. Guardado
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Índice
EL ARTE DEL BIOGAS EN CUBA Por qué X taller y la
importancia del biogás ahora? Antecedentes en
el Mundo y en Cuba? Cómo se produce y cual es
su composición? Tipos de digestores y Usos del
biogás? Tendencias y perspectivas? Cuál ha sido
nuestra contribución al arte del biogás en Cuba?
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Íntroducción
Porque X taller y la importancia del biogas
ahora?
Entre1993 1996,apoyado en un proyecto de
Colaboración entre Alemania y Cuba, se desarrollo
un programa de difusión para la construcción de
plantas de biogás a pequeña y mediana escala en
tres provincias del País (Habana, Matanzas y
Villa Clara). A partir de entonces con nuestra
propia experiencia y de manera sistemática, se
han venido efectuando anualmente talleres de
biogás.
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Íntroducción
Porque X taller y la importancia del biogas
ahora?
En la actualidad, éstos, se han extendido a casi
todas las provincias, con profesionales y
técnicos de todo el País, facilitándose con
ello, los primeros pasos de la infraestructura y
cooperación que ha venido gestando Cubasolar y la
UNAICC, con vistas a la generalización de la
tecnología del biogás de manera sostenible en
Cuba, que hoy puede apreciarse en este X
taller. Nota Es importante señalar que en igual
periodo, hemos efectuados la misma cantidad de
talleres y para usuarios del biogás.
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Íntroducción
Porque X taller y la importancia del biogas
ahora?
La necesidad creciente de buscar soluciones, con
recursos nacionales, a los problemas económicos,
energéticos y ambientales, para aprender a
sobrevivir bajo circunstancias y condiciones
adversas, en pos de mejorar la calidad de vida,
en medio de las crisis que enfrenta el Mundo
contemporáneo al respecto, representa la mejor
manera de trabajar por el propio desarrollo y
subsistencia, sobre todo, en este año que nuestro
País ha declarado Año de la Revolución
Energética en Cuba.
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El aprovechamiento del gas natural para fines
energéticos ya era conocido por las antiguas
civilizaciones, que lo aprovechaban para la
iluminación y la cocción de alimentos. En el año
1776, Alejandro Volta científico italiano, hizo
las primeras experiencias de obtención de gas a
partir de materia vegetal en descomposición. No
es hasta 1806 que William Henry caracteriza este
gas, llamándolo metano. En esta misma época
Humphrey Davey detectó la presencia de metano en
estiércoles de animales.
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Durante la Primera Guerra Mundial (1914-1918)
surgió en Inglaterra el interés de producir
metano en las haciendas y fincas, a partir de
estiércoles animales. Pero sólo en 1940
científicos franceses desarrollaron y
perfeccionaron un proceso de obtención rural de
gas, a partir de estiércoles. Durante la Segunda
Guerra Mundial, científicos alemanes e italianos
desarrollaron vehículos accionados con biogás.
Después de la Guerra el interés por el biogás
cómo combustible solamente fue continuado en
países cómo China y India.
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En la década de los años 70 se popularizó la
construcción de plantas de biogás en la mayoría
de las zonas rurales de China, donde se reporta
más de 8 millones de instalaciones de biogás. En
la India, hay más de 3 millones de estas
instalaciones funcionando que al igual que en la
China se emplean para producir energía como
sustituto de combustible domestico, en la
iluminación, para generar electricidad, así como
para obtener un fertilizante económico.
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A partir de 1973 con la crisis energética por los
altos precios del petróleo, se volvió
gradualmente al biogás cómo fuente alternativa de
energía para el mundo contemporáneo. En los
últimos años, al gradual interés que se le venia
dando al biogás como portador energético, se suma
el de las campañas en defensa de la ecología y
el medio ambiente, que lo hacen aun mas atractivo
como elemento integrador bajo un nuevo enfoque
energético vinculado al desarrollo sostenible y
adecuado a las disímiles condiciones y
posibilidades que enfrentan nuestros hombres de
campo.
