Proyectos de Investigación Básica y Aplicada - Convocatoria 02
Frank Derly Valencia Valdivia; Brayan Juan Cari Montoya; Dayssi Choquecota Carpio; Anthony John Pizarro Medina; Maria Elena Sanchez Garcia; Jorge Alberto Iruri Perez
Objetivo
Desarrollar y validar reactores de estructuras mejoradas en plantas de digestión anaerobia para el sector industrial de Arequipa.
Resumen:
El proyecto busca probar 03 materiales: Ferrocemento, Material compuesto 01 (matriz polimérica con fibra de poliéster) y Material compuesto 02 (matriz de polímero natural con fibra vegetal.), para mejorar reactores utilizados en digestión anaerobia de residuos orgánicos. El sostenido desarrollo de la tecnología de digestión anaerobia en Perú, nos ha permitido posicionarnos como país líder en energía de biomasa en Latinoamérica. Sin embargo, la investigación se ha concentrado en temas biológicos (temperaturas, tipos de bacterias, etc.) y de proceso (filtrado de biogás, presurización, etc), y se ha desarrollado escasa investigación en mejorar los reactores desde el punto de vista mecánico estructural. Esto ha ocasionado que los reactores disponibles presenten problemas como alto costo, fallas de hermeticidad que destruyen el ambiente anaerobio y con él a las bacterias, fallas estructurales que ocasionan daños o destrucción de los reactores. El presente proyecto tiene una duración de 24 meses, y busca desarrollar conocimiento en el uso de 03 nuevos materiales para mejorar los reactores utilizados para plantas de biogás, plantas UASB y plantas de Digestión Anaeróbica Seca, para el sector industrial. Estos reactores permitirán reducir los costos de los reactores en al menos 30%, mantener la hermeticidad y resistir las cargas estructurales de trabajo.
Palabras clave
Reactores, digestión anaerobia, biogas, industria, UNSA, CIENCIACTIVA, CONCYTEC
Problema central
La digestión anaerobia de residuos orgánicos muestra un desarrollo creciente en nuestro país. A enero de 2016, se estima que se contaba con: 250 biodigestores para procesamiento de residuos orgánicos sólidos, 38 plantas UASB para tratamiento de aguas residuales orgánicas y 02 plantas de Digestión Anaeróbica Seca (tecnología reciente). Los estudios de estas plantas anaeróbicas se han concentrado principalmente en el aspecto biológico (concentración de sólidos, tiempo de residencia hidráulica, temperaturas, pH, etc.) y energético (productividad energética, filtrado de biogás, presurización de biogás), pero muy poca investigación se realiza en el aspecto estructural (nuevos materiales, nuevos diseños, etc.) Esto ha ocasionado que en la actualidad no se cuente con diseños mejorados de reactores anaerobios, ocasionando problemas de: a. Alto costo de los reactores, b. Fugas de biogás o de biofertilizantes por inadecuada estanqueidad de los reactores. c. Fallas estructurales de los reactores (deformaciones e incluso destrucción). La mala construcción y/o materiales inadecuados en reactores puede causar fugas después de un corto período de funcionamiento. Una vez rotos, los reactores no se pueden reparar fácilmente. Los materiales de construcción tradicionales son pesados, y el transporte es un gran problema para la construcción en áreas remotas. También la construcción puede tomar mucho tiempo, a menudo extendiéndose a varios meses El presente proyecto investigará en el empleo de 03 nuevos materiales, para mejorar los reactores anaerobios y así solucionar los problemas señalados líneas arriba.
Hipótesis planteada
El empleo de nuevos materiales permite desarrollar reactores de plantas de biogás de menor costo, herméticos y de mayor resistencia estructural que los reactores actuales.
Resultados esperados
02 artículos científicos con los resultados de la investigación en revistas indizadas.
02 ponencias en evento científico internacional y 01 nacional, para difundir los resultados del proyecto de investigacion
02 tesis de pregrado
02 profesionales con titulo de Ingeniero Civil
Impactos esperados
IMPACTOS ACADEMICO: El empleo de nuevos materiales para desarrollar reactores de plantas de biogás de menor costo, herméticos y de mayor resistencia estructural que los reactores actuales.
IMPACTOS SOCIALES
- Fortalecimiento de la difusión de la tecnología anaerobia para el procesamiento de residuos orgánicos. - Mejoramiento de la calidad de vida de mas de 01 millón de pobladores de la región Arequipa, a través del procesamiento mejorado de residuos orgánicos.
- Desarrollo de puestos de trabajo en plantas anaerobias de procesamiento.
IMPACTOS ECONOMICOS
- Reducción de los costos de procesamiento de residuos orgánicos industriales.
- Incremento de los ingresos de las industrias, por la producción de biogás y biofertilizantes.
IMPACTOS AMBIENTALES
- Reducción de la contaminación del agua, gracias al procesamiento anaerobio de residuos orgánicos. - Reducción de la contaminación del aire, gracias al procesamiento anaerobio de residuos orgánicos