Red de servicio
de biogás

Por
Alexander López Savrán*


Experiencias en la comunidad
El Colorado, del municipio
de Cabaiguán, provincia
de Sancti Spíritus.

 

Las fuentes renovables de energía que se emplean a pequeña y mediana escalas, representan una alternativa económica y ambiental factible para el suministro de energía a los asentamientos poblacionales y unidades productivas. Dentro de ello, los desechos agropecuarios constituyen una de las fuentes renovables para obtener energía, al utilizarse las potencialidades bioquímicas de la biomasa y la acción metabólica de microorganismos para producir un combustible gaseoso denominado biogás. Adicionalmente, la tecnología de biogás disminuye la contaminación del medio ambiente, reduce las emisiones de gases de efecto invernadero, contribuye al ahorro de los combustibles fósiles y fertilizantes, y mejora la calidad de vida de los pobladores rurales.

En el municipio de Cabaiguán, provincia de Sancti Spíritus, un número considerable de unidades porcinas aprovechan los residuos orgánicos para la producción de biogás mediante la digestión anaerobia en plantas de biogás. Se han creado varias redes de servicio de biogás en diferentes zonas y asentamientos del municipio a partir de los biodigestores existentes. El uso del biogás para la cocción de alimentos, calentamiento de agua, refrigeración y alumbrado, ha elevado la calidad de vida de los habitantes y se han mejorado las condiciones ambientales.

Uno de los sitios que posee red de servicio de biogás es el asentamiento El Colorado, que se abastece a partir de los biodigestores de la Unidad Empresarial Básica (UEB) Porcina El Colorado. La puesta en marcha del primer biodigestor se realizó en el 2010 y benefició a los trabajadores en el comedor obrero. Posteriormente, de acuerdo con la demanda de los pobladores, se fue formalizando la red de conducción de biogás y se extendió el servicio hasta 24 viviendas. La construcción del segundo biodigestor en el 2014 permitió ampliar la red de servicio hasta 31 viviendas.


UEB Porcina El Colorado

Esta UEB se ubica al norte de la ciudad de Cabaiguán, posee un área de 8 hectáreas
y tiene 14 trabajadores en la crianza de cerdos, que es su actividad principal. En los terrenos aledaños se realizan producciones agrícolas para el autoconsumo. En cada nave existe un promedio de 1 200 cerdos.

La UEB posee un comedor obrero, en el que se elaboran alimentos para 25 perso-nas/día. Desde su inauguración la cocción se realizaba con leña, lo que causaba afectaciones fundamentalmente para las mujeres durante la preparación de los alimentos, debido al humo producido durante la quema. Asimismo, los gastos para la búsqueda, preparación y transportación de leña eran elevados. A dichos gastos se sumaban los salarios de los trabajadores y el costo del petróleo para el traslado de este combustible.
Para eliminar el uso de la leña, humanizar el trabajo y sustituir el uso de fertilizantes químicos, se consideró emplear la tecnología de biogás.


Primera etapa (2010-2013)


En 2010 se construyó el primer biodigestor, con el objetivo de mejorar el tratamiento de residuos porcinos y adquirir valiosos subproductos que se obtienen mediante esta tecnología: biogás, bioabono y efluente acuoso rico en nutrientes. En las fases de concepción de la idea (2008), diagnóstico de la zona, proyección, construcción, puesta en marcha de la obra y funcionamiento actual, están presentes el apoyo, el asesoramiento y la capacitación por parte de los especialistas vinculados. Además, este escenario fue incluido al Proyecto Biomas-Cuba, por la posibilidad de generar beneficios en las esferas económica, social y ambiental, tanto para la unidad productiva como para la comunidad. En esta primera etapa la UEB Porcina fue apoyada con materiales de construcción y equipos.

El biodigestor construido tiene los parámetros siguientes: 42 m3 de volumen de digestión, 20,0 m3/día de volumen promedio de residuos depositado y 50-60 m3/día de volumen de biogás generado.

Este biodigestor fue incorporado al sistema de tratamiento de residuales, que recibe residuos de dos naves porcinas, cuyo efluente se incorpora a otros componentes en tanque de maduración y lagunas de estabilización.

Para cumplir esos objetivos, el biogás obtenido fue conducido primeramente hasta el comedor, y los primeros beneficiados fueron los elaboradores de alimentos, junto con los demás trabajadores.

Posteriormente, la red se amplió hasta conectarse a cuatro viviendas del asentamiento rural El Colorado, donde residen trabajadores de la UEB. Esto provocó un impacto favorable y trajo consigo nuevas experiencias en el uso de esta fuente renovable de energía, para cocinar en los hogares.

Estos resultados motivaron favorablemente a otros habitantes de la comunidad, quienes solicitaron recibir el servicio de biogás en sus viviendas.
Progresivamente se amplió la red de servicio hasta 24 viviendas. Las tuberías se colocaron de acuerdo con los criterios técnicos preliminares establecidos y teniendo en cuenta la ubicación de las casas y otros parámetros. La tubería fue gestionada y colocada por los propios pobladores.


Segunda etapa (2014)

En 2014 fue construido un segundo biodigestor de cúpula fija tipo VA.
Los principales parámetros de este biodigestor son: 50 m3 de volumen de digestión y
40-50 m3/día de volumen de biogás generado. Este biodigestor fue construido con el objetivo de tratar los residuales de una nave porcina, y posteriormente el efluente completa su depuración.

