Optimización de la producción de biogas mediante un sistema de control automático con sofware en un biodigestor simulado

Abstract

El presente trabajo de investigación está desarrollado dentro del ámbito de las tecnologías de la información aplicadas al control y la automatización de procesos, el equipo que es objeto de esta investigación es un biodigestor tubular de 10m3 de capacidad instalado en la localidad de Apata-Concepción-Junín, el cual sirvió de referencia para el presente estudio, el desarrollo del trabajo de investigación comenzó con la revisión bibliográfica y la determinación de los parámetros de operación más óptimos para el sistema, con una base bien fundamentada de acuerdo con las referencias encontradas de distintos investigadores y de investigaciones desarrolladas en el ámbito internacional, se determinó el tiempo de residencia optimo el cual fue de 30 días, la temperatura de operación de 30 °C, y una tasa de alimentación de 125 Kg de Estiércol fresco con 125 Kg de agua no potabilizada, una vez encontrados estos parámetros se requería de un simulador que nos permita simular dinámicamente el comportamiento del biodigestor y que cuente con un sistema que nos permita mantener las condiciones óptimas constantes durante todo el proceso, para lo cual fue necesario desarrollar el software BIOSIM 1.2, dicho software fue desarrollado en el entorno de programación grafica LabVIEW el cual es el lenguaje de programación más apropiado para cumplir este propósito, el software BIOSIM 1.2 fue desarrollada para permitirnos controlar los tiempo de alimentación y descarga de la materia prima alimentada al biodigestor denominada Sustrato o Biomasa que no es otra cosa que la mezcla del estiércol vacuno y agua en proporción 1 :1 , además el software con base en los modelos matemáticos descritos y utilizados para determinar las condiciones óptimas en el capítulo III, nos permite simular el proceso dinámicamente y gracias a ello podemos monitorear la evolución del proceso en tiempo mediante gráficas y registros históricos, y mediante los reportes que el software genera, una vez obtenidos los resultados de las simulación se procedió a comparar a las mismas condiciones de operación la producción promedio mensual de biogás estimada mediante simulación versus los datos experimentales tomados del biodigestor real de referencia que fueron obtenidos de fuentes primarias, con toda esta información y con ayuda del software SPSS 20 fue posible verificar un incremento en la producción del 64,19%, superando ampliamente el 20% propuesto en la hipótesis, con lo cual el desarrollo del presente trabajo de investigación se justifica, para que a posteriori pueda ser implementado en un sistema real adicionalmente utilizando al hardware descrito en el capitulo III.