1

1

2

Gas

Carbón

Petróleo

Cambio climático generado por altas emisiones de CO2 a la atmosfera. (Bolívar, 2004)

Principales combustibles fósiles utilizados porel hombre

3

Considerada como una de lasopciones de energíarenovable que puedegarantizar la sostenibilidaddel desarrollo humano.

Mareas

SOLAR

EÓLICA

BIOMASA

Energías alternativas basadas en recursos naturales renovables y menos contaminantes

Materia orgánica que haya tenidosu origen inmediato en el procesobiológico de organismosrecientemente vivos.

Lede S. (s.f.)

FUENTE: moonmentum.com

Fuente de energía renovable

4

Biocombustibles producidos apartir de la biomasa.

Combustibles fósiles producidos a partir de materia orgánica acumulada

durante millones de años

(García y García, 2007)

www.muyensalud.com

5

www.construible.es

energiasrenovadas.comÁlvarez (2009).

Mezcla de gases

• Metano,• Dióxido de carbono• Trazas de sulfuro de

hidrógeno,• Dihidrógeno• Amoníaco www.ingenieros.es

• Metano 50 al 70 %

• Materia orgánica estabilizadadenominada bioabono.

6

(Bernal, Martínez y Jiménez, 2015).

(Weiland, 2010).

7

Factores para la producción de biogás

Sustrato Cultivos o desechos

abundantes

Inóculo Cultivos puros o mixtos

Principal productor a nivel mundial de nopal

8

Superficie cultivada de mas de 12 mil Ha.

Producción de mas de 800mil Ton. anuales

• Presenta alta eficiencia productiva de biomasa en condiciones restrictivas

de suelo y agua.

(Saravia, 2000)

(Méndez et al., 2010).

www.nopalexport.com

Pertenecen al género Opuntia y Nopalea, de la familia de las

Cactáceas.

125 géneros y 2,000 especies, de acuerdo al (INE).

CO

9

Opuntia ficus-indica especie cultivada de mayor importancia comercial

(Piña, 1977 y Granados, 1991; citados por Almaguer 2010).

Dirección Ejecutiva de Análisis Sectorial (2011)

10

Inóculos Estudio realizado por Resultados obtenidos

Estiércol de vaca (Uribe, Varnero y Benavides(1992)

Jigar et. al. (2011)

Se obtuvo arriba del 70 % demetano con mezcla 3:1 denopal y estiércol de bovino,a 30 °C.

Lodos activados (Obach y Lemus, 2009) 0,861 m3 kg-1 de sólidosvolátiles, con un 58.2 % demetano después de 83 díasde proceso continuo

www.muyinteresante.es

Se ha utilizado para generar biogás a partir dedesechos de naranja

11

El rumen tiene microorganismos y enzimasque degradan la materia orgánica.

(Ramírez Guerrero 2015).

www.dorivaltotal.com.br

12

El líquido ruminal tiene;

• Una concentración de DQO de54350 mg/l.

• 3973.1 mg/l de sólidos volátiles

V = 48 L

Fuente de contaminación aldisponerla en cuerpos de agua.

(Alrawi, 2011; citado por Laines y Sosa 2012)

(Owens y Goetsch, 1988

(Valencia et al. 2009)

Reducir las emisiones de CO2 a laatmosfera ocasionada por la utilización decombustibles fósiles

Aprovechamiento del nopal comofuente de energía

Aprovechamiento del líquido ruminal el cual esun desecho de los mataderos potencialmentecontamaninate.

13

Evaluar el uso de líquido ruminal como inóculo para la producción de biogás .

14

15o Caracterización de la producción de biogás a partir de nopalcon líquido ruminal (producción, productividad, rendimientoy % de metano).

o Análisis del efecto de la temperatura de conservación delinóculo sobre la producción de biogás.

15

El uso de líquido ruminal como inóculo para la producción de biogás, impactará favorablemente en la producción y productividad.

16

16

Obtención de los cladodios

Obtención de líquido ruminal

Materiales y métodos

17

Reducir la partícula

Medir el volumen a

utilizar

Colocar en botellas

serológicas

Incubar a 37°C a 150

rpm

70/30 LR + Cn

100 % LR

Metodología

Medición de biogás y metano

18

Método de desplazamiento

de agua

Reaccionar con solución de

hidróxido de sodio al 1N.

Tomar alícuota

.

