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dc.contributor.advisorManrique Castillo, Paul Andresspa
dc.contributor.authorBermúdez Salcedo, Carlos Hectorspa
dc.date.accessioned2021-02-10T14:49:06Zspa
dc.date.available2021-02-10T14:49:06Zspa
dc.date.issued2020-09-27spa
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10614/12849spa
dc.description.abstractLa tecnología empleada está diseñada para la utilización de bovinaza (materia orgánica - estiércol) producidos por el ganado Bovino, en los establos lecheros del Rancho La Providencia, los cuales son sometidos a un proceso de biodegradación anaeróbica (metano génesis) para la producción de biogás, que a su vez serán utilizados en la generación de energía eléctrica. El proceso de aprovechamiento de la biomasa residual bovina parte de la utilización de una membrana (cubierta) de polietileno sintético de alta densidad, la cual se asegura y sella alrededor del perímetro del biodigestor. La membrana es una de las mejores opciones para realizar los procesos de biodegradación de desechos de la población ganadera Bovina, por su gran resistencia a la radiación solar y a la transminación de las sustancias de los desechos. Su diseño permite el retiro de sólidos sin romper el sello de retención del gas. Los efluentes resultados del proceso de biodigestión son llevados a una laguna secundaria para aplicarlos en otros usos y el biogás obtenido por el proceso es extraído y llevado a un quemador, para realizar la combustión de metano. Si bien la quema directa del biogás es una práctica útil que contribuye en mitigar la emisión de gases de efecto invernadero, se pensó en la posibilidad de su aprovechamiento para su aplicación en actividades productivas mediante la generación de energía eléctrica. El biodigestor fue complementado con instalaciones adicionales para conectar el suministro de biogás a un moto generador, el cual está integrado por un motor de combustión interna para ser accionado con biogás “BIO90KW´´, acoplado con un generador, tipo sincrónico sin escobillas, adecuado para trabajo continuo o intermitente, con factor de potencia de 0.8, de 1800 RPM, con regulador de voltaje integrado, y un voltaje de generación de 220-240 volts. Además del moto generador y su instalación eléctrica, se instaló la tubería y soporte, tanque de almacenamiento y filtro para el gas; entre otros. El moto generador trabaja con biogás. Esto significa que, para aprovechar su potencial, el biodigestor debe tener una producción diaria de biogás que garantice su funcionamiento. Lo que se desarrolló en el proyecto permitirá cubrir una gran parte de la demanda energética del Rancho. 27 A continuación, se presenta una descripción de las condiciones actuales por medio de las cuales, se lleva a cabo la Generación de energía eléctrica mediante el uso de biodigestores de bovinaza: En el Capítulo 1: Se realiza una descripción de las condiciones actuales que permiten al aprovechamiento de la biomasa residual en la obtención de otros energéticos útiles para energía. La energía de la biomasa se obtiene mayoritariamente de las industrias de primera y segunda transformación de los productos agrícolas y forestales, de los residuos de explotaciones ganaderas, de los restos de aprovechamientos forestales, de la basura humana y de animales. La biomasa obtenida del estiércol de ganado bovino es el producto que se obtiene de la fermentación anaeróbica. Para generación eléctrica, con la descomposición de biomasa se obtiene el gas metano, el cual se puede liberar con procesos de descomposición de la materia orgánica. Las denominadas “granjas energéticas” pueden suplir un porcentaje significativo de los requerimientos energéticos mundiales y, al mismo tiempo, revitalizar las economías rurales, proveyendo energía en forma independiente y segura logrando importantes beneficios ambientales. Por lo cual se busca crear el aprovechamiento de los residuos (excretas), en la generación de energía eléctrica contribuyendo con el ahorro energético a través de la implementación de un Biodigestor Anaerobio. En el Capítulo 2: Se indicarán las demandas que se desarrollan en el mercado de una alternativa tecnológica sustentable, así como el manejo de la materia orgánica, subproducto de sus actividades, permitiendo eliminar la contaminación ambiental, el riesgo a la salud humana y obtener ahorros energéticos y económicos. Los procesos físico químicos asociados para la obtención de biocombustibles a partir del uso de biomasa residual, para la obtención de biogás, es un proceso termoquímico en el que la materia orgánica sólida (biomasa), en presencia de una cantidad reducida de oxígeno, se convierte en una mezcla de gases tales como: Metano, monóxido de carbono ,hidrógeno ,gases inertes. Los fundamentos de la tecnología del sistema de biodigestión anaeróbico, consiste de un proceso centralizado de manejo de excretas, las