Proyecto De Inovacion

Contenido Contenido ........................................................................................................... 2 Introducción ....................................................................................................... 3 Desarrollo ........................................................................................................... 4 Conclusòn ........................................................................................................... 9

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SISTEMAS BIODIGESTOR (PRODUCTO) Objetivo de la innovación Ofrecer un biodigestor con un sistema de monitoreo en tiempo real a las personas que dispongan de desechos vacunos, con la finalidad de facilitar y optimizar la producción de gas metano para el uso doméstico. Específicos 1. Realizar un prototipo a escala del producto para demostrar su funcionamiento. 2. Favorecer la participación multidisciplinaria y el trabajo en equipo. 3. Difundir los logros del proyecto en la sociedad y la comunidad estudiantil. Descripción general de la problemática identificada En la comunidad de Santa Ana Nopalucan, Tlaxcala, y zonas aledañas, los desechos orgánicos de los animales vacunos no tienen un tratamiento adecuado para para ser utilizados en beneficio de la población ya que en la mayoría de los casos estos desechos simplemente son vertidos al canal de la comunidad o se dejan a la intemperie en terrenos baldíos, esto causa que estos desechos causen problemas como la emisión de gases de efecto invernadero, proliferación de fauna nociva en el ambiente, enfermedades en los animales por bacterias, y en la misma población debido al mal manejo de estos desechos. Resultados que se pretenden alcanzar

Estado de la técnica (estado del arte) Diseño de un biodigestor para obtener metano utilizando excremento de vacas y cerdos en la escuela agrotecnica de la u.n.e.e (estado económico) En este tema se maneja como síntesis de propuesta en una Universidad Nacional de Noreste donde se permita obtener gas metano utilizando como materia excremento de animales (vacas y cerdos) biodigestor, fermentación, metano, sustancia orgánica. Berichte zur 9. (2000), Gronauer A.., Schattner S., Mitterleither H. (1999). Se tiene que para este diseño una inversión requerida para la construcción e instalación del sistema es un aproximado de $30050. El sistema está compuesto por una cámara de mezcla de 1,4m de capacidad, un recinto de fermentación de 39m construido de hormigón armado recubrimiento por un aislante térmico; uno de los depósitos de gas tendrá un volumen de 35 m y el segundo previsto para almacenar gas metano en épocas estipuladas es de 500m. En la actualidad existe demasiada contaminación ambiental por lo cual es una de las preocupaciones a nivel mundial. Por tanto, la basura debe ser depositada en las afueras del como urbano ya que constituye un foco de infección pues atrae moscas, roedores y otros animales quienes aportan bacterias y con ello enfermedades a poblaciones, además del mal olor que incorpora al ambiente. Un sistema de generador de Biogas, es una instalación cuyo funcionamiento proveen energía mediante un proceso de transformación química con ayuda del proceso de BIo-conversion como técnica portadora de energía. El metano es emanado al medio ambiente, en todo y se encuentra en lugares donde existan plantas, excrementos amontonados, puesto que las bacterias generan.

