La energía solar, eólica, acuática, geotérmica y la biomasa son fuentes de producción de energía renovable. La producción de energía solar, eólica, acuática y geotérmica requiere equipos costosos. Incluso los modelos a menor escala de energía solar y eólica para una casa de tamaño mediano cuestan más de 1000 dólares estadounidenses. Los individuos no pueden pensar en la energía del agua y la energía geotérmica, ya que la infraestructura necesaria costará el cielo. También requieren un mantenimiento regular de partes móviles, baterías y otras cosas. La energía renovable a partir de biomasa es la forma más barata de todas las fuentes mencionadas anteriormente, que requieren una inversión inicial mínima y prácticamente ningún mantenimiento. Los combustibles de biomasa como la vegetación, residuos de cultivos, residuos de ganado, residuos de cocina y plantas acuáticas son abundantes en la naturaleza y también están disponibles fácilmente durante todo el año. Se puede construir un digestor de biomasa de tamaño mediano con aproximadamente 200 dólares estadounidenses.

Aquí, he experimentado con la producción de energía a partir de la digestión anaeróbica de las malezas.

tuvimos una muy buena temporada de lluvias este año en nuestra área y todos estamos felices. Las lluvias también ayudaron a las malezas a extenderse y crecer en una fase más rápida que cubre áreas abiertas. Lados del camino, huertos familiares y todo! Hay malas hierbas, malas hierbas, malas hierbas por todas partes …

Pocos de nuestros vecinos contrataron alguna ayuda para eliminar su parcela de tierra. Algunos los tiraron y pocos los amontonaron para hacer compost. Además, algunos agricultores utilizaron herbicidas / herbicidas químicos para destruir por completo todas las malezas de sus tierras agrícolas. Y yo, dejé todas esas malezas en el jardín de nuestra casa para hacer un experimento sobre cómo obtener energía de ellas.

Este instructivo está dirigido al hombre común con pasos sencillos de seguir que explican cómo podemos extraer energía de manera eficiente de todas las malezas no deseadas y utilizar los restos como compost.

Por favor sigue leyendo y ofrece tus comentarios y sugerencias.

Suministros:

Paso 1: ¿Cómo podemos extraer energía de las malas hierbas?

¿Cómo podemos extraer energía de las malas hierbas?

La energía de las malas hierbas se puede extraer mediante un proceso de digestión anaeróbica que descompone las malas hierbas y produce metano. El metano es un gas inodoro e incoloro y combustible en la naturaleza. Por lo tanto, se puede utilizar como energía para iluminación, cocina, calefacción, combustible para vehículos y para hacer funcionar generadores para producir electricidad.

Cómo funciona…

El proceso de biogás ocurre en tres simples pasos: hidrólisis, acidogénesis y metanogénesis. Diferentes grupos de bacterias son responsables de cada paso para convertir las malezas en energía.

Hidrólisis

Durante la hidrólisis, los polímeros de proteínas, carbohidratos y grasas presentes en las malezas se descomponen en pequeñas moléculas por diferentes bacterias especializadas. Producen una serie de enzimas específicas que aceleran la descomposición de las malezas. La lignina, un componente importante de la planta, no se puede descomponer en condiciones anaeróbicas. En el tejido vegetal, la celulosa y la hemicelulosa funcionan como material de soporte en las paredes celulares. Estos están muy empaquetados en lignina y, por lo tanto, son difíciles de eliminar para las bacterias. Entonces, al pulverizar ligeramente las malezas, facilitamos que las bacterias las descompongan.

Acidogénesis, también conocida como fermentación.

En la acidogénesis o el proceso de fermentación, las malas hierbas descompuestas se convierten en ácido acético, dióxido de carbono, hidrógeno y ácidos grasos volátiles.

Metanogénesis

El tercer y último paso de la producción de biogás lo realizan las bacterias metanogénicas, que se dividen en dos grupos. Un grupo convierte el ácido acético en metano y el otro a partir de dióxido de carbono e hidrógeno. La degradación del ácido acético es responsable de aproximadamente el 70% del metano producido, y el 30% restante proviene de dióxido de carbono e hidrógeno. Estos procesos están finamente equilibrados y la inhibición de uno también conducirá a la inhibición del otro.

Anteriormente, he publicado un instructivo sobre la construcción de un digestor de biogás anaeróbico de tamaño mediano utilizando solo una hoja de sierra y un cuchillo como herramientas, que puede ver en este enlace aquí:

http: //www.instructables.com/id/Constructing-a-Med …

Aquí, he usado el mismo digestor de biogás para hacer este experimento / estudio utilizando solo malezas como material de alimentación para producir biogás.

Comencé a alimentar el digestor de biogás con malezas pulverizadas desde la última semana de septiembre de 2014 y aún continúo con él. Mientras tanto, también he recopilado los datos de la cantidad de biogás que se puede producir y la cantidad de energía que se puede obtener de las malezas.

Los pasos posteriores explicarán lo sencillo que es extraer energía de las malezas.

