INSTALACIÓN INTEGRAL DE ENERGÍAS RENOVABLES EN VALLE GRANDE JUJUY

Transcripción

1 INSTALACIÓN INTEGRAL DE ENERGÍAS RENOVABLES EN VALLE GRANDE JUJUY Díaz, M.R (1) (1) Fundación UOCRA, Azopardo 954, CP 1107, Buenos Aires, Argentina. Ruggeri, P.R (2) (2) Fundación UOCRA, Azopardo 954, CP 1107, Buenos Aires, RESUMEN El proyecto ha permitido la instalación de un biodigestor en la Escuela de Alternancia Nº 1 de Valle Grande. El Biodigestor se alimenta de los residuos orgánicos y permite la utilización de biogas para la cocción de alimentos, evitando el uso de leña y la deforestación de especies nativas. Se han instalado dos colectores solares térmicos para la producción de agua caliente sanitaria. Fueron capacitadas 85 personas sobre la instalación, diseño, mantenimiento y gestión operativa de equipos de energía solar térmica y producción de biogás; 70 personas recibieron conocimientos sobre medio ambiente, cambio climático y gestión de residuos sólidos urbanos y se formó a 15 docentes para que puedan replicar sus conocimientos sobre la tecnología y las instalaciones realizadas. Palabras Clave: Energías Renovables. Biodigestor. Biogas. Colectores solares Térmicos. Residuos. 1. INTRODUCCIÓN: La Selva de las Yungas es considerada como uno de los ambientes con más alta biodiversidad de Argentina; se encuentra entre los ecosistemas más amenazados del mundo, principalmente por su rápida fragmentación y destrucción. Esta región es también el hogar de numerosas poblaciones humanas, algunas asentadas desde hace muchos siglos y otras más nuevas, que se han esforzado para hacer de estos bosques la base de su vida y de su economía. Es fundamental la conservación los sistemas naturales, su diversidad, y el manejo sostenible de los recursos naturales de los cuales depende la vida humana 1 El desarrollo de los Proyectos en el Noroeste Argentino cofinanciados en el marco del convenio entre el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD) dentro del Programa de Pequeñas Donaciones de Argentina (PPD) y ejecutados por la Fundación UOCRA, permitieron impartir formación técnica generando conocimientos transferibles en el uso de las Fuentes de Energía Renovable, sus aplicaciones y la gestión de residuos sólidos urbanos, generando conocimientos aplicables en beneficio de la comunidad. Atendiendo la necesidad de diversificar la matriz energética introduciendo nuevas fuentes de energía, ampliando el dominio de conocimientos científicos y tecnológicos, a fin de reducir dependencia tecnológica. Considerando estrategias sustentables al incorporar la recuperación, reutilización y reciclado de los residuos orgánicos e inorgánicos se evita la disposición final de dichos residuos en vertederos a cielo abierto logrando una disminución en volumen de los mismos y el consecuente impacto negativo sobre el medio ambiente. El proyecto se desarrolla en la Provincia de Jujuy, Localidad de Valle Grande, permitiendo la instalación de un Biodigestor para la producción de biogas y de dos colectores solares térmicos para la producción de agua caliente sanitaria. Las líneas de acción se basaron en la formación técnica en energías renovables, gestión de residuos sólidos urbanos y medio ambiente. Al realizar formación técnica se logra la transferencia de conocimientos replicables creando multiplicadores a futuro que logren proponer estrategias sustentables de aprovechamiento energético y reutilización de los residuos. El carácter innovador de este proyecto radica en la implementación de energias renovables en zonas donde la provision de energia es escasa o