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Este diseño permitirá climatizar los pabellones de cualquier establecimiento. La producción de casi 870m de gas equivalen a 5205KWh de energía utilizada en el funcionamiento del biodigestor y en climatizar algunas habitaciones. Estimación de los beneficios económicos totales de la producción de biogás utilizando un biodigestor de polietileno de bajo costo. (estado físico) Este diseño biogás se realizó quemado para dar iluminación en Inglaterra con la digestión anaeróbica o biodigestión donde es considerada una herramienta efectiva en el manejo de desechos orgánicos y la producción de metano como fuente de energía renovable. Aguilar, F.X., 2001a. Bouwman, A.F. (Ed.), 1990. Brown, N., 1987. Donde Impulsado por la intención de resolver estos problemas el Dr. T.R. Preston desarrolló un sistema de biodigestor utilizando polietileno en vez de cemento como material esencial en su instalación. Una de las principales ventajas de un biodigestor de polietileno (BDP) comparado con otros modelos de digestores es el bajo costo de instalación y mantenimiento (Xuan et al., 1997; Botero et al., 2000). Sin embargo, su diseminación ha sido limitada por los altos costos de instalación de plantas de biogás convencionales. Una planta de biogás o biodigestor de polietileno es una alternativa para la producción de biogás a bajo costo, una tecnología que ofrece beneficios directos y funcionales. Como beneficios directos se han identificado el reemplazo de la combustión de combustibles fósiles gracias a la producción de metano y disminución en el uso de fertilizantes sintéticos por el contenido de nutrientes del material digerido. Russell, C.S., 2001. Sasse, L., 1998. Biogas plants. La estimación de valores funcionales incluye el potencial del uso de biogás para reducir la emisión de gases causantes del efecto invernadero (calentamiento global) emitidos durante la combustión de combustibles fósiles. Este estudio estima los beneficios directos y funcionales que pueden derivarse de la instalación de un biodigestor de 7,2 metros cúbicos de volumen. Estudios como este, muestran los varios beneficios de la tecnología de biodigestión y pueden sugerir su implementación como fuente de combustible y nutrientes. En ocasiones existen barreras culturales y sociales que deben ser identificadas con anterioridad y que pueden limitar el uso de excrementos para la producción de combustible y fertilizante.

Diseño de un biodigestor para obtener gas metano y fertilizantes a partir de la fermentación de excrementos de vacas lecheras en la facultad de agronomía de la universidad nacional de la pampa. Facultad de Agronomía de la Universidad Nacional de La Pampa. Fueron condicionantes de diseño a base de digestor tipo hindú, donde la inversión a realizar, la energía que se desea obtener, la biomasa disponible, el tamaño del digestor, profundidad de la napa, el uso del efluente, la temperatura media del lugar donde se instalará. Filippín, C., Rapallini, A. y Casagrande, G., 1988., Weekly Special number august 1974, 1347-1364. Es un sistema idóneo de eliminación de residuos, con la subsiguiente mejora del ambiente rural, urbano e industrial. Puede ser, además, un modo de equilibrar determinados excedentes agrícolas. En el sector rural, la principal forma de contaminación es el estiércol, que genera malos olores y polución con nitratos al agua de consumo. La opción del uso del estiércol permite responder a una demanda de la sociedad. Para calefaccionar el digestor, y en función de diversas experiencias de climatización de espacios, se analizaron varias alternativas. The World Bank, 1996. World Resources, 1996/1997., Realizados los cálculos térmicos, y su evaluación económica, la alternativa se descarta ya que el costo del sistema asciende a $3000. Se Sitio de Producción Animal 2 de 4 analiza entonces, el uso de colectores solares. Para alcanzar los 35ºC, el requerimiento energético implicaría el uso de 11 colectores solares de 2,50m2. Adoptando un costo por unidad de $550, la alternativa se considera económicamente no viable. Por último, se analiza el uso del propio gas metano con algún intercambiador de agua dentro de la envolvente del digestor, del tipo de una losa radiante, con circulación forzada a través de una pequeña bomba. Las primeras estimaciones económicas del sistema, lo convierten en una alternativa viable para calentar el digestor. Para estimar el consumo