cuales son enviadas a un biodigestor, con un sistema de agitación y remoción de lodos, una laguna 28 secundaria, un sistema de recolección, que posteriormente al aplicar los diferentes procesos de conversión, la biomasa puede transformarse en diferentes formas de energía: Calor y vapor, combustible gaseoso, biocombustibles, electricidad, Cogeneración (calor y electricidad). Tras ser tratados, se pueden utilizar como combustible en turbinas, calderas o moto generadores de combustión interna para producir energía eléctrica, mecánica y/o calorífica. En el Capítulo 3: Corresponde al caso de aplicación para lo cual se establecen las condiciones que corresponden al diseño y construcción del Biodigestor. Donde se considerar la ubicación, la instalación de un separador de sólidos o un desarenador antes de ingresar al biodigestor, la instalación de una fosa de mezclado, en ellas se realiza la separación y transformación de físico – química de la materia orgánica que contienen estas aguas, ya sea, aprovechando la gravedad o mediante sistemas de bombeo. Dicha fosa, servirá para monitorear y controlar la relación agua-sólidos que ingresarán al biodigestor. Se calculan las dimensiones, trazos, del área del biodigestor, con el fin primordial de comenzar la excavación por medios mecánicos conforme a lo determinado por el diseño de ingeniería. Acorde al estudio de mecánica de suelos. Se recomienda: Conformar el talud de las paredes del biodigestor, las coronas del digestor, se debe excavar para el anclaje de la membrana sobre la corona del talud, se instalarán sistemas de agitación que prevengan la sedimentación y acumulación de sólidos, el taponamiento de tuberías. Se deberá contar con puertos de muestreo del sistema, que permitan verificar el flujo de biogás hacia los sistemas de quema y/o aprovechamiento en todo momento de operación del digestor. Un medidor que controla la cantidad de biogás que se produzca en el biodigestor, se deberá instalar un filtro para la retención del ácido sulfhídrico. El quemador será diseñado en función al flujo de biogás que se considere disponer en este sistema. Instalación de equipos para la Biodigestión y la línea de alimentación en donde se ubique el equipo de generación de electricidad y/o el aprovechamiento térmico (moto generador, caldera, entre otros) en conformidad a las Técnicas de Sistemas de Biodigestión. En el Capítulo 4: Se realiza el análisis de resultados de los diversos procesos, mediante los cuales se estima: La producción estimada de estiércol en conformidad a la población ganadera, los niveles de producción de biogás que se varían según el comportamiento de la masa volátil, ya que surgen cambios según las condiciones del habita y crecimiento del ganado bovino. 29 Se determina la producción de biogás obtenido de la unidad de cogeneración que produce el calor a razón del biogás, con lo cual se genera energía eléctrica y energía calorífica. Finalmente se considera la generacion de biomasa que permite alimentar a dos moto generadores de 90Kw . Con lo cual se contaría con uno en operación continua para alimentación de los servicios generales del Rancho. El segundo estaría como respaldo del sistema. Es de considerar que todo el conocimiento contenido en los capítulos anteriores se empleó para la factibilidad del diseño de un sistema de aprovechamiento de biomasa residual en el Rancho y que se incluyen aspectos del diseño del biodigestor, costos, entre otros.spa
dc.format.extent159 páginasspa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.language.isospaspa
dc.publisherUniversidad Autónoma de Occidente (UAO)spa
dc.rightsDerechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2020spa
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/spa
dc.subjectGeneración de energía eléctrica por biogásspa
dc.subjectBiodigestores de bovinazaspa
dc.subjectRecursos energéticos alternativosspa
dc.subjectBiomasaspa
dc.subjectGasificaciónspa
dc.subjectAnálisis técnico económico de generación de energía eléctrica por bovinazaspa
dc.titleEstudio de factibilidad de un proyecto de generación de energía eléctrica mediante el uso de biodigestores de bovinaza: caso de aplicación rancho “La Providencia” Tlaxcala de Hidalgo, Méxicospa
dc.typeTrabajo de grado - Pregradospa
dc.description.notesPasantía de investigación (Ingeniero Electricista)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2020spa
dc.publisher.programIngeniería Eléctricaspa
dc.publisher.departmentDepartamento de Energética y Mecánicaspa
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenieríaspa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.degreenameIngeniero(a) Electricistaspa
dc.identifier.instnameUniversidad Autónoma de Occidente (UAO)spa
dc.identifier.reponameRepositorio Educativo Digitalspa
dc.identifier.repourlhttps://red.uao.edu.co/spa
dc.publisher.placeCalispa
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