Resumen

Este proyecto de investigación se centra en el estudio de una nueva alternativa de combustible limpio, su modo de cultivo y reproducción. El método que se utilizara corresponde a Guillard & Rhyter a.Soluciones Nutrientes; esto para el medio de cultivo en la spirulina. El método para la reproducción de biogás se llevara a cabo por medio de un prototipo casero que permita la reproducción y almacenaje del resultado final (biogás).

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Existe un abuso de combustibles fósiles (petróleo, gas natural, carbón) por lo que es el principal causante de las emisiones de gases de efecto invernadero, acelerando el calentamiento global

Antecedentes

MICROALGAS: Son llamadas microalgas a una gran cantidad de especies que constituyen el fitoplancton que abarca desde organismos autótrofos hasta micro flagelados y micro ciliados autótrofos.
Su posición taxonómica ha sido de gran polémica entre botánicos y zoólogos, como ejemplo podemos mencionar el grupo de los dinoflagelados, conocidos por unos como microalgas y por otros como protozoarios
Conocidas comúnmente como algas verde-azuladas por su color verde-azulado (a veces rojizo, pardo o negro) y también como Cianofitos. Se caracterizan por ser:
• Procariotas (sin núcleo verdadero)
• Autótrofos (fundamentalmente)
• constituidos por elementos idénticos aislados (unicelulares) o en cenobios filamentosos, planos o globulares
• viven en medios húmedos o acuáticos con una gran adaptabilidad
• Tamaño entre 1 µm hasta varios micrómetros
BIOGAS: Dentro de los diferentes tipos de energías procedentes de la biomasa, uno de los principales usos que encontramos en la producción de energía a partir de la biomasa es el denominado como biogás. El biogás también es un producto de la descomposición de la materia orgánica y consiste en un tipo de gas combustible
La biomasa incluye plantas de crecimiento rápido, restos de animales, madera y algas cultivadas, por citar solo algunos sencillos ejemplos.
Es decir que muchas veces son desechos, que en este caso podrían reutilizarse y reciclarse para generar energía, energía de biomasa. Cuando se descompone genera gases que pueden utilizarse como combustible, principalmente el gas metano. Por eso se le suele llamar biogás, porque procede de materiales orgánicos, no de las entrañas de la tierra.

BIOMASA: La biomasa es la utilización de la materia orgánica como fuente energética. Por su amplia definición, la biomasa abarca un amplio conjunto de materias orgánicas que se caracteriza por su heterogeneidad, tanto por su origen como por su naturaleza.

En el contexto energético, la biomasa puede considerarse como la materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía. Estos recursos biomásicos pueden agruparse de forma general en agrícolas y forestales. También se considera biomasa la materia orgánica de las aguas residuales y los lodos de depuradora, así como la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos (FORSU), y otros residuos derivados de las industrias.

La valoración de la biomasa puede hacerse a través de cuatro procesos básicos mediante los que puede transformarse en calor y electricidad: combustión, digestión anaerobia, gasificación y pirolisis.

¿PARA QUÉ SE PUEDE UTILIZAR EL BIOGÁS?

La producción de biogás por descomposición sin aire (descomposición anaeróbica) es un modo útil para tratar residuos biodegradables, dado que produce un combustible de valor (el metano), y genera un desperdicio que puede aplicarse como abono genérico o acondicionador de suelo.

Este tipo de gas puede ser utilizado igualmente para producir energía eléctrica mediante turbinas o plantas generadoras a gas, así como estufas, secadores, hornos, calderas u otros sistemas de combustión a gas. El metano puede comprimirse del mismo modo que el gas natural que utilizamos para calentarnos. Así puede utilizarse en los motores de los coches como el gas fósil.