Paso 2: recoger las malas hierbas

La capacidad del digestor en la planta de biogás que construí anteriormente es de 750 litros. Dejando unos 50 litros para el transporte gratuito, podemos considerar que la capacidad neta es de 700 litros. Considerando 30 a 35 días de tiempo de retención, puedo alimentar de 2.5 a 3.5 kilogramos de malezas por día en esta planta. Para mi experimento con las malezas, elijo alimentar aproximadamente 2.5 kilogramos de malezas recién recolectadas mezcladas con suficiente agua para llegar a aproximadamente 20 litros de material de alimentación diluido. La mezcla también tendrá un tiempo de retención de aproximadamente 35 días en el digestor. También obtendré unos 20 litros de purines compostados todos los días, que se pueden diluir y aplicar como compost a las plantas en el jardín.

He experimentado con todo tipo de malezas desde el huerto familiar y las áreas circundantes. Incluyen plantas herbáceas, enredaderas de malezas, hojas de árboles, hierba y todo lo que esté disponible en las cercanías. Debido a las lluvias, el suelo era muy suave y podía arrancar la mayoría de las malezas con raíces. Aproximadamente 4 kilogramos de estas malezas recién recolectadas darán 2.5 kilogramos de material de alimentación después de cortar las raíces y eliminar las partes leñosas. De lo contrario, simplemente puede recolectar los recortes de malezas sin las raíces y usarlos tal como son. También puede cobrar el requisito de tres a cuatro días por adelantado y mantenerlos por separado.

Paso 3: Eliminar las raíces y cortar las malas hierbas

En las imágenes de arriba, puedes ver que he eliminado las raíces y los tallos no deseados de la maleza. Luego, utilizando una cizalla de jardín, también he reducido la maleza a un tamaño manejable.

Para hacer una evaluación de la cantidad de maleza que produce un kilogramo, pesé aproximadamente un kilogramo de maleza cortada en una bolsa. La canasta roja en la imagen aquí contiene aproximadamente dos bolsas y media, es decir, 2.5 kilogramos de malezas picadas listas para ser pulverizadas.

Siento que no es necesario pesar las malezas una y otra vez todos los días, ya que la cesta llena de malezas picadas hará el requerimiento diario.

Paso 4: Pulverizar las malas hierbas picadas

He observado que la alimentación de las malezas picadas directamente en la planta no digirió completamente el material de alimentación. En un examen más detenido de la suspensión, pude encontrar algunas malas hierbas cortadas parcialmente digeridas drenadas con la suspensión. Por lo tanto, es mejor pulverizar las malezas antes de alimentar a la planta.

utilizando una jarra de metal de repuesto de un molinillo mezclador, las malezas se molieron con poca cantidad de agua en lotes pequeños.He reciclado el agua recolectada de la cocina que se usó para enjuagar el arroz y las lentejas y la usé para diluir. Las malezas pulverizadas se recolectaron en un cubo pequeño y se transfirieron a otro más grande cerca del digestor de biogás. También he reutilizado el agua utilizada para limpiar la jarra de metal después de su uso, para diluir las malezas pulverizadas.

Para pulverizar aproximadamente 2.5 kilogramos de malezas picadas en lotes pequeños, uso un mezclador / molinillo de 550 vatios. Toma menos de 10 lotes y aproximadamente de 15 a 20 segundos por lote. El tiempo total de funcionamiento utilizado es de 3 a 4 minutos por día, por lo que los cargos de electricidad llegan a menos de un dólar por mes.

Una advertencia aquí … No use agua clorada. Tampoco utilice agua jabonosa utilizada para limpiar los utensilios. Usamos agua de pozo en el hogar que no contiene cloro ni ningún otro producto químico.

Paso 5: Diluir con agua y alimentar el digestor de biogás

He utilizado una cubeta de 20 litros de capacidad para transferir y diluir las malezas pulverizadas cerca del punto de alimentación. Se agrega más agua hasta el borde del balde para hacer hasta 20 litros. La mezcla triturada diluida se alimenta luego al digestor de biogás a través de la tubería de alimentación. Este es un proceso repetitivo y debe realizarse todos los días para obtener una producción ininterrumpida de gas.

Puede haber algunas partículas de suelo recogidas junto con las malas hierbas. Estas partículas pueden depositarse en el fondo de la mezcla diluida. Por lo tanto, no vacíe la cubeta que contiene las malezas pulverizadas en el tubo de alimentación y deseche el depósito de tierra.

Paso 6: Un estudio sobre la producción de energía.

¿Cuánto gas se produce por día?

El cálculo de la energía producida de esta manera puede parecer no estar de acuerdo con los procedimientos seguidos por los científicos de forma controlada en los laboratorios. Pero no tengo ese tipo de instalaciones disponibles conmigo. Además, estoy usando este gas solo para cocinar, por lo que lo he comparado con el consumo normal de GLP en nuestra casa.

En términos de metros cúbicos.

Con 2.5 kilogramos de malezas pulverizadas, veamos cuánta capacidad cúbica de gas se produce:

Diámetro interior del soporte de gas = 80 centímetros (0,80 metros) (el radio es de 0,40 metros)

Aumento promedio en altura debido a la producción de gas = 45 centímetros (0.45 metros)

Contenido cúbico de gas producido: 3.1428 X (0.40 X 0.40) X 0.45 = 0.226 metros cúbicos.

