Estudio de la producción de biogás en función de la temperatura en un biodigestor tipo chino

Abstract

La temperatura es un parámetro importante para el desarrollo de la digestión anaeróbica, que es la base de la producción de biogás; puede limitar sectores para aplicar la tecnología, regular la eficiencia, ayudar en la eliminación de patógenos, afectar el tiempo de retención de la materia e incrementar la producción de biogás. Este trabajo se desarrolló para evaluar la dinámica de producción de biogás en función del régimen térmico, estableciendo la relación entre las temperaturas que afectan a un biodigestor tipo chino y proponer zonas en Chile que posean mayor aptitud para aplicar esta tecnología. El biodigestor utilizado con capacidad de 10 m3, se alimentó tres veces por semana con una mezcla de relación 3:1 agua/estiércol (v/v). Se realizaron monitoreos en dos periodos, febrero a julio (2011) y enero a agosto (2012); en este último se instalaron sensores de registro continuo (temperatura y humedad) y se realizaron análisis de la composición del biogás generado cada semana. En el primer periodo se aplicaron correlaciones lineales a las variables, obteniendo que la temperatura del aire afectó en mayor proporción a la temperatura de descarga, estanque y la del biodigestor. Para el segundo periodo se analizaron las tendencias de las variables, se aplicaron análisis de anomalías para series de tiempo, promedios móviles y ajustes funcionales de las variables más relevantes en el estudio. De los resultados se obtuvo, que la temperatura interna del biodigestor mantuvo una temperatura promedio de 22°C y la temperatura media del suelo se ajustó mejor a la temperatura media máxima del aire. Los análisis de composición fluctuaron de 55 a 85% de CH4 (metano) y de 16 a 35% de CO2 (dióxido de carbono). La zonificación se realizó aplicando el “índice térmico” propuesto en un estudio previo, pero esta vez con información térmica actualizada para todo el país; obteniendo que a partir de la región de Los Lagos y a lo largo de la cordillera de Los Andes, no es apta la aplicación de esta tecnología. Así es posible afirmar que estos biodigestores favorecen la estabilidad térmica interna y que Chile posee un importante potencial para su implementación.

Temperature is an important parameter for the development of anaerobic digestion, base of biogas production. Limit sectors to apply technology, regulate efficiency, assist in the elimination of pathogens, affect the retention time and increase the biogas production. This work was developed to assess, the dynamics of biogas production based on the thermal regime, linking between temperatures affecting a chinese digester and propose areas in Chile that have greater ability to apply this technology. A digester with 10 m3 of capacity was fed three times a week with a 3:1 mixture of water/manure. Monitorings were applied in two periods, february to july (2011) and january to august (2012); installing continuously recording sensors and analyzes compositional of biogas generated weekly. In the first period were applied linear correlations to the variables, it was found that the air temperature affects mainly the discharge, the pond and the digester temperature. In the second period was performed trend analysis, anomalies, moving averages and functional adjustements, it was found that temperature inside of digester was 22°C average and the soil average temperature is more similar with the air average temperature. In the analysis of composition, methane ranged from 55 to 85% and 16 to 35% of carbon dioxide. The zoning was performed by “thermal index”, it was found that since the region of Los Lagos and Andes mountain, range is not suitable the application of this technology. So it can be said that these digesters favor internal thermal stability and that Chile has significant potential for implementation.