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La tecnología del biogás, con una buena
orientación y conocimiento de aquellas
actividades que se puedan vincular a un sistema a
ciclo cerrado de manera sostenible, siendo ella,
el ente integrador, puede ser adaptada a las
exigencias ecológicas y económicas del futuro y
por ello esta considerada como una tecnología de
avanzada.
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Muestra de ello lo constituye el uso que se le
viene dando al biogás en Países del primer Mundo
como en Alemania y Suecia, en donde su uso en la
transportación de vehículos modernos y en
locomotoras, incluso para los metros constituyen
novedades con gran impacto Social. En Suecia, se
construirá la mayor planta de biogás en el mundo
con una capacidad de 1600m3/h, a partir de aguas
negras. El biogás será refinado para ser
utilizado como combustible no contaminante.
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Cuba es uno de los primeros Países de América
Latina donde se introdujo la tecnología del
biogás. Según informaciones en Guatemala se
construyó la primera planta para producir
biogás(1954) , sin embargo, en 1940, se construyo
en Cuba, 2 digestores de 471m3 cada uno para
obtener biogás a partir de residuales
industriales en la cervecería del cotorro en la
Habana. Esta planta se puso en funcionamiento en
1948 Por lo que la tecnología del biogás ha sido
aplicada e investigada en Cuba desde la primera
mitad del siglo XX.
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A finales de la década del 70 y la primera mitad
del 80, se construyeron en Cuba más de 400 biogás
de pequeña escala del tipo Hindú (campana
flotante), con vista a producir biogás para el
alumbrado de las vaquerías. Sin embargo, por
falta de una estrategia adecuada y problemas
técnicos, entre otras causas, estas instalaciones
no tuvieron los resultados esperados y después de
un tiempo relativamente corto, fueron
abandonadas.
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En la segunda mitad de la década del 80, comienza
un resurgir del biogás en Cuba con el empleo del
digestor Chino familiar construyéndose un número
considerable en las provincias de Pinar del Río y
La Habana. Es de señalar que a finales de este
quinquenio, la mayoría de las instalaciones
dejaron igualmente de funcionar.
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Más tarde, a principio de los años 90 se retoma
el tema del biogás pero involucrando un numero
mayor de territorios del País a partir de un
programa de difusión consistente en la
calificación de técnicos y usuarios como ya fue
explicado en la introducción. Este programa, que
incluyó la transferencia de conocimiento y
tecnología, permitió desarrollar nuevas
capacidades para la construcción de plantas
sencillas que hoy rebasan la cifra de 500
unidades.
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La digestión anaerobia es un proceso biológico en
el que intervienen diferentes grupos de
bacterias. Existe una etapa previa a la
digestión donde un grupo de bacterias se encarga
de eliminar el oxígeno presente en la materia
prima. Estas bacterias son aerobias y cuando
consumen todo el oxígeno, es que comienza la
digestión. En esta digestión participan
distintos grupos de bacterias anaerobias
presentes en la materia prima, que cuando se
vuelven activos, los productos transformados de
los primeros, sirven de alimento a los otros. En
todo este proceso se distinguen tres fases.
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(No Transcript)
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Todo este proceso tiene lugar en un reactor
bioquímico conocido comúnmente cómo BIODIGESTOR o
simplemente DIGESTOR.
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Para aplicaciones industriales y de altos
volúmenes se han desarrollado algunos tipo de
digestores como los de flujo ascendente (UASB).
