Uso de microorganismos benéficos para mejorar la calidad y cantidad de biogás producido a partir de desechos orgánicos del comedor UNI, controlando la temperatura mediante biodigestores automatizados

Abstract

El presenta trabajo de investigación surgió por la necesidad de estudiar la influencia de diversos microorganismos benéficos en la producción de biogás en condiciones de temperatura controlada. Además, se diseñó un prototipo de biodigestor utilizando un sistema embebido con Arduino. Para el control de la temperatura interna se utilizó una resistencia de 1000 watts, para el calentamiento interno, utilizando un dispositivo electrónico como el sensor de temperatura DS18B20. La investigación inició en julio del 2019 y culminó en marzo del 2020. Para el ensayo se diseñó un biodigestor tipo batch de 60 litros con un sistema de control de la temperatura interna en tiempo real utilizando el microcontrolador Arduino Mega 2560. Como inóculo se utilizó estiércol de gallina de la granja del programa de aves de la Universidad Nacional Agraria La Molina. Se analizaron 3 tratamiento utilizando el mismo sustrato, el que consistió en la mezcla de: gallinaza, desechos de comida del comedor de la Universidad Nacional de Ingeniería y aserrín. Los tratamientos fueron: Tratamiento 1 (Tratamiento C), se realizó un pre-compostaje al sustrato, se cargó al biodigestor y se adicionó agua; Tratamiento 2 (Tratamiento EM 1), se realizó abono bocashi al sustrato con microorganismos benéficos, obtenidos según metodología de Cárdena (2012), se cargó el biodigestor y se adicionó 50% (del volumen líquido del biodigestor) de agua y 50% (del volumen líquido del biodigestor) de aguas residuales del Centro de Investigación de Tratamiento de Aguas Residuales (CITRAR) de la Universidad Nacional de Ingeniería; Tratamiento 3 (Tratamiento EM 2), se realizó abono bocashi al sustrato con microorganismos benéficos, obtenidos según mtodología utilizada por el Instituto Nicaragüense de Tecnología Agraria (INTI), se cargó el biodigestor y se adicionó 50% (del volumen líquido del biodigestor) de agua y 50% (del volumen líquido del biodigestor) de aguas residuales del Centro de Investigación de Tratamiento de Aguas Residuales (CITRAR) de la Universidad Nacional de Ingeniería. El objetivo es comparar la cantidad y la calidad del biogás producido. La mayor producción de cantidad se obtuvo en el Tratamiento EM 1 en comparación con el Tratamiento C y el Tratamiento EM 2. Los valores máximos en los resultados del porcentaje de metano del biogás producido fueron: Para el Tratamiento C, 58.4% de CH4; para el Tratamiento EM 1, 62.3% de CH4; para el Tratamiento EM 2, 62% de CH4.

The present research work arose from the need to study the influence of various beneficial microorganisms in the production of biogas under controlled temperature conditions. In addition, a biodigester prototype was designed using an embedded system with Arduino. To control the internal temperature, a 1000-Watt resistor was used for internal heating, using an electronic device such as the DS18B20 temperature sensor. The research began in july 2019 and culminated in March 2020. For the trial, a 60-liter batch biodigester was designed with a real-time internal temperature control system using the Arduino Mega 2560 microcontroller. Manure was used as inoculum. of hen from the farm of the poultry program of La Molina National Agrarian University. Three treatments were analyzed using the same substrate, which consisted of a mixture of: chicken manure, food waste from the dining room of the National University of Engineering and sawdust. The treatments were: Treatment 1 (Treatment C), the substrate was pre-composted, the biodigester was loaded and water was added; Treatment 2 (Treatment EM 1), bocashi fertilizer was made to the substrate with beneficial microorganisms, obtained according to the methodology of Cárdena (2012), the biodigester was loaded and 50% (of the liquid volume of the biodigester) of water and 50% (of the liquid volume of the biodigester) of wastewater from the Residual Water Treatment Research Center (CITRAR) of the National University of Engineering; Treatment 3 (EM Treatment 2), bocashi fertilizer was made to the substrate with beneficial microorganisms, obtained according to the methodology used by the Nicaraguan Institute of Agrarian Technology (INTI), the biodigester was loaded and 50% (of the liquid volume of the biodigester) of water and 50% (of the liquid cantidad were added. biodigester) of wastewater from the Wastewater Treatment Research Center (CITRAR) of the National University of Engineering. The objective is to compare the volume and quality of the biogas produced.

The highest volume production was obtained in Treatment EM 1 in comparison with Treatment C and Treatment EM 2. The maximum values in the results of the percentage of methane of the biogas produced were: For Treatment C, 58.4% of CH4; for EM Treatment 1, 62.3% CH4; for EM Treatment 2, 62% CH4.