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de energía, se supone una temperatura de la tierra de 17, 18 y 19 ºC, en invierno, otoño-primavera y verano, respectivamente. Para la temperatura del aire se consideran, 8ºC en invierno, 16ºC en otoño-primavera, y 24ºC en verano. Se adoptan para el cálculo, 0.67 y 0.80 W/ºCm2 de conductancia térmica en muros dobles y campana. Entonces Q1 (energía diaria perdida) será, en función del área de cada elemento y para el período invernal, de 133.6 MJ. Se estima en 11,5 MJ/día la energía necesaria para calentar diariamente el agua del intercambiador (Q2). En función de Q1 y Q2, y según las estimaciones realizadas, para alcanzar los 35ºC se requieren 145,15 MJ/día. Considerando que el poder calorífico de 1m3 de metano es 23 MJ, y suponiendo una eficiencia entre el quemador y el intercambiador de 0,40, la demanda de gas para la estación invernal es de 15,6 m3. Para otoño-primavera y verano se estima un consumo de 4,5 y 3,2m3, respectivamente. Se adopta para el caso en estudio, una serpentina de cobre ubicada en el fondo del digestor. Diseño e implementación de una planta piloto de producción de Biogás, Biol y BiosolFacultad de Ciencias Biológicas. Universidad Nacional de Trujillo. La Libertad-PERÚ Nos dicen que existen uno de los principales gases que producen el Efecto Invernadero, CO2 y CH4, proceden de la fermentación, natural o acelerada, de la materia orgánica de muchos productos o residuos. Akella, A.; M. Sharma & R. Saini. 2007. Balseca, D. & J. Cabrera. 2011 Al conjunto de ambos gases se le conoce como "biogás" que, si bien posee un efecto negativo para el clima, también posee una característica energética positiva debida al CH4. Por ambas cosas, es de gran interés el estudio y análisis sistemático de todos los aspectos que rodean a la generación y utilización del biogás, porque se evita un daño ambiental, por la energía renovable que se produce, por la gran cantidad que se puede generar y porque sustituye a otros gases (no energéticos) que se hubieran formando, si la materia orgánica se hubiera procesado de otra forma (digestión aeróbica, combustión). El presente trabajo tuvo como objetivo el diseño e implementación de una planta piloto de biogás, biol y biosol. crisis energética y el calentamiento global son considerados como los dos problemas más graves en todo el mundo, y el hecho de que las reservas hidrocarburíferas sean cada vez menores en el mundo, constituyen dos motivos para que los gobiernos presten mayor interés en buscar nuevas formas de energía reemplazantes a los combustibles fósiles, lo cual ha impulsado la investigación y desarrollo de tecnologías enfocadas a la obtención de energías alternativas y renovables como son los biocombustibles, provocando de esta manera un cambio radical en el desarrollo sustentable y en la conciencia energética mundial (Varnero, 2011). Innovación para el desarrollo y la cooperación sur-sur ideas América latina.

Jaime Martí Herrero nos habla en su artículo sobre como los residuos orgánicos, cuando no son tratados, se convierten en un foco de infección y en un problema deshacerse de ellos. En la agricultura y ganadería a pequeña escala se ha venido tratando los residuos para transformarlos en abonos naturales, y en algunos casos como combustible. Los biodigestores son sistemas naturales que aprovechan residuos orgánicos, procedentes de actividades agropecuarias, principalmente estiércol, para producir biogás (combustible) y biol (fertilizante natural) mediante el proceso de digestión anaerobia. El biogás puede ser empleado como combustible en las cocinas, calefacción o iluminación. En grandes instalaciones se puede utilizar el biogás para alimentar un motor que genere electricidad. El fertilizante, llamado biol, inicialmente se ha considerado un producto secundario, pero actualmente se está tratando con la misma importancia, o mayor, que el biogás, ya que provee a las familias de un fertilizante natural que mejora fuertemente el rendimiento de las cosechas. Descripción de la innovación Este proyecto de innovación constará de un biodigestor (Prototipo) realizado con un bidón el cual estará instalado con sensores de pH, presión, oxigeno, y metano para monitorear la calidad del gas en todo momento para conocer situaciones de riesgo o posibilidades en la mejora de la calidad del gas Beneficios de la innovación

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1. 2. 3. 4. 5.

Generación de biogás Generación de bio-abono Lecturas de la calidad del biogás Ahorro energético Disminución de dependencia de gas LP

Mercado potencial Este biodigestor esta dirigido a zonas rurales o semi rurales para personas de clase media o empresas que dispongan de ganado o a los desechos fecales generado por este, ya que muchas de estas entidades no disponen de un método efectivo para deshacerse de estos desechos que tienen un gran potencial para la generación de energías limpias y abonos ecológicos. Mercado meta Nuestro mercado meta son las personas, entidades gubernamentales o privadas que dispongan de suficiente espacio y recursos para la implementación de un sistema con las características que se plantean en este proyecto. Tecnologías competidoras y competidores De momento no existe en el mercado alguna empresa que este desarrollando un sistema con características similares a las de nuestro sistema a implementar, solo se cuenta con ciertas empresas vendiendo o instalando biodigestores simples.