Determinación de humedad, solidos volátiles y cenizas

% de humedad, sólidos volátiles y cenizas de la muestra

de nopal

%

Humedad 90.22

Cenizas 1.39

Sólidos volátiles 8.39

• % de Humedad (NMX-AA-016-1984)

• % de Solidos Volátiles (NMX-AA-016-1984)

• % de Cenizas (NMX-AA-018-1984),

Facción de materia orgánica que puede ser aprovechada para la producción de biogás

21

Producción de biogás y metano de ambos tratamientos

Tratamiento Producción de biogás

Producción de metano

LR + Cn 70:30(V/V)

158 mL 77.12 mL

LR 100 v 43 mL 28.57 mL

Diferencia 115 mL 48.55 mL

22

Parámetros de

comparación

Datos obtenidos Datos obtenidos por

Obach y Lemus

Producción de biogás 0.158 𝑚3 ---

% de metano 42 al 68 % de metano 58.2 %

Rendimiento 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛

𝑔𝑟 𝑆𝑆𝑉 0.052 𝑚3/kg SSV 0.861𝑚3/kg SSV

Productividad

𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜

𝑑𝑖𝑎

0.015 𝑚3/kg SSV día 0.010𝑚3 /kg SSV día

• Rendimiento obtenido en este trabajo es inferior al reportado por Obach et al.

• Porcentaje de metano es similar

• Productividad, es 50% mayor que lo obtenido en el trabajo de Obach et al.

Comparación entre los resultados obtenidos con los

resultados obtenidos en otros estudios.

23

LR fresco Vs LR conservado 3 días a distintas temperaturas

Fresco ■

T. amb. ♦

4°C ■

37°C ▲.

+ 50 % de Cn

Después de la conservación a dicha temperatura

LR (3 días a 4 °C) X

LR (21 días a 4 °C) ♦.

24

+ 50 % de Cn

Después del tiempo de conservación a dicha temperatura

25

Tratamiento Producción de biogás

Producción de metano

% de metano Rendimiento 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛

𝑔𝑟 𝑆𝑆𝑉

Productividad 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜

𝑑𝑖𝑎

LR (fresco) + Cn0.465 𝑚3 0.207 𝑚3 42 – 61% 0.049 𝑚3/kg SSV 0.036 𝑚3/kg SSV

día

LR (a T amb. por 3 d) + Cn 0.367 𝑚3

0.177 𝑚3 42-65% 0.042 𝑚3/kg SSV 0.038 𝑚3/kg SSV día

LR (a 4 °C por 3 d) + Cn

0.406 𝑚3 0.205 𝑚3 44-64% 0.049 𝑚3/kg SSV 0.045 𝑚3/kg SSV día

LR (a 37°C por 3 d) + Cn

0.103 𝑚3 0.061 𝑚3 49-52% 0.015 𝑚3/kg SSV 0.037 𝑚3/kg SSV día

LR (a T. amb. Por 21 d) + Cn

0.350 𝑚3 0.216 𝑚3 49-65% 0.051 𝑚3/kg SSV 0.046 𝑚3/kg SSV día

LR (a 4 °C. Por 21 d) + Cn

0.345 𝑚3 0.218 𝑚3 44-65% 0.052 𝑚3/kg SSV 0.047 𝑚3/kg SSV día

Características de la producción de biogás a partir del nopal Opuntia ficus-indica utilizando el líquido ruminal como inóculo conservado a diferentes

temperaturas y por diferentes lapsos de tiempo

La producción de biogás a partir de la biomasa del nopal Opuntia ficus-indica utilizando líquido ruminal como inóculo es factible.

Se obtiene un biogás de buena calidad, ya que se obtiene concentraciones mayores al 50%.

El líquido ruminal se puede conservar a diferentes temperaturas con efectos positivos en la producción de metano

26

Conclusiones

El líquido ruminal se puede conservar al menos 21 días a 4 °C, teniendo un efecto positivo en la producción de metano

La mejor temperatura de conservación fue a 4°C debido a que se obtuvieron cantidades de metano similares o incluso superiores a cuando se utilizo LR en estado fresco

27

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28

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29

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Producción de biogás después de incubar a diferentes temperaturas

30

Muestras de c/u de los ensayos anteriores

Cada una de las muestras fue

llevada a diferentes temperaturas

Cn+ LR (30/70 V/V)

Incubar a 37°C a 150 rpm

Liquido ruminal 100 %

30 días

Medir producción de biogás y de metano

Se agrego nopal a c/u de las muestras

Con una relación 50:50 V/V

• Temperatura ambiente• Refrigeración (4°C)

• Incubación (37°C)

31

T.amb ♦

4°C ■

37°C ▲.

50% Cn + 50% mezcla (LR + Cn)

Muestras que previamente estuvieron en contacto con nopal

T. amb. x

4°C ◙

37°C ●.

50% Cn + 50% LR

Muestras que no estuvieron en contacto previo con nopal

32

LR (3 días a T.amb.) ▲

LR (21 días a T. amb.) ■.

33

Efecto del tiempo de conservación en la producción de biogás

+ 50 % de Cn

Después del tiempo de conservación a dicha temperatura