Objetivo

Desarrollar una técnica de cultivo de microalgas para tener un aprovechamiento de las mismas y sus residuos (biomasa) para la obtención de biogás mediante digestión anaerobia
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Adquirir y cultivar microalgas con una resistencia ambiental

Justificación

A partir de la problemática surge la necesidad de incentivar energías renovables, dentro de estas energías renovables se encuentran los biocombustibles. Esto para encontrar una innovación de energías limpias y generar así una energía alterna.
Las algas realizan las mayores aportaciones de oxigeno
Participan con cerca del 50% de la fotosíntesis
Consumen elevadas cantidades de CO₂
La utilización de las microalgas para la producción de biocombustibles es un tema de gran actualidad científica, en el que residen muchas expectativas para la producción a gran escala de biocombustibles que supongan una alternativa real a los combustibles fósiles.
Se ha determinado la viabilidad económica para la conversión del biogás en electricidad.

Hipótesis

Si se logra obtener un adecuado cultivo de la microalga; entonces se logrará una producción de biogás eficiente

Método (materiales y procedimiento)

MATERIALES Y METODOS

Este trabajo se realizara en Hogares de Castera, lote 13, Tultitlan, Edo Mex en una habitación aislada a las demás, utilizando como recipientes materiales no tóxicos como las cajas de Petri, matraces Erlenmeyer, garrafas, tanque de gas pequeño, mangueras para gas , tubos,etc.

Para la producción del biogás se necesitara de un biodigestor que en este caso se realizara un biodigestor casero con un tanque pequeño que se va a acondicionar con una manguera o tubos que se conecten con el garrafón donde estará el cultivo de las microalgas con los nutrientes para tener como resultado una biomasa que va a entrar por un tubo hacia el biodigestor que va a contener materia orgánica; esto en condiciones anaeróbicas, que va a ser descompuesta por la biomasa de las microalgas para que se genere el biogás, posteriormente este biogás generado pasara por una manguera hacia otro tanque para poder recolectarlo y cuantificarlo para poder llevar a cabo el proyecto.

Para el cultivo de las microalgas:

Se proveerá el desarrollo de la especie de microalga cianobacterias donde se evaluaran las cepas adquiridas que se sometan a diversos ensayos para evaluar su resistencia ambiental, velocidad de crecimiento y la capacidad de obtener biogás.

Muchos factores contribuyen para el desarrollo óptimo de los cultivos de microalgas, algunos de éstos afectan las características del crecimiento.

Los requerimientos principales para el cultivo de microalgas son la penetración de la luz en el cultivo, la temperatura que dependiendo de las condiciones atmosféricas y de la microalga va de los 15°C -22°C, una salinidad de 0.37% aproximadamente y un PH de 7-9.

Una vez terminado este proceso el biogás producido en el biodigestor va a ser recolectado en un tanque de gas pequeño para llevar a cabo la cuantificación.

El desecho solido producido en el biodigestor se analizará para poder ocuparlo como un fertilizante.

Galería Método

Resultados

Debido a la complejidad y tiempo de reproducción de la (micro alga) que conlleva el proyecto, se ven afectados los resultados totales de la investigación.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

La reproducción del alga fue más lenta de lo que se esperaba ya que su gramaje original era escaso y difícil de mantener en reproducción, en cuanto a la experimentación y proceso del proyecto, se ve afectado por este último percance de la reproducción. Sin embargo, la experimentación es exitosa y se llega a término, comprobando que podemos reproducir gas limpio a partir de micro alga (spirulina).

Bibliografía

• Producción de biogás a partir de biomasa de la microalga scenedesmussp. Procedente de diferentes procesos. Tesis doctoral ramos Suarez 2014
• Microalgae to biofuels lifecycle assessment – multiple pathway evaluation. Algal research vol 5 pag 195-203
• Use of microalgae residues for biogas production. Chemical engineering journal , vol 242 pag 86-95
• Energía Alterna y Biocombustibles. Innovación e investigación para un desarrollo sustentable. Arturo Pérez Vázquez, Eliseo García Pérez. pp 53-65
• · https://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/bolarios/Doctorado/guiontebv.htmFecha de consulta: 15/junio/2015 5:37pm

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography