Propuesta para el diseño de un biodigestor anaeróbico empleando llantas usadas para mejorar el tratamiento de las excretas bovinas (2022)
La biodigestión anaerobia, es un proceso utilizado para descomponer los residuos sólidos orgánicos. El biodigestor Taiwán, es una de las tecnologías más utilizadas en las zonas rurales, debido a su bajo costo de instalación, sin embargo, presenta problemas de eficiencia, por lo que, para aumentarla, se ha planteado el uso de materiales alternativos que abundan en masa (llantas de carros usadas), por sus propiedades físico – químicas, esto para estabilizar el proceso de descomposición de las excretas bovinas. Dado lo anterior, en el presente proyecto, se propuso el diseño de un biodigestor como sistema de aprovechamiento de las excretas provenientes de la industria ganadera, empleando las llantas usadas para mejorar la eficiencia del proceso de biodigestión anaerobia. Para ello, se establecieron 4 fases; (1) recopilación y evaluación de la viabilidad de cuatro alternativas de biodigestión, (2) caracterización de las llantas usadas en Colombia, (3) dimensionamiento del biodigestor y el uso de llantas en el proceso de biodigestión, y (4) la formulación y evaluación financiera del proyecto. Mediante la técnica multicriterio TOPSIS, se escogió el biodigestor tipo Taiwán, como la alternativa con mayor viabilidad, para ser usado en la industria ganadera y zonas rurales. Con la finalidad de mejorar el proceso de biodigestión, se optó por usar llantas usadas, debido a las propiedades físico – químicas, como la facilidad de crecimiento de diferentes microorganismos en la superficie y transferencia de energía calorífica al medio de biodigestión (3.61 Wh por llanta). Adicionalmente, al darle uso a las llantas después de cumplir su ciclo de vida útil, se brinda una alternativa de empleo de este material, disminuyendo los problemas de abandono y el apilamiento. Conforme a las zonas, con mayor generación de estiércol bovino, cuyas temperaturas en promedio favorecen el proceso de biodigestión, se llegó a un dimensionamiento, basados en variables como estiércol, volumen, TRH, dimensión de la bolsa y zanja; obteniendo un biodigestor con volumen de 8 m3 , con capacidad de almacenar 9 llantas de autos y transferir al medio 32.51 Wh de energía calorífica. Dimensionado el biodigestor, se calculó una inversión de $ 2’288,606 pesos, relacionado con los materiales, equipo, maquinaria y dotación; obteniendo utilidades a cinco años (VPN) de $ 4’914,729, $ 4’047,055 y $ 3’335,662 pesos, con una tasa de descuento del 10%, 15% y 20%, respectivamente, además una tasa interna de retorno (TIR) del 74.5% de la inversión inicial. Con el cumplimiento de las distintas fases del proyecto, se propuso el biodigestor Taiwán como mejor alternativa para el tratamiento de las excretas bovinas, principalmente por su eficiencia y relación costo – beneficio. Se comprobó que, utilizando el caucho de las llantas de autos, se puede mejorar el proceso de biodigestión, gracias a las propiedades del material como la transferencia de calor, que mantiene estable la temperatura interna, y demás propiedades (superficie, porosidad, adsorción de agua, pH neutro y alto contenido de carbono), favoreciendo el crecimiento de diferentes microorganismos presentes en la biodigestión anaerobia.