2 nula, fundamentada en la adquicición de habilidades tecnicas para su aplicación, brinda herramientas a los beneficiarios del proyeto para generar por si mismos un cambio de habitos concreto tendiendo a una mejora en la provisión de servicios en sus hogares. Una de las caracteristicas más innovadoras del proyecto es la intalación y puesta en marcha del Biodigestor y el diseño específico para esta zona geográfica. 2. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO: El proyecto se desarrolla en la Provincia de Jujuy, Localidad de Valle Grande, dicha localidad se encuentra dentro de la Reserva de la Biosfera de las Yungas, con una población de 600 habitantes. Y se ingresa a la misma por el Parque Nacional Calilegua, en el cual se desarrollan diversas acciones educativas a la población. Los Residuos Sólidos Urbanos que genera la población se depositan en un vertedero a cielo abierto ubicado sobre el margen del Río Valle Grande, sin tratamiento ni gestión previa adecuada. El proyecto ha permitido la instalación de un biodigestor en la Escuela de Alternancia Nº 1 de Valle Grande, a la que asisten 85 alumnos y 15 docentes. El Biodigestor se alimenta de los residuos orgánicos de la escuela y de la comunidad (separación domiciliaria) y permite la utilización de Biogas para la cocción de alimentos, evitando el uso de leña y la deforestación de especies nativas disminuyendo la generación de la fracción orgánica de los Residuos. Se han instalado dos colectores solares térmicos para disponer de agua caliente sanitaria y se ha impartido capacitación sobre técnicas de aprovechamiento de la energía solar, como ser la construcción de hornos solares. La capacitación técnica basada en competencias implica que se adquieran herramientas con el objetivo de brindar soluciones concretas para evitar el uso indiscriminado de los recursos naturales no renovables utilizados para la producción de energía, y se promueve el aprovechamiento de las Fuentes de Energía Renovable, contribuyendo a la conservación de los recursos energéticos. Las principales líneas de acción de este proyecto se centran en estos ejes posibilitando mediante la construcción de un Biodigestor la obtención de biogas y fertilizante, a partir de la fracción orgánica de los residuos. La educación y capacitación en el marco de la eficiencia en el uso de la Energía y en las aplicaciones de la Energía Renovable es una de las llaves que permite abrir la puerta al futuro mejor en lo que se refiere a la explotación de los recursos naturales y el medio ambiente. Aquellas personas que hoy se forman en estos conceptos, mañana serán trabajadores, constructores, dirigentes, consumidores y tomarán decisiones que involucrarán la existencia de futuras generaciones. Por medio de este proyecto se ha pretendido dar las bases de la auto-sustentabilidad de vida en el uso de los recursos renovables, y contribuyendo a no comprometer el futuro de las próximas generaciones Objetivos Generales: Instalar y diseñar un Biodigestor para la producción de Biogas. Formar instaladores de Biodigestores, que logren efectuar una gestión operativa de las instalaciones y la posterior utilización abono orgánico, promoviendo normas de Seguridad e Higiene aplicables a la tarea. Instalar dos paneles solares térmicos para la producción de agua caliente sanitaria, cocinas solares, y hornos solares en la escuela de alternancia N1, para disminuir el consumo de energía eléctrica, y el uso de combustibles fósiles Objetivos Específicos: Despertar intereses acerca de la problemática energética actual basada en la utilización de recursos no renovables, y sus consecuencias en el medio ambiente. Desarrollar equipamiento para el aprovechamiento de la energía renovable. Disminuir la utilización de combustibles tradicionales, mediante la utilización de biogas y la energía solar. Efectuar una adecuada Gestión integral de residuos sólidos urbanos, separación de materia orgánica e inorgánica, su utilización como fuente de alimentación para la obtención de Biogás y abono orgánico mediante su efluente. Formar personas capaces de replicar los conocimientos adquiridos.