Tradicionalmente las Plantas de Biogás
sencillas, pueden ser resumidas por su diseño en
tres tipos esenciales Plantas de balón ( flujo
pistón) Plantas de cúpula fija Plantas de campana
flotante Según la forma en que se realiza el
proceso de "carga", se distinguen dos
tipos  Plantas continuas Plantas Batch (entrada
del residual de manera intermitente)
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Las plantas de biogás, han demandado de recursos
e infraestructuras adecuados, que contribuyan al
desarrollo de las familias y obreros, a la
creatividad en la planificación, a la solución de
los problemas de diseño que se adecuen a las
características y posibilidades de los usuarios
con su acción participativa, bajo las disímiles
condiciones que se pueden establecer para los
sectores de menores posibilidades financieras,a
partir de los principios básicos del desarrollo
sostenible Diseños económicamente
rentables Ecológicamente viables Social y
humanamente justos
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Para la generalización y uso de estas
instalaciones a pequeña y mediana escala, en las
condiciones específicas de nuestro País y a
partir de nuestras propias experiencias, hemos
implementado un diseño que hemos denominado
GBV. Los modelos GBV son diseños concebidos
dentro de la evolución que han experimentados los
digestores de cúpula fija con la finalidad de
disminuir los plazos de ejecución y lograr su
acceso a un sector mayor de la población con una
infraestructura adecuada.
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En consecuencia su diseño no se ciñe a un solo
tipo de material ó criterio sino que aborda una
diversa gama de posibilidades y situaciones que
enfrentan los usuarios que saben amar y
comprender la esencia del BIO-GAS. La
idiosincrasia y las costumbres de nuestros
hombres de campo, entre otros factores, están
presente en el diseño que se elabora a partir de
sus criterios y condiciones especificas, cuestión
por la cual ellos están incluidos en el propio
concepto del diseño.
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Digestor modelo Indio
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Comparación
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La tecnología del biogás es una tecnología sin
residuos, pues todos los productos y subproductos
se aprovechan. A continuación se relacionan los
principales productos de la digestión y sus
aplicaciones
Como agente químico
Como combustible

• Cocción de alimentos.
• Iluminación.
• Calentamiento de pollitos y cerditos.
• Incubación de huevos.
• Refrigeración.
• Motores de combustión interna.

• Conservante de granos.
• Fertilización de algas.

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• Mejorador de suelos (biofertilizante).
• Control de plagas y enfermedades en los cultivos.
• Fertilizante foliar.
• Alimento animal.
• Piscicultura.
• Lombricultura.
• Cultivo de hongos comestibles.

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Biogas
Cómo combustible el biogás se emplea en cualquier
aparato que esté diseñado para trabajar con gas,
cómo cocinas, lámparas, calentadores, motores,
etc. En la conservación de granos el biogás se
emplea, para inundar cámaras donde se almacena el
grano o los cereales, de manera que la atmósfera
se hace irrespirable para los insectos que los
atacan. En la fertilización de algas, se hace
burbujear este gas en un estanque poco profundo,
donde se ha implantado previamente un alga
conocida cómo "Lentejuela", que es muy rica en
proteínas y se emplea en la alimentación de
pollos de ceba o engorde.
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Lodos y líquido
Los lodos y líquidos, empleados cómo
biofertilizante resultan mejores que los
fertilizantes orgánicos conocidos, cómo el
compost, cuya descomposición es aeróbica, es
decir en presencia de oxígeno, debido a 1.- El
contenido de nitrógeno asimilable es mayor en la
materia orgánica descompuesta anaeróbicamente que
en la aeróbica. Las pérdidas de nitrógeno se
comportan al 50 para la descomposición aeróbica
y al 10 para la anaeróbica.
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2.- La pérdida de fósforo en el compost es 15
veces mayor que en biofertilizante de biogás. Los
experimentos han demostrado que el contenido de
fósforo asimilable está entre el 10 y el 20 en
el fertilizante de biogás, mientras que el
contenido de fósforo orgánico e inorgánico es de
1 a 3 veces mayor que en el compost. 3.-Producto
de la fermentación anaerobica, se puede recuperar
más del 90 del potasio presente en la materia
orgánica, ya que los iones no pueden ser lavados
por la lluvia cómo es el caso del compost. Los
resíduos sólidos digeridos contienen 0.6 - 1.2
de potasio, mientras que los líquidos 0.05 - 1.0
.
