Reparación, diseño y optimización de un biodigestor defectuoso en Zimbabwe

Abstract

El trabajo consiste en el diseño de un biodigestor para su futura implantación en Zimbabue. Se intenta solucionar un problema energético en una zona rural llamada Dotito. Los objetivos del proyecto son la construcción del biodigestor, el ayudar a una sociedad subdesarrollada y el educar a su población para que sean capaces de construir más biodigestores en el futuro. El proyecto consta de dos partes. La primera es un análisis de la información sobre el país, el funcionamiento de un biodigestor y los diferentes tipos de biodigestores que son compatibles con las características de Zimbabue. De entre todos los modelos de digestores se ha seleccionado el que se considera más adecuado, un biodigestor de campana fija y flujo continuo, y se ha diseñado desde cero. La segunda parte es el diseño del biodigestor. En este apartado se halla el volumen de la estructura en función de la demanda de gas que se va a producir. También se explica el proceso de construcción, de mantenimiento y se listan los materiales necesarios. Al final del todo se completa con una estimación económica de lo que cuesta todo el proyecto. Un biodigestor es una alternativa para la producción de energía limpia. Consigue transformar materia orgánica (estiércol) en gas y fertilizante. El gas se utiliza para cocinar y el fertilizante se utiliza en futuros cultivos. Esta transformación se lleva a cabo gracias a una reacción anaeróbica producida por bacterias metanogénicas. El biodigestor tiene tres partes principales: el tanque de carga, donde se introduce la materia orgánica; el depósito principal, donde se producen las reacciones químicas y por donde sale el gas; y el tanque de descarga, que es por donde sale el fertilizante. El diseño también incluye el conjunto de tuberías que llevan el gas desde la estructura hasta la cocina.

The paper consists of the designing of a biodigester for its future implementation in Zimbabwe. Its goal is to solve an energy problem in a rural area called Dotito. The objectives of the project are to construct the biodigester, to help an undeveloped society, and to educate its population so they can build more biodigesters in the future.

The project consists of two parts. The first is an analysis of information about the country, the operating of a biodigester, and the different types of biodigesters that suit Zimbabwe’s characteristics. Among all the types of digesters, the one considered most appropriate has been selected and designed from scratch. This digester is a continuous-flow, fixed-bell biodigester. The second part of the project is the design of the structure. The volume of the digester is determined according to the gas demand. The construction, maintenance, and materials needed are also explained. At the end of the paper, there is an economic estimation of the total cost of the project. A biodigester is an alternative to produce clean energy. It transforms organic matter (manure) into gas and fertilizer. The gas is used for cooking, and the fertilizer is used for future crops. This transformation takes place thanks to an anaerobic reaction produced by methanogenic bacteria. The digestor has three main parts: the loading tank, where the organic matter is introduced; the main deposit, where the chemical reactions occur and where the gas comes out; and the discharge tank, where the fertilizing exits. The set of pipelines that transport the gas from de digester to the kitchen is also included in the design.