3 Despertar valores y formar personas activas para un cambio gradual de hábitos cotidianos apuntando a lograr una relación armónica con el entorno. Conocer y aplicar las medidas de seguridad e Higiene relativas a cada actividad Descripción de la problemática: El área de trabajo en la se desarrolló el proyecto, se encuentra dentro de la biosfera de las Yungas, con una población de 600 habitantes, rodeada de montes y bosques, clima subtropical con estación seca. Una de las principales dificultades del proyecto ha sido el difícil acceso a la zona lo que dificulto el ingreso del personal docente de la Fundación UOCRA y el traslado de los materiales al lugar Línea de base ambiental: Disposición final de residuos: Los Residuos Sólidos Urbanos que genera la población se depositan en un vertedero a cielo abierto ubicado sobre la margen del Río Valle Grande, sin tratamiento ni gestión previa adecuada. Contaminando el curso de agua, napas y suelo. El basural es una fuente de contaminación directa de las aguas superficiales del río, y un propagador de enfermedades endémicas Deforestación: Se utilizan diferentes especies para obtener leña y mediante esta fuente combustible dar cocción a los alimentos, calefacción para los ambientes y agua caliente sanitaria, produciendo una depredación de las diferentes especies arbóreas nativas (madera dura: Quebracho, Yapan, Cebil; madera blanda: Pino, Palo santo, Tipa, entre otras) 2 Aspectos Socio-económicos: El mayor porcentaje de la población de Valle Grande es de origen aborigen (Koya) manteniendo dentro de su cultura costumbres ligadas a su cultura. El trabajo estaba circunscripto a una mínima ocupación por parte del comisionado municipal, en tareas puntuales como son la recolección de residuos, el manejo de un tractor, de un camión de pequeño porte, del locutorio que depende del comisionado municipal, y la actividad docente presente en la comunidad donde entre la Escuela de Alternancia Nº 1 y la Escuela Primaria, desarrollan tareas aproximadamente 22 docentes. Estado de realización del Proyecto: 100% Indicadores de éxito: 1) Generación de fuentes de energías renovables: Solar térmica, para el suministro de agua caliente sanitaria e instalación de biodigestor para la obtención de biogás: a. Sustitución en el uso de leña como fuente combustible por la generación de energía solar térmica y producción de biogás. Tiempo en el que se logrará: a partir del 6 º mes b.conservación y manejo sustentable de 6 especies arbóreas nativas (madera dura: quebracho, yapan y cebil; madera blanda: pino, palo blanco y tipa) Tiempo en el que se logrará: a partir del 6º mes se podrán visualizar resultados. c. Gestión integral sobre los Residuos actualmente vertidos a cielo abierto. 160 Kg. dia, que representan 4,8 tn mes de residuos orgánicos que servirán para alimentar al reactor. Contribuyendo de esta forma al saneamiento del curso del río y de sus márgenes dejando de verter la basura sobre él. Tiempo en el que se logrará: a partir del 3 º mes se comenzará a obtener resultados 3. COMPONENTES DEL PROYECTO: 3.1. Capacitación 85 personas* (15 docentes) aptas para el diseño, desarrollo, instalación, confección de presupuesto, mantenimiento y gestión operativa de las tareas de producción sobre instalaciones de energía solar térmica y producción de biogás. Seguridad e higiene aplicable a la tarea. Tiempo de logro: al cabo de los 12 meses. 15 docentes* formadores para la transferencia de conocimientos y tecnología relacionada con las instalaciones a desarrollar. Tiempo de logro: 12 meses. 30 personas* aptas para realizar las tareas de gestión sobre RSU: manejo de residuos, clasificación manual, separación orgánicoinorgánico, seguridad e higiene aplicable a la tarea. Tiempo de logro: 12 meses. * Nota: En los diferentes grupos detallados se ha puesto especial énfasis en la diversidad de género integrando la actividad femenina dentro de las actividades a desarrollar en el proyecto Fortalecimiento Institucional Fortalecimiento Institucional: El Consejo de padres de la escuela de Alternancia Nº1 adquiera

4 las herramientas para administrar este proyecto u otros en el futuro, como así también la gestión integral relacionada con las instalaciones a realizarse. Informe técnico financiero, de avance y final Educación Ambiental Concientización a toda la comunidad de Valle Grande y comunidades vecinas, realizando en éstas talleres específicos en sus diferentes instituciones educativas sobre la temática ambiental y las generalidades sobre la aplicación de las tecnologías socialmente apropiadas, enseñar a los niños la importancia ecológica, económica y social de las especies nativas, como se regeneran los árboles, cuidado de bosques, los problemas a los que están expuestos. Cubriendo de esta forma la importante tarea de multiplicar y difundir las acciones realizadas en este proyecto. 