Modelamiento de los procesos de biodegradación energética para aprovechamiento de basura como generador de energía eléctrica: validación mediante un prototipo

Abstract

El proyecto que se presenta a continuación describe la factibilidad de generación eléctrica para la ciudad de Quito utilizando las 1297 toneladas generadas diariamente de basura que contienen un considerable porcentaje de desechos orgánicos aprovechables. El proyecto de llegar a implantarse generaría 34 MW de electricidad que podría suplir una fracción de la demanda de la capital. Las energías renovables, presentan, buenas posibilidades de solucionar problemas de generación eléctrica, aprovechando los recursos existentes y usando tecnologías adecuadas. Este es el caso del Ecuador, actualmente deficitario en electricidad, país que puede aprovechar los desechos urbanos (basura) para producir gas combustible (metano) y generar electricidad, mediante su combustión en una turbina de gas. En el presente estudio, en primer lugar se realizó el modelamiento biológico que permite representar el proceso de biodegración en función del tiempo. De los datos obtenidos en la modelación se logró determinar el período óptimo de retención. La biodegradación de la basura orgánica aprovechable, mediante un proceso de fermentación, genera biogás como materia prima para la generación eléctrica. Posteriormente, el modelamiento energético (turbinas ciclo Brayton), permite determinar la potencia eléctrica de la planta en su conjunto, con lo que se confirma la posibilidad de generación eléctrica a partir de la basura orgánica. Se construyó un prototipo, y mediante la biodegradación de la basura orgánica se obtuvo biogás, este gas fue utilizado posteriormente como materia prima para la generación de trabajo útil, en un motor de combustión de dos tiempos, al cual se adaptó a un sistema de gasificación para la inyección del gas metano, en la cámara de combustión, a fin de obtener trabajo mecánico útil. El trabajo mecánico luego fue convertido a electricidad, usando un dínamo y registrado en un multímetro.