La cantidad anterior también contiene impurezas como dióxido de carbono, nitrógeno y sulfuro de hidrógeno.

Gas licuado de petróleo (GLP) versus biogás

Otra prueba para averiguar la eficiencia real del biogás es compararla con el gas licuado de petróleo (GLP) que normalmente se usa en nuestro hogar.

En nuestra casa, un cilindro lleno de GLP que contiene casi 15 kilogramos de gas normalmente dura aproximadamente 30 días. Por lo tanto, nuestro consumo equivale a unos 500 gramos de GLP por día.

Como puede ver en las imágenes de arriba, he colocado ambos sistemas (uno que usa GLP y otro con biogás) uno al lado del otro. El 13 de octubre de 2014, instalamos un nuevo Cilindro de GLP y comenzamos a utilizar GLP y Biogás simultáneamente. El cilindro de GLP se vació completamente el 24 de noviembre de 2014 y se reemplazó por uno nuevo.

El cilindro de GLP, que normalmente dura solo 30 días, se ha utilizado durante 41 días junto con Biogas. A razón de 500 gramos de GLP por día, los 11 días adicionales X 500 gramos = 5500 gramos de GLP equivalente se han complementado con biogás.

Producción de biogás por día a partir de malezas equivalente a GLP = 5500 gramos / 41 días = 134.15 gramos

Por lo tanto, 0.226 metros cúbicos de biogás producido todos los días (mezclado con dióxido de carbono, nitrógeno y sulfuro de hidrógeno), nos dieron 134.15 gramos de valor calorífico equivalente de energía en comparación con el GLP.

Paso 7: Lodo de salida

Cada vez que el digestor de biogás se alimenta con malezas pulverizadas, se drena el mismo volumen de suspensión digerida a través del tubo de salida. Aquí también, he usado un cubo de 20 litros para recoger la lechada, que se puede usar como compost en el jardín.

Paso 8: PH de Slurry

He probado el pH de la suspensión de salida con la ayuda de tiras reactivas de pH. El pH se midió entre 7 y 8 en comparación con la tabla de prueba provista con el kit. La suspensión es ligeramente alcalina debido a la presencia de amoniaco producido por las malezas. Creo que esta lechada es adecuada como compost para el suelo rojo de nuestro jardín, que es un poco ácido por naturaleza.

Paso 9: Mantenimiento del sistema

El digestor anaeróbico necesita muy poco mantenimiento. Sin embargo, los siguientes pasos ayudarán en la producción ininterrumpida de gas.

El proceso anaeróbico genera calor y parte del vapor de agua también se mezcla con el biogás. Este vapor de agua se condensará y puede quedar atrapado en la tubería de gas. Para evitar esto, mantenga la válvula de salida cerrada en el tanque del depósito de gas después de usar el gas. Esto ayudará a que la mayor parte del agua condensada vuelva a caer en el tanque. Desconecte la tubería de gas una vez a la semana y drene el agua condensada de la tubería.

En segundo lugar, la suspensión en el tanque debe ser agitada para evitar la formación de corteza superficial. Hago esto después de cada alimentación utilizando un ariete ventilado a través de la tubería de alimentación.

Paso 10: Línea inferior

Me toma menos de una hora recolectar, limpiar, picar, pulverizar y alimentar las malezas en el digestor anaeróbico. Se requieren menos de 5 minutos de tiempo de trituración de la mezcla para pulverizar 2.5 kilogramos de malezas en lotes pequeños, lo que es más que compensado por el biogás de salida y la lechada digerida como compost.

Ventajas del sistema.

• Nuestro jardín de casa recibe una operación de deshierbe regular
• Las malezas se utilizan para extraer biocombustible.
• El lodo digerido se recicla como compost para las plantas.
• El biocombustible cumple con el 25% de nuestro requerimiento de gas para cocinar.
• No implica ningún costo de funcionamiento aparte de unos pocos minutos de electricidad para pulverizar las malezas
• También es ecológico.

Algunos hacer y no hacer

• Alimentar el digestor de biogás regularmente.
• No sobrealimentar. Guarda el exceso de maleza para mañana
• No recolecte malezas de áreas donde se usaron pesticidas / herbicidas
• No utilice agua clorada. Utilizamos agua de pozo para todas nuestras necesidades.
• Recicle el agua siempre que sea posible.
• No use agua jabonosa usada para limpiar utensilios de cocina.

Han pasado casi tres meses desde que comencé a usar las malezas para producir energía. El digestor de biogás se estabiliza y produce un suministro regular de gas, así como lodo compostado todos los días. Cada cuatro meses guardo un cilindro de GLP completo que se complementa con biogás, que es casi gratis. Como mi digestor de biogás puede soportar más carga, estoy planeando aumentar gradualmente la entrada de 2.5 kilogramos a aproximadamente 3.5 kilogramos.

Espero haber explicado todo en pasos simples fáciles de seguir aquí. Sus comentarios, sugerencias y comentarios son bienvenidos.

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