4. INSTALACIÓN DEL BIODIGESTOR Desarrollar acciones de formación técnica para proyectar, dimensionar, calcular, montar e instalar; biodigestores, gasómetros y cañerías para biogas. Incluyendo conceptos de Salud, Seguridad y cuidado del Medio Ambiente Qué es el biogás? El biogás es una mezcla gaseosa formada por metano (CH4), dióxido de carbono (CO2) y pequeñas proporciones de otros gases, como sulfuro de hidrógeno (H2S), hidrógeno (H2) y amoniaco (NH3) Como se genera el BIOGAS? El biogás se genera a partir de la digestión anaerobia, que es un proceso biológico en el cual la materia orgánica es degradada por bacterias que no requieren oxígeno para su metabolismo. Utilizando este proceso se puede tratar gran cantidad de residuos como estiércoles, efluentes de industrias, basura orgánica, entre otros contaminantes, y además, obtener biogás. Éste puede utilizarse en aplicaciones tan diversas como: calefacción por combustión en calderas de vapor, generadores eléctricos, combustible de motores, heladeras, incubadoras de animales, termotanques, entre otras Qué es un biodigestor? Un biodigestor es cualquier aparato que procesa materia orgánica para producir el biogás. Hay varias maneras para construir un biodigestor, dependiendo de las necesidades y posibilidades de la gente que lo construye. El biodigestor construido para este proyecto tiene básicamente las siguientes partes: Cámara de Carga: En esta cámara es donde se prepara de manera previa la materia prima: Residuos o estiércol, disueltos en su mayor parte. Generalmente se estima entre un 8% y 9% de sólidos disueltos. El secreto para una mezcla correcta y homogénea de la materia prima es que el ingreso de los residuos y el agua deben ser preparados previamente al ingreso en la cámara de carga. La cámara debe ser de fácil acceso, para suministrar la carga y evitar atascamientos Biodigestor: Esta constituido por un tanque, que puede estar semi-enterrado o enterrado, según el volumen de producción y las condiciones climáticas del lugar donde coloquen este sistema. El biodigestor debe encontrarse aislado térmicamente poder mantener la temperatura óptima de producción de biogas Cámara de descarga: Esta pileta de descarga puede estar realizada enteramente en material de mampostería, y generalmente poseen un sistema de tipo cámara de sedimentación, para poder disponer el agua ya estabilizada, y obtener los barros ricos en nutrientes. En caso de no poder diseñar una cámara de sedimentación, se puede realizar una pileta de baja profundidad y gran extensión, para poder acelerar el secado del efluente, y de esta manera obtener los barros ricos en nutrientes Gasómetro: Este equipo es un tambor utilizado para almacenar la producción extra de biogas. Estos equipos deben estar separados del digestor por una llave exclusa. Estos elementos son tenidos en cuenta con mayor importancia, en equipos que trabajan de manera discontinua. Importante en su diseño es el material de construcción y la estanqueidad de los mismos Qué materiales puedo usar para alimentar un biodigestor? En general, los materiales deben tener un alto contenido de energía y fácil de descomponerse. El estiércol de cualquier animal sirve bien porque ya se ha digerido dentro del animal. Entonces, se convierte fácilmente y rápidamente en el biogás. También se puede usar desechos vegetales, pero no se le recomienda una alta

5 concentración tal materia prima, porque dura mucho más en digerirse. Tampoco es recomendable echarle químicos al biodigestor: Por ejemplo la lavandina inhiben el crecimiento de las bacterias, y los detergentes y jabones entorpecen la fermentación. Se debe evitar el uso de estiércol de animales recién medicados con antibióticos u otros medicamentos que pueden interrumpir los procesos anaeróbicos dentro del biodigestor. Otro problema que surge con el Biodigestor a veces es la acidez, por la cual se le recomienda no echar al biodigestor cosas ácidas, aunque sean orgánicas como cáscaras de naranjas u otras frutas cítricas. Los biodigestores pueden ser alimentados con diversos deshechos orgánicos. El rendimiento de los mismos está influenciado en gran parte por el contenido en materia orgánica del material, una idea aproximada de dicho contenido nos da el porcentaje de sólidos. El material que se utiliza tiene un contenido de humedad variable y se lo mezcla con agua para lograr una dilución adecuada. Las proporciones de agua son variables y se toma como parámetro el porcentaje de sólidos. Sobre este punto se ha llegado a la conclusión de que trabajando con estiércoles la dilución óptima está alrededor del 8% al 10%. En casos especiales, estas diluciones deben reducirse para disminuir la cantidad de amoníaco (estiércol aviar) a alrededor de un 6%. Estos límites recomendados para las