GENERACION Y USO DEL BIOG

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GENERACION Y USO DEL BIOGÁSUNA ALTERNATIVA DE
EFICIENCIA ENERGÉTICA

• SEMINARIO EXPOQUIM 2008
• Estación Mapocho, Santiago CHILE
• 02 04 septiembre 2008

Jean-François BRADFER Ingeniero Procesos
Industriales Gerente General ASD
Consultores www.asdconsultores.cl
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Introducción

• El biogás un compuesto natural más antiguo que
  el petróleo
• Proceso de fermentación sin aire de la Materia
  Orgánica
• Una energía renovable, gratuita, al alcance
• Una alternativa para algunos industriales y
  agricultores
• ? con ciertos resguardos

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Plan de la presentación

• Generalidades sobre el biogás
• Fuente de energía
• Alternativa al tratamiento de A.S. Riles
• Otras aplicaciones
• El biogás en Chile
• El futuro del biogás

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1) Generalidades sobre el Biogás

• CH4 50 a 90
• CO2 10 a 40
• N2 2 a 7
• H2 1 a 5
• H2S 50 a 5000 ppm
• Densidad 0,8 a 1,2 (/aire)
• Incoloro, fuerte olor, tóxico,
• COMBUSTIBLE.

• COMPOSICIÓN
• PROPIEDADES

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La Digestión Anaeróbica
Macro-moléculas
Hidrólisis, Acidogénesis, Acetogénesis
Acetato, propionico, butírico
Ácidos Orgánicos (AGV)
H2 CO2
Metanógenesis
CH4 CO2
CH4
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Efecto de separación

• CH4 más liviano
• CO2 y H2S más pesados

Sala Sopladores de Biogás (PTAS El Trebal
Santiago de Chile)
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2) El Biogás fuente de energía

• Componente energético el metano CH4
• 55-70 CH4
• PCI CH4 9,94 kWh/Nm3 8,6 Mcal/Nm3
• PCI biogás vol.CH4 x 9,94 (kWh/Nm3)
• Comparación con otros combustibles

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Comparativo con otros combustibles
Combustibles Densidad (kg/l) Poder Calorífico Inferior (PCI) Poder Calorífico Inferior (PCI)
  (kg/l) kcal/kg kcal/Sm3
Gas Natural 0,617 () 12.353 8.400 ()
Gas Licuado 0,525 (liq.) 11.010 -
Keroseno 0,797 10.418 -
Diesel 0,849 10.165 -
FO Nº 6 0,977 9.625 -
Biogás (80 CH4) 0,78 () 7.551 6.720 ()
Carbón Importado - 6.600 -
Biogás (50 CH4) 1,07 () 3.443 4.200 ()
Leña - 2.492 () -
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Una energía particular

• Energía renovable natural y rápidamente
• Energía sin dueño, al alcance de la mano
• Energía que si no se utiliza, contamina (efecto
  invernadero)
• Energía alternativa producida por Tratamiento de
  Aguas Servidas Riles ()
• () Residuos Líquidos Industriales

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Fuentes de Producción del Biogás

• Lodos de PTAS / PTRil
• Residuos Industriales Líquidos Orgánicos
  (RilOs) (Agroindustria)
• Desechos domésticos (basura orgánica)
• Estiércol (bovino, porcino, aves)
• Biomasa Forestal

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Utilización del biogás

• Calefacción de aire o agua (invernaderos, secado
  de lodos, producción de vapor industrial,
  calefacción de salas, evaporación de riles)
• Generación eléctrica (35 a 45 energía total)
• Suplemento energético (quemadores mixtos)
• Bonos de Carbono

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Uso básico doméstico
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Uso en invernadero
Electricidad
Calor
CO2
Abono
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Evaporación Lixiviados
Viento
Lixiviados
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Evaporación Lixiviados
Lixiviados
Ver charla Evaporación de Riles, jueves 04 de
septiembre -15h20
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3) Alternativa al Tratamiento de Aguas Servidas
Riles

• Aguas con Materia Orgánica (MO) biodegradable
• Excluye contaminación mineral y con inhibidores
  (antibióticos, metales tóxicos concentrados)
• Permite eliminar la MO muy concentrada
• Conceptos DQO y DBO

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Concepto DQO

• La demanda química de oxígeno (DQO) es un
  parámetro que mide la cantidad de materia
  orgánica susceptible de ser oxidada por medios
  químicos que hay en una muestra líquida. Se
  utiliza para medir el grado de contaminación y se
  expresa en mg O2/litro.