Con las experiencias anteriores en el uso del biogás, se planificó ampliar la red de suministro y progresivamente el biogás fue conducido hasta nuevas casas: en la actualidad, 31 viviendas disponen de este servicio (Fig. 1).


Fig. 1. Cocción de alimentos antes y después
de la construcción de los biodigestores.

La instalación de dos flujómetros, o contadores de biogás, permite determinar el consumo tanto en las viviendas como en la UEB, lo cual facilita realizar la evaluación del comportamiento del sistema. También contribuyen a la toma de decisiones en cuanto a la posibilidad de ampliar el servicio a otras viviendas (Figs. 2 y 3).


Fig. 2. Instalación de dos flujómetros
para determinar el consumo de biogás.



Fig. 3. Red de servicio de biogás, que abastece
a 110 habitantes a través de 1 010 metros de tubería.


El asentamiento rural El Colorado


El asentamiento está situado al norte de la cuidad de Cabaiguán. Posee 52 viviendas, con un total de 170 habitantes, que se ubican aledañas a la unidad porcina, principalmente en las márgenes suroeste y norte.

Los principales problemas de los servicios energéticos se concentran en el mal estado de las redes eléctricas, con áreas de bajo voltaje y existencia de tendederas. Las fuentes energéticas más utilizadas para cocinar, antes del uso del biogás, eran la electricidad, el petróleo y la leña. Además, existen dificultades con el acceso a la leña y el petróleo.


Consumo de biogás


Los volúmenes de biogás consumidos siempre fueron una pregunta sin respuesta exacta, hasta que se instalaron los flujómetros. Para calcular el consumo de biogás en la UEB y en las viviendas servidas, se empleó inicialmente el método de observación y de recopilación de información brindada por los usuarios. Después de la instalación de los dos contadores o flujómetros, se realiza la medición permanente del consumo de biogás, se efectúa una lectura periódica de los flujómetros y se lleva el control de los datos.
Los datos procesados permitieron conocer que el consumo de biogás en la UEB Porcina oscila entre 15 y 17 m3/día, y en las 31 viviendas es de 60 m3/día, como promedio.


Comportamiento del consumo


Para determinar el consumo de energía eléctrica en las viviendas y su comportamiento con la puesta en marcha de la red de servicio de biogás, se utilizó la información brindada por la Empresa Eléctrica, que comprende el historial del consumo de cada vivienda desde el 2007 hasta el 2014.

La información procesada permitió visualizar la diferencia de consumo durante los últimos años. Se pudo constatar que después de la instalación del biodigestor y de la conducción del biogás hasta los hogares, el consumo de energía eléctrica en todas las viviendas servidas con biogás disminuyó entre 30 y 60%.

Se analizaron las viviendas con mayor tiempo de consumo de biogás y se obtuvieron los resultados siguientes: El consumo de electricidad antes de utilizar el biogás en 24 viviendas fue de 75,5 MWh/año; el consumo promedio de electricidad en 24 viviendas después de emplear el biogás para la cocción de alimentos y calentamiento de agua se redujo hasta 59 MWh/año, y se produjo una disminución del consumo de electricidad equivalente a 16,5 MWh/año.

El consumo de leña y petróleo fue eliminado, y solo se utilizan en casos de desperfectos en la red de biogás. Por este concepto, el ahorro de petróleo es de 3 380 L/año,
y 11,27 t/año de leña.


Beneficios proporcionados


Los resultados del empleo de la tecnología de biogás en la UEB Porcina y la paulatina extensión de este servicio a la comunidad, refleja los resultados siguientes (Fig. 4):


Fig. 4. Algunos pobladores beneficiados con la red de biogás.

• Se evita el uso de 11,0 t/año de leña para la cocción en el comedor obrero de la UEB Porcina, lo cual evita la deforestación.
• Se humaniza el trabajo en el comedor obrero y se benefician 25 trabajadores.
• Aumentan las ganancias de la unidad productiva.
• El consumo de energía eléctrica en las viviendas ha disminuido entre 40 y 60%, como promedio, para un ahorro total de 16,5 MWh/año.
• Se diversificó la matriz energética en el territorio, lo cual responde a la estrategia del desarrollo local.

Contribución al cuidado del medio ambiente

• La sustitución de leña por biogás aminora en gran medida la destrucción de los bosques.
• Se evita la emisión de dióxido de carbono y de metano.
• Mejoramiento de los suelos afectados luego de la aplicación de bioabono, y de las condiciones higiénico-sanitarias del medio circundante.


Beneficios sociales

• Se elevó la cultura comunitaria en el uso de la tecnología biogás, que sustituye el uso de portadores energéticos convencionales tales como keroseno, leña y energía eléctrica.
• Se benefician directamente 25 personas en el comedor obrero de la UEB.
• Se mejoró la calidad de vida de 110 habitantes (65% de la población total) en el asentamiento El Colorado.
• Se humanizó el trabajo de mujeres en 31 viviendas de la comunidad.


Conclusiones

• Se ha demostrado que el empleo de la tecnología de biogás reporta resultados favorables en la unidad productiva y la comunidad.
• Se ha comprobado el vínculo energético entre la unidad agropecuaria y la comunidad, que puede servir de referencia para otras zonas.
• Se convierte la UEB El Colorado en un escenario agroenergético, que posibilita la producción integrada de alimentos y energía.

* Máster en Ciencias y especialista en tecnología de biogás, Sancti Spíritus, Cuba.
e-mail: alexandersavran@gmail.com