Análisis de distintos residuos agrícolas como potenciales productos de codigestión anaerobia e implantación en biodigestores en la comunidad Inti Churi, provincia de Bolívar, Ecuador

Abstract

[ES] El objetivo del proyecto es la implantación de forma efectiva de un sistema de gestión de residuos agropecuarios para dar soporte energético a las comunidades rurales más desfavorecidas de la provincia de Bolívar. Esto se ha llevado a cabo mediante la implementación de biodigestores para la producción de biogás rico en metano (CH4) a partir de residuos agrícolas y ganaderos en la organización indígena Casaiches ¿ Inti Churi, ubicada en una zona rural del cantón de Guaranda, en la sierra andina ecuatoriana, superando los 3.200 msnm. Para lograrlo, este trabajo de investigación se realizó en dos fases: fase experimental de laboratorio, en la que se ensayaron las condiciones óptimas para el proceso, y fase de aplicación en campo. De esta forma, en primer lugar, se seleccionaron los principales residuos agropecuarios generados en la organización, que fueron lactosuero, estiércol de vaca, residuos de la cosecha del maíz y paja de cebada, para después caracterizarlos con el fin de conocer su idoneidad como materia prima del proceso. Tras este paso se ensayó con diferentes combinaciones de estas materias primas para conocer cuáles poseían un mayor rendimiento energético, combinándose por un lado el estiércol y el lactosuero (residuos ganaderos), y por otro, la cebada y el maíz. (residuos agrícolas). Estas combinaciones de residuos agrícolas y ganaderos se hicieron en tres relaciones: 1/1, 3/1 y 1/3. Los tres tratamientos que mayor volumen acumulado de CH4 obtuvieron al cabo de 20 días tenían una relación de cebada y maíz de 3/1, diferenciándose cada uno de ellos por la relación de estiércol y lactosuero: 1/1, 3/1 y 1/3. Los resultados fueron de 331,78 mL, 315,1 mL y 304,81 mL, respectivamente. Estos tratamientos fueron los que finalmente se cargaron en los digestores instalados en campo, en los que se obtuvo biogás con un porcentaje de CH4 superior al 70%, al igual que en la fase experimental. Sin embargo, el proceso fue mucho más lento en campo, tardando casi diez veces más en llegar a porcentajes de CH4 similares a los obtenidos en la fase experimental, lo que permite afirmar que las condiciones del proceso, y en especial la temperatura, condicionan enormemente su desarrollo. Una vez obtenidos los resultados, se puede concluir que la obtención de energía térmica (en forma de biogás) a partir de residuos agropecuarios sometidos a un proceso de codigestión anaerobia por encima de los 3.200 msnm es totalmente factible y queda probado gracias a este proyecto. Esto resulta realmente interesante en comunidades y poblados alejados de las ciudades donde el suministro de gas es limitado, ya que es una forma de obtención de energía de bajo costo y complejidad, que además ayuda en la gestión de residuos in situ.

[EN] The objective of the project is the effective implementation of an agricultural waste management system to provide energy support to the most vulnerable rural communities in the province of Bolivar. This has been carried out through the implementation of biodigesters for the production of biogas rich in methane (CH4) from agricultural and livestock waste in the indigenous organization Casaiches - Inti Churi, located in a rural area of the canton of Guaranda, in the Ecuadorian Andean highlands, above 3,200 meters above sea level. To achieve it, this research project was carried out in two phases: an experimental laboratory phase, in which the optimal conditions for the process were tested, and a field application phase. In this way, firstly, the main agricultural waste generated in the organization was selected, which were whey, cow dung, maize harvest residues and barley straw, and then characterized in order to determine their suitability as raw material for the process. After this step, different combinations of these raw materials were tested to find out which had a higher energy yield, combining manure and whey (livestock waste) on the one hand, and barley and maize (agricultural waste) on the other. These combinations of agricultural and livestock waste were made in three ratios: 1/1, 3/1 and 1/3. The three treatments that obtained the highest accumulated CH4 volume after 20 days had a ratio of barley and maize of 3/1, each of them differing in the ratio of manure and whey: 1/1, 3/1 and 1/3. The results were 331.78 mL, 315.1 mL and 304.81 mL, respectively. These treatments were the ones that were finally loaded into the digesters installed in the field, in which biogas was obtained with a percentage of CH4 higher than 70%, as in the experimental phase. However, the process was much slower in the field, taking almost ten times longer than in lab to reach similar CH4 percentages, which allows to affirm that the conditions of the process, and especially the temperature, greatly determine its development. Once the results have been obtained, it can be concluded that obtaining thermal energy (in the form of biogas) from agricultural waste subjected to an anaerobic co-digestion process above 3,200 meters above sea level is totally feasible and has been proven thanks to this project. This is really interesting in communities and villages far from cities where gas supply is limited, as it is a low-cost and non-complex way of obtaining energy, which also helps in on-site waste management.