Biodigestor experimental con botellas PET


Atendiendo a que son muchas las visitas a mi blog buscando información sobre biodigestión (el 15% del total) y muchos me hacen preguntas sobre posibles usos de materiales biológicos que no son conocidos en mi zona o no han sido probados, como excrementos de cuy o de llamas, he armado un BD didáctico donde se puedan hacer pruebas ya sea cambiando la alimentación del mismo o también las condiciones de temperatura y otros factores.

Se utilizan para este proyecto envases PET (Polietileno Tereftalato) son esas botellas de gaseosas, jugo, soda o agua no retornables.

La maqueta es funcional es decir genera metano o biogas y tiene dos partes, el biodigestor propiamente dicho que esta construido con un bidón de 5 litros de agua mineral y la parte del gasómetro que son dos envases, uno de 5 litros y otro de 2

Construcción del BD

El bidón de 5 litros debe estar en perfecto estado sin rajaduras ni perdidas, se practican 2 perforaciones en el mismo, una arriba y otra a un costado como muestra la figura

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Se utilizan para la boca de entrada y la de salida caños de PVC de 0.5 pulgada, el caño largo abajo tiene un corte en chanfle, por el se ingresara el “alimento”, llega hasta el fondo, el caño de salida donde se obtendrá el liquido digerido que se usa como abono esta hecho con dos codos y unos trozos de caño,  para unir y dejar estanco el recipiente, usé una pistola de soldar plástico, y arriba de eso con silicona (Silastic 732 rtv) es fundamental que no tenga perdidas, como en mi modelo había algunas perdidas usé silicona para sellar todo

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Se ve el tubo de entrada

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El tubo de salida, se hace de esta forma para que quede con un sello hidráulico que no permita que escape el gas, igual que el sifón de la pileta de la cocina o el inodoro

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Además del tubo por donde saldrá el gas he agregado otro tubito por donde pasa un alambre que servirá para agitar el contenido,  el alambre deberá llegar hasta el fondo del bioreactor para que mueva el sedimento

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Como trabaja el BD? Sistema de vasos comunicantes

El biodigestor trabaja siempre lleno en este modelo, cuanto mas volumen tenga mayor producción de biogas, hice este video demostrativo para que se entienda claramente como funciona, la física del BD,  en este caso llené con agua.

 

El gasómetro

Este modelo tiene un gasómetro separado del BD, unido a él por medio de una manguera, usaremos para estos fines una vía de las que se usan para pasar suero a las personas y para el gasómetro un PET de 5 litros como el del BD y otro de 2.25l

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La vía de suero y los dos PET, el de 5 litros ya esta cortado

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Acá puede verse el PET grande lleno de agua y el mas chico dentro del otro, le hice algunas marcas para luego cuando comience a generar gas ver cuanto produce a diario, para que se mantenga en su sitio le agregue dos guías a los costados y unos trozos de tergopor  en la parte del pico de la botella donde van las tubuladuras un anillo de hierro (la parte central de un rodamiento) para que haga mas presión.

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Esta foto muestra el dispositivo armado  y lleno de agua para verificar la estanqueidad del mismo.

Como se carga el BD por primera vez

Para llenar el BD por primera vez conviene ponerle materia orgánica mas o menos el 30%  del volumen total y además un inoculo es decir algo que contenga bastantes bacterias de las que nos interesan, las anaerobias, estas se encuentran en las heces de porcinos vacunos y equinos, pero conviene buscar en el desagüe de algún criadero o tambo, donde el barro es casi negro y se ven burbujas que salen a la superficie, con unos 250 gr de este barro (para este BD de 5 litros), es muy importante este inoculo, de él va a depender el tiempo para que el BD este operativo, de hecho el mejor inoculo sería conseguir el barro de un biodigestor que este funcionando, el resto de la primera carga pueden ser residuos orgánicos o heces de animales.

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Este fue el inoculo que agregue al BD, lo recomiendo especialmente ya que en muy pocas horas comenzó a generar metano, se trata de rumen, los vacunos tienen varios estómagos, en realidad varios compartimentos donde va pasando el alimento, una vez come el animal lo manda a al 1er estomago, durante un tiempo está ahí y luego lo regurgita nuevamente a la boca y el animal hace el rumeado, mastica nuevamente ese contenido del primer estómago y lo envía a otro compartimento, en este hay bacterias , hongos y otros microorganismos que trabajan en anaerobiosis, este es el contenido que nos interesa, si se llegan a algún lugar donde faenan animales van a conseguir este material.  Como se ve en la imagen parecen heces de vaca, no tiene prácticamente olor y es muy rico en bacterias anaerobias, de hecho en 24Hs que puse este inoculo  comenzó a generar.

