Diseño y estudio económico preliminar de una planta productora de biogás utilizando residuos orgánicos de ganado vacuno

Preliminary design and economical study of a biogas production-plant using cow manure

El presente artículo muestra las consideraciones tenidas en cuenta y los resultados del diseño de una planta productora de biogás a gran escala, a partir de residuos orgánicos de ganado vacuno, con el objetivo de observar la factibilidad técnica y económica para la implementación de este tipo de sistemas de manejo de residuos orgánicos en el país. La capacidad de la planta diseñada permite procesar el estiércol de 1.300 reses, generando 500 kW de energía eléctrica mediante la operación de un motor generador que funciona con una mezcla de combustible diesel y biogás. El diseño incluyó el dimensionamiento de los establos para el ganado, los sistemas de recolección, transporte y mezcla del estiércol, el digestor, el tanque de efluente y el sistema para el tratamiento del biogás, entre otros elementos, utilizando equipos disponibles actualmente en la planta. Además se llevó a cabo un estudio económico el cual permite concluir sobre la viabilidad del proyecto y la importancia de la evolución del costo del combustible diesel para la determinación de los tiempos de retorno de la inversión.

Introducción

El alto costo financiero y ambiental asociado al empleo de combustibles fósiles, junto con las limitaciones propias de la red de interconexión eléctrica colombiana, han incentivado paulatinamente la utilización de energías alternativas en diferentes sectores productivos del país, especialmente en el sector rural en donde se reúnen tanto la necesidad insatisfecha de suministro energético como el potencial para la generación de energía a partir de fuentes renovables (UPME, 2007; Ministerio de Minas y Energía, 2006). También se puede aportar con el aprovechamiento de este tipo de energía para solucionar parcialmente los problemas del hambre y la pobreza y a mejorar la salud, tal y como se menciona en Doelle, 2001.

En Colombia el aumento en el uso de fuentes renovables de energía ha sido de 1,5% para los últimos seis años (Ministerio de Minas y Energía, 2006). Este potencial de generación de energía se encuentra representado en un alto porcentaje por la biomasa, y específicamente por los desechos forestales y agropecuarios (IIT 1983, Ministerio de Minas y Energía, 2006). La producción de biogas a partir de esta materia prima es una práctica que tiene en el país cerca de treinta años. Inicia con la instalación masiva de digestores para procesar residuos orgánicos animales y vegetales con el fin de producir la energía necesaria para atender las necesidades básicas del sector rural como cocción de alimentos e iluminación  (Fundación  Pesen ca, 1992; IIT, 1983). Esta primera etapa no tuvo mucho éxito debido en parte a que los equipos instalados para producir biogas requerían la alimentación manual de la materia prima y su correcto funcionamiento dependía de las condiciones atmosféricas.