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4.- Las pérdidas de carbono orgánico son menores
en la fermentación anaeróbica que en la
fermentación del compost, lo cuál se demuestra en
la siguiente tabla
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Cómo control de plagas y enfermedades en los
cultivos, se ha demostrado que la aplicación de
fertilizante de biogás de buena calidad puede
controlar la aparición de áfidos de los
vegetales, áfidos del trigo, áfidos del algodón.
A las 84 horas de aplicado del biofertilizante,
las poblaciones de insectos disminuyen en mas del
55 . El líquido digerido cuando es mezclado con
insecticida produce un efecto todavía mayor.
Mezclado con un 10 de insecticida, provoca una
reducción de la población de insectos de más del
60 a las 48 horas. Este líquido con un 20 de
pesticida en 84 horas, mantiene la disminución en
las poblaciones de insectos en más del 70 .
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Los residuales del biogás en algunos países cómo
Francia, se emplean de modo directo cómo alimento
animal, mezclados en pequeñas proporciones con el
alimento de los cerdos, debido a que estos
residuales son ricos en proteínas, por la
población de bacterias con que abandonan el
digestor. De igual forma en piscicultura son un
fertilizante ideal para los estanques y lagunas,
ya que a diferencia de la materia orgánica
directa, no necesitan oxidarse puesto que ya
están digeridos y por lo tanto no consumen el
oxígeno disuelto en el agua, al contrario,
fomenta el crecimiento del fitoplancton, que es
un productor de oxigeno disuelto por excelencia,
además de servir de alimento a la fauna acuática,
por lo que se aumenta la capacidad de crianza de
peces del mismo volumen de agua, al disponer de
más oxígeno disuelto.
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Cómo fertilizante foliar, los líquidos producto
de la digestión una vez filtrados, se pueden
aplicar con un rociador o atomizador a la
superficie foliar de los cultivos. Los resultados
alcanzados demuestran que en arroz paddy y trigo
se registran incrementos en los rendimientos del
9.7 y 11.8 respectivamente, mientras que con la
aplicación de urea foliar, los incrementos del
rendimiento son de 5.6 y 8.2 respectivamente.
Estos resultados se explican por el hecho de que
la urea contiene sólo nitrógeno, mientras que el
líquido digerido del biogás contiene otros
elementos que refuerzan la acción fertilizante.
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Los residuales sólidos de la digestión también
pueden ser empleados cómo alimento en la crianza
de lombrices de tierra. Las lombrices son un
excelente alimento animal (y humano) pues
contienen hasta un 60 de proteínas y 18 tipos
de aminoácidos. También tienen propiedades
febrífugas cuando se emplean cómo alimento en
forma de harina, mezclada con el pienso. Además
de lo anterior, cómo subproducto de la
lombricultura se obtiene el llamado "humus de
lombriz", el cuál es un mejorador de suelos por
excelencia, por su alto contenido de ácido
húmico. Los rendimientos de lombrices cuando se
emplean lodos digeridos presentan un incremento
del 5.9 con relación a cuando se emplea
estiércol directo.
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El cultivo de hongos y setas comestibles se
mejora cuando se emplean los lodos digeridos cómo
sustrato. En relación con el uso de deyecciones
de cerdo directas, se acelera en 3 ó 4 días el
brote de los hongos, incrementa en 30 - 40 la
emisión de micelios y adelanta de 3 a 7 días la
cosecha. El empleo de lodos de biogás en el
cultivo de hongos, incrementa en general los
rendimientos entre el 4.9 y el 26.2 en relación
con el uso de estiércol de cerdo directo.