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Ya esta cargado, con ese rumen y sorgo, el sorgo es muy buen productor de biogas, unos 30 o 40 grs bien molido para empezar estará bien.

Hecho esto no le agregaremos mas material orgánico hasta que empiece a producir el gas, conviene ir removiendo el contenido con el agitador que hicimos con el alambre, cada tanto iremos controlando el pH del liquido, que debe estar entre 6,5 y 7,5 una vez empieza a producir. El primer día medí el pH del contenido y estaba en 7,36, si no se dispone de un instrumento puede hacerse con unas cintas.

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Midiendo el pH a los 3 días del cargado del BD, esta un poco bajo, según dijimos el pH óptimo es de 6,5 a 7,5 sin embargo en esta etapa de la digestión que es fermentativa el medio es mas ácido, entre 5,5 y 6,5 así es que dejaremos correr el tiempo he iremos midiendo. A los pocos días agregue agua con cal para alcalinizar porque el pH se había bajado a menos de 5

Como esperar no es mi fuerte, le he pedido a Dios paciencia pero ya!! ya!!! como dice un amigo, he puesto al BD en una estufa de cultivo ya descripta en este blog

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La he puesto a una temperatura de 30° (este termostato electrónico tiene un +/- 2°C).  He puesto para homogeneizar la temperatura dentro del recinto un pequeño ventilador de PC, que esta soplando sobre las resistencias, el transformador que se ve es para alimentar ese fan

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Un pequeño video de la llama de metano que se obtuvo a la semana de cargar el BD, la llama es bastante tenue por lo que hubo que filmar de noche y la calidad no es buena

 

Como se calcula la cantidad de mezcla que debe agregarse  una vez  que empieza a producir

Para este cálculo tendremos en cuenta la siguiente tabla

Temperatura ambiente en °C 10 15 20 25 30 35
Tiempo de digestión 90 60 45 32 30 25

Datos tomados del libro “El camino de la Biodigestión” del ingeniero Groppelli  que recomiendo enfáticamente

Si estamos con un promedio de temperatura de unos 22° podemos extrapolar y considerar que el tiempo de digestión serán unos 40 días

Entonces:

5 litros  que es el volumen total del BD/40 días= 0,125 litros

Todos los días vamos a agregar 125 cc de la mezcla

Como se calcula la preparación de la mezcla

Siempre la mezcla tendrá un 10% de sólidos totales.

Para saber cuantos sólidos tiene determinado residuo orgánico se hace lo siguiente, se pesan unos 100 gr del residuo fresco y luego se lo pone en el horno de la cocina al máximo una hora (es de lindo esto… ja ja) , se vuelve a pesar y luego se deja otro rato y se vuelve a pesar, cuando ya el peso no varíe podremos sacar el porcentaje de sólidos totales de ese residuo, por ejemplo si son heces  frescas de vaca veremos que de los 100 gr solo quedarán unos 20 gr, el %  de sólidos será entonces el 20.

Como la mezcla debe tener un 10% de sólidos, si alimentamos con heces de vaca para 125 cc de mezcla necesitaremos 12.5 gr de sólidos

Si  20 de sólidos están en 100 gr los 12.5 estarán en  12.5×100/20= 62,5 gr de material fresco

Se pesan los 62.5 gr de heces frescas y se agrega agua hasta 125 cc

Esto se hace solo la primera vez, luego se toma la medida en un recipiente que contiene los 62,5 gr y hasta donde tenemos que agregar agua, no hay que ser súper estricto en el peso si va un poco mas o un poco menos no hay problemas

Otro ejemplo:

Si alimentamos con sorgo, que tiene mas o menos un 98% de sólidos, el cálculo es igual

12,5×100/98= 12,75gr

Pesamos los 12,75 gr y agregamos agua hasta 125 cc

De esta forma podemos hacer los cálculos con cualquier material, lo feo es calentar la caca en el horno 🙂

Resumiendo: La cantidad de mescla por día depende de la temperatura ambiente, a mas temperatura mas rápido es el proceso de digestión, si tarda 30 días, el volumen del BD se divide por 30 y eso nos da el volumen que agregamos cada día.

La mezcla tiene siempre un 10% de sólidos.