diluciones se logran con una relación agua/estiércol de 1 a 1.5 dependiendo de la humedad y porcentaje de sólidos del estiércol. En caso de usar restos vegetales, es conveniente que se encuentren finamente picados para evitar atascamientos y costras en la zona superior de los digestores. Por esta razón el material debe ser bien mezclado y homogeneizado antes de su entrada al digestor. El mezclado se facilita cuando las cargas son preparadas con un día de antelación, de ser posible, en las cámaras de carga, siendo una fermentación aeróbica aconsejable, para obtener una oxidación completa, reducir la acidez, calentar la biomasa, reducir gérmenes patógenos Buenas Prácticas para el uso de Biogas: Obtención de biogas Se puede utilizar el biogas siempre y cuando la campana del gasógeno levante, esto es una señal de que se está acumulando Gas. Cuando se termina de usar se deberá cerrar la llave de paso y la perilla de suministro en el anafe Fugas de biogás Si hay muy poco gas, tal vez haya una fuga por alguna parte. Si está usando agua para sellar el tanque, asegúrese del nivel del agua para un sello hidráulico. Si no hay problemas con el nivel del agua, pueden investigar las conexiones y cañería a la vista Manejo de la válvula de seguridad Es un dispositivo de seguridad que funciona con una columna de agua permitiendo la salida del BIOGAS a través de ella, en el caso de que haya sobre presión en el Gasógeno. 1. Verificar siempre que esta llena de agua hasta su nivel, este nivel marca la Presión de trabajo del equipo (La presión que tiene el gas al salir de los quemadores) Problemas con el ph El ph en el tanque del biodigestor debe ser alrededor de siete. Puesto que los procesos anaeróbicos producen ácidos, el problema más frecuente con el ph es aquello de acidez. Si hace un estudio del biodigestor con una cinta de PH, y el resultado es menos de siete, agregue un poco de cal para neutralizar el ácido. Como grandes cantidades de cal no son solubles en la mezcla y pueden hacer daño a las bacterias, no ingrese más de 500 mg de cal por cada litro de líquido que está en el biodigestor Cambios del filtro de sulfhídrico: Cada 6 meses se revisa el filtro y se cambia, si se observa oxido negro en toda la viruta, por una nueva Cómo se quita la materia digerida del biodigestor? Si el nivel de líquido en el tanque es igual al nivel del tubo de salida, cualquier volumen que entra por el tubo de entrada va a salir por el tubo de salida. El BIOL es un nutriente que en estado liquido, se puede utilizar como fertilizante en hojas de las plantas, huerta y suelo. El BIOSOL son sólidos que se puede utilizar como fertilizante en la huerta, también para nutrir suelos desérticos o bien para plantas y cultivos. Qué puedo hacer con esta materia digerida? El efluente del biodigestor es un líquido que no atrae las moscas tanto como el estiércol fresco.

6 También es muy útil como un abono orgánico. Se puede utilizar con cualquier planta que está cerca del biodigestor. 6. RESULTADOS Y CONCLUSIONES: El proyecto ha permitido la instalación de un biodigestor en la Escuela de Alternancia Nº 1 de Valle Grande. El Biodigestor se alimenta de los residuos orgánicos de la escuela y de la comunidad (separación domiciliaria) y permite la utilización de Biogas para la cocción de alimentos, evitando el uso de leña y la deforestación de especies nativas disminuyendo la generación de la fracción orgánica de los RSU. Se han instalado dos colectores solares térmicos que han quedado funcionando en los baños de los alumnos, disminuyendo la utilización de energía eléctrica para el uso de agua caliente sanitaria. Fueron capacitadas 85 personas sobre la instalación, diseño, mantenimiento y gestión operativa de equipos de energía solar térmica y producción de biogás; 70 personas recibieron conocimientos sobre medio ambiente, cambio climático y gestión de residuos sólidos urbanos y se formó a 15 docentes para que puedan replicar sus conocimientos sobre la tecnología y las instalaciones realizadas. Total de beneficiarios capacitados: 170. Cabe destacar que se ha extendido el tiempo de realización del proyecto debido a las grandes distancias que se han recorrido desde el polo urbano hasta la localidad de Valle Grande, dado se encuentra en zonas de difícil acceso para el transporte de materiales y el ingreso de los docentes que, en algunos casos, se han quedado viviendo en las comunidades hasta la finalización de los cursos. Referencias: 1 BROWN Alejandro Diego y MALIZIA Lucio Ricardo. La selva pedemontana de las yungas en el umbral de extinción. Revista Ciencia hoy en línea. Volumen 14 número 84. En 21/11/ Dirección de Bosques. Secretaria de Ambiente y Desarrollo Sustentable. Unidad de manejo del sistema de evaluación forestal en la Provincia de Salta y Jujuy. Argentina. En 21/11/2004. Marzo 2004.