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En el campo del tratamiento de los residuales
orgánicos y los problemas medio ambientales,
existe la tendencia mundial al reuso y
aprovechamiento del efluente o subproductos que
se obtienen como resultado de la degradación de
la materia orgánica. De igual forma y en
consecuencia con los resultados expuestos, existe
también tendencia al uso y generalización de la
tecnología del biogás como una vía para la
obtención de la energía renovable, cuestión que
esta en correspondencia con la política que lleva
a cabo el País, para zonas rurales y que se puede
vincular con el programa para los grupos
electrógenos
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Los beneficios que se reportan por el empleo del
biogás se hacen más evidentes entre los usuarios
y la población en general, contribuyendo a la
creación de una infraestructura promovida por los
forums, talleres e instituciones que perciben la
necesidad de un sector amplio de la población
para resolver parte de problemas esenciales en
medio de las crisis económicas, energéticas y
ambiental que enfrenta el mundo de hoy.
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Por todo lo antes expuesto y tomando en
consideración las ventajas que ofrecen los
modelos denominados GBV para la producción de
biogás y abono, la expectativa y perspectiva de
las referidas instalaciones, susceptibles a
modificaciones que las perfeccionen, son de
futuro y están llamadas a jugar un papel
importante en la posibilidad que tiene el País en
multiplicar a corto plazo los resultados
alcanzados en cuanto a la generalización y uso de
este importante portador energético, así como
encaminar su uso a la sustitución del diesel en
posibles grupos electrógenos, a la eficiencia de
la generación de electricidad distribuida,
refrigeración, soldaduras, entre otras acorde con
nuestro potencial y posibilidades.
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1. Se logra por primera vez y en condiciones
adversas, un trabajo en el orden practico bajo un
nuevo enfoque de desarrollo sostenible, la
construcción de más de medio centenar de plantas
en mas de 10 provincias del País durante los
últimos años (1996-2006). 2. Programa de difusión
caracterizado por la acción participativa,
creativa y consiente de los usuarios que abarcan
e involucran a las diversas capas de la sociedad
Profesionales, técnicos, dirigentes, estudiantes,
obreros, Periodistas, investigadores, jubilados,
amas de casa, campesinos etc.
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3. Haber recibido más de 50 documentos,
certificaciones y reconocimientos que avalan los
resultados en diferentes etapas. 4. Haber sido
uno de los proyectos cubanos reconocidos en la
Expo 2000 (Feria Mundial celebrada ese año en
Alemania). 5. Los modelos GBV son soluciones
validadas para el saneamiento energético
ambiental toda vez que han permitido a sectores
alternativos, disponer del biogás como una fuente
energética renovables para la cocción de sus
alimentos
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6. Cada instalación de pequeña capacidad provee
al usuario de alrededor de una tonelada al año de
un combustible no contaminante y de confort en su
empleo, satisfaciendo sus necesidades familiares
con su correspondiente impacto social. 7.
Tomando en consideración las bondades que ofrece
el diseño de referencia, en la generalización y
uso de la tecnología del biogás deben considerar
y potenciar el estilo de trabajo y el concepto
de los modelos GBV que han demostrado su
adecuación a las condiciones específicas de
nuestro País.
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Los beneficios que se reportan por el empleo del
biogás se hacen más evidentes entre los usuarios
y la población en general que se ha vinculado al
referido programa con sus correspondientes
impactos económicos y socio ambiental ,
contribuyendo a la creación de una
infraestructura promovida por los talleres para
resolver parte de problemas esenciales de un
sector amplio de la población en medio de las
crisis económicas, energéticas y ambiental que
enfrenta el mundo de hoy, y que han permitido dar
los primeros pasos en pos de un gran proyecto
integrador en este Año de la Revolución
energética en Cuba y que hoy, se pone a
consideración de ustedes para el desarrollo del
País. PROYECTO GBN
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Algunos modelos de estos tipos que evidencian el
porque del arte del biogás en Cuba, son
(fotos)
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Algunos modelos de estos tipos que evidencian el
porque del arte del biogás en Cuba, son
(fotos)
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MUCHAS GRACIAS
Dr. C. Ing. José A. Guardado Chacón
Especialista Principal en biogás
de Cubasolar y Vicepresidente Primero de la
UNAICC Emailsol_at_cubasolar.cu internacional_at_
unaicc.co.cu
Fax. (537)
8363526 Telef. (537) 2043117 (537) 8363896