Tabla de porcentaje de sólidos aproximada en distintos “combustibles” para el biodigestor

Tipo de residuo % de Sólidos
Estiércol vacuno 18
Estiércol porcino 18
Desechos de huerta 11
Residuos de comida 20
Sorgo 98
Estiércol de aves 45

Otra tablita que esta en el libro antes mencionado, es para que no tengan que cocinar el popo en el horno y saber de antemano que porcentaje de sólidos tienen algunos de los materiales orgánicos.

Espero les haya gustado y les sea de utilidad

Un saludo

César

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23 comentarios en “Biodigestor experimental con botellas PET

  1. Hola, excelente!!!! puedo compartirlo en mi blog?

    Saludos

  2. Hola cesar que tal? Tengo varias preguntas ya que estoy por construir un biodigestor con tambores de 200lts.
    Me interesaría saber como controlar y con que medir el PH del contenido y que temperatura seria la ideal para las bacterias. Leí su blog y ahora que vi el vídeo por acá aprovecho a preguntarle. Gracias

    • El pH se puede medir con cintas para ese fin, y mejor si dispones de un pHimetro que es un instrumento de laboratorio, para controlar el pH en caso de tener que subir el mismo se usa agua de cal, hay que tratar que esté a pH 7. La temperatura puede ser variable y dependerá de ella la cantidad de días que te lleve la digestión, he puesto unas tablas tomadas del libro que recomiendo.

  3. Hola Cesar muy bueno una consulta se puede hacer solo con residuos de huerta y comidas? y con respecto a las comidas va todo lo organico incluyendo las carnes?
    gracias

  4. Hola cesar comencé mi BD, como lo ve? algún consejo? Ya le emprolije las uniones, le saque el destornillador que me servia como traba y termine de sellarlo. Me resta empezar por el acumulador y luego darle la primera carga.




    Gracias

  5. hola cesar Genial tu espacio mi consulta es si se lo puede realizar solo con estiercol de cerdo

      • Hola buenas tardes, sabe, soy profesor de una escuela de bachillerato e inicialmente estabamos interesados en hacer un biodigestor de flujo continuo grande, pero ahora viendo su experimento me parece formidable hacer uno como el suyo. me podria mandar el procedimiento con mediadas requeridas del material de pvc, etc. ya que tenemos poco tiempo para presentar el proyecto y queremos que salga a la primera. Como ve? podria ayudarme?
        Gracias

  6. holaaa! me gustaría hacerlo para el colegio,¿ podrías decirme por que usaste dos botellas en la parte del gasoducto?, además. ¿para que está el caño doblado del costado, que función tiene? gracias!

  7. Una pregunata Cesar ! Bueno primero te felicito por el trabajo que has hecho.
    Nosotros estamos investigando sobre este proyecto; despues de algunos días de teoría y de buscar información decidimos poner el biodigestor en practica: fue muy simple, pusimos una botella de Coca-cola de 2,5 lts con estiércol de vaca y agua y en el extremo de la botella un globo para ver si nos producía el CH4 y después de 3 o 4 días de estar al sol los globos se “secaron” como si hubiesen estado hay por 15 años mi pregunta es ¿Las eses generan algún otro tipo de gas que “pudra” a el globo? GRACIAS !!

    • Los globos se descomponen rápido, entre los gases también hay SH2 que es muy corrosivo, no se si atacará la goma pero podría ser, deberían hacer la prueba con un pequeño gasómetro

      • Ok, tendré en cuenta lo que me dices !! INFINITAMENTE GRACIAS (tal vez te haga mas preguntas ¿Puedo?) GRACIAS GRACIAS !!

  8. César, una pregunta más: ¿Es conveniente quemar el biogas metano?. Por lo que eh averiguado, cuando quemamos metano estaríamos generando dióxido de carbono y agua, la pregunta se refiere en que proporción generaríamos este gas (CO2) para no aumentar el efecto invernadero.

    GRACIAS Y SALUDOS !

  9. ola mi nombre es benjamín y tu idea me parece increíble me podrías decir cuales son todos los materiales que debo utilizar para hacer este biodigestror que me encantaría hacer un proyecto escolar para la feria de ciencias de mi cole gracias

  10. Me sumo… la lista de materiales completa… la podrias publicar?

  11. Hola César, quisiera saber si para generar biogas sirve el maiz en grano ya en estado de descomposición.

  12. Hola buenas. Cuanto biogas conseguiste con el proceso?
    Gracias

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