MO
dCK
K2Cr2O7 (dCK)
2H a 148 ºC ?
Delta dCK DQO
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Concepto DBO

• La demanda biológica de oxígeno, también
  denominada demanda bioquímica de oxígeno, (DBO)
  es un parámetro que mide la cantidad de materia
  susceptible de ser consumida u oxida-da por
  medios biológicos que contiene una muestra
  líquida, y se utiliza para determinar su grado de
  contaminación. Normalmente se mide transcurridos
  5 días (DBO5) y se expresa en mg O2/litro.

O2
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Valores de DQO (o DBO)
Tipo MO DBO (gO2/l) DQO (gO2/l)
Aguas Servidas 0,07 a 0,2 g/l 0,1 a 0,4 g/l
E. Vinícola 10 a 22 g/l Ril
E. Melaza 90 g/l Ril
E. Lacteo 0,35 a 1 g/l. leche
Conservería Tomate 6g /kg conservas
Jugo de frutas 7-12 g/kg conserv.
Cervecerías 0,2 a 16 g/l Ril
Estiércol Porcino 10 a 20g/l Ral 20 a 60 g/l Ral
Estiércol Bovino 112 g/l Ral
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Alternativas de tratamiento

• Aeróbico
• Oxidación con O2 del aire
• Libera CO2 al aire
• 80 energía tratamiento es para inyectar el aire
• Mayor producción de lodos putrescibles

• Anaeróbico
• Fermentación sin aire
• Produce Biogás
• 0,5 m3/kg DQO removida
• 0,35 m3 CH4/kg DQO rem.
• 3,3 kW.h/kg DQO rem. (basado sobre PCI6,6
  kW.h/m3)
• Menor producción de lodos estabilizados

Balance energético Negativo vs Positivo
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Comparación Energética
Anaerób. Aerob.
n/a 0,5-1,8
5-8 20-40
0,08-0,15 0,6-0,8

• Energía para Oxigenación (W.h/g.DBO rem.)
• Potencia de Mezcla (W/m3)
• Producción lodos (kg SSV/kg DBO)

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El Potencial en Chile
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4) El futuro del Biogás

• 2 alternativas
• Alternativa Independiente de los costos de
  energías convencionales, en donde la vía
  anaeróbica siempre superará la vía aeróbica
  (Grandes y medianas PTAS, Ril muy alta carga
  orgánica, Sectores sin abastecimiento eléctrico)
• Alternativa donde la viabilidad es netamente
  económica y Dependiente de un umbral mínimo de
  los valores de energías convencionales y de una
  Política de Estado, de largo plazo y
  ambientalmente coherente

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Digestión Anaeróbica en el Mundo
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El futuro del Petróleo

• Curva de Hubbert
• Extracción cada vez más difícil y costosa
  (Petróleo barato ya se consumió)
• Países emergentes aumentan su consumo rápidamente
  (China)
• El descubrimiento de un yacimiento no significa
  una explotación inmediata para cubrir la
  inminente escasez.

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Conclusión

• Una cosa está clara la era del petróleo fácil se
  ha acabado. Lo que hagamos a partir de ahora
  determinará nuestro éxito en responder a las
  necesidades energéticas del mundo entero durante
  este siglo y los siguientes La Crisis del
  Petróleo por Fernando Bullón Miró -
  www.mundonuevo.cl
• Tarde o temprano, si no encontramos una
  alternativa al Petróleo, y una solución al
  calentamiento global, la era del biogás vendrá.

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Fuentes

• Le Biogaz Bertrand de LA FARGE Edº MASSON
• Wikipedia
• Aplicación de Digestores Anaeróbicos- Tesis
  Consuelo María Ruiz Cabrera LBE/INRA y EUPU -
  Sevilla Abril 2002
• Potencial de Biogás CNE/GTZ R.ChamyE.Vivanco
  (PUCV) - Chile 2007
• Anaerobic Sludge Digestión Water Pollution
  Control Federation 1987
• Wastewater Engineering MetcalfEddy 3ª
  edición
• Traitement Biologique des Lisiers de Porcs en
  Boues Activées Cemagref 2005
• Manual de Diseño de Conversión Industrial a Gas
  Natural Metrogas S.A. - 1996

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