Competidores

Rotoplas

Gasverde

Fortoplas

Nuestro proyecto

Caracteristicas Esta empresa cuenta con diversos modelos de biodigestor que se utilizan para diversas situaciones. 1. Materiales resistentes 2. Receptor de lodos que son extraídos del biodigestor Rotoplas 3. Es un sistema Autolimpiable, donde al abrir una llave se extraen los lodos residuales (depende del modelo), 4. Sustentable, cuida el medio ambiente al prevenir la contaminación de mantos freáticos (suelo y agua). Esta empresa cuenta con varios modelos de biodigestor enfocados para hogares y empresas. 1. Fácil uso 2. Seguro 3. Habilitado para desechos residuales (humanos) 4. Habilitado para desechos orgánicos (basura orgánica) 5. Habilitado para desechos de ganado No se encontró información a cerca de sus productos o características de sus biodigestores en su pagina oficial 1. Materiales económicos. 2. Sistema de análisis de calidad de gas, presion, y ph. 3. Sustentable 4. Habilitado para desecho de ganado

Estrategias de propiedad intelectual 1. Registro marcas de productos y de servicios: Asi aseguraremos el evitar plagios a nuestro producto ya que en el mercado no existe algo con características similares. 2. Buscar en las bases de datos sobre marcas para evitar utilizar una marca ya existente y proteger las

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marcas antes de lanzar un nuevo producto o servicio con una nueva marca de fábrica. 3. Identificar la materia patentable y asegurase de que se patenta con tiempo suficiente para evitar que los competidores puedan presentar la misma invención.

Análisis FODA •Fortalezas

•Oportunidades 

El mercado es grande



Poco servicio de

 Es un producto unico  Hay poca competencia en

Materiales no

el mercado

perecederos

 La instalacion es un poco cara

 Sin financiamiento

 El precio puede variar dependiendo el espacion

•Debilidades

mantenimiento 

 Requiere de material informatico

 Poco interes de inversionistas  Mercado poco suseptible a la idea

•Amenazas

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MAQUETA

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Conclusión La utilización de biodigestores ofrece grandes ventajas para el tratamiento de los desechos orgánicos, además de disminuir la carga contaminante de los mismos, extrae gran parte de la energía contenida en el material mejorando su valor fertilizante controlando, de manera considerable, los malos olores. El biodigestor es una tecnología que puede implantarse no solo en la parte rural sino también en la urbana porque no solo beneficia a los individuos, sino que además se convierte en un proyecto ventajoso para la biodiversidad y la sostenibilidad de la misma. Como conclusión se puede decir que una de las alternativas es la transformación de un biodigestor como sistemas de bases agroecológica. Es importante resaltar que una transformación de esta naturaleza, traería consigo consecuencias positivas. El mejoramiento de la calidad de vida de los pobladores de la comunidad de La Acequia implicaría un buen futuro a generaciones siguientes. La utilización de Biodigestores ofrece grandes ventajas para el tratamiento de los desechos orgánicos de las explotaciones agropecuarias, además de disminuir la carga contaminante de los mismos, extrae gran parte de la energía contenida en el material mejorando su valor fertilizante y controlando, de manera considerable, los malos olores. El uso del biogás para la generación de electricidad y de energía térmica da un valor adicional al empleo de Biodigestores en las empresas agropecuarias.

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Referencias bibliográficas Aguilar, F.X., 2001a. How to install a polyethylene biogas plant. International Organization of Biotechnology and Bioengineering. Electronic Seminar: How to install a polyethylene biogas digester [online].

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APARCANA

ROBLES

SANDRA(2008)[30],Estudio

sobre

el

valor fertilizante de los

productos del proceso de fermentación anaeróbica para la producciónde BiogásCalle Talambo 140. Surco Lima 33 Perú 01/12/2008.

RAMÓN J.A; ROMERO L.F; SIMKANCA J.L (2000), Diseño de un biodigestor de canecas en serie para obtener gas metano y fertilizantes. Revista medio ambiental agua aire suelo. Universidad de Planplona

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