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Curso de Formación Especializada en Biogás para Profesionales

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Módulo 3

Presentado por: EBP Autor: Mario Ávila Grothusen y ([email protected])

Pablo Bahamonde Burgoses ([email protected])

Control de calidad y contenidos: Cristián de la Cerda (EBP) Andrea Moraga (Consultor EBP) Karin von Osten (SEC) Ignacio Sánchez (Ministerio de Energía) Website: www.biogasenergia.cl

Curso de Formación Especializada En Biogás para Profesionales

MÓDULO 3

Operación y Mantención de

Plantas Pequeñas


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Módulo 3

Contenido 3 Operación y Mantención de Plantas Pequeñas ................................................................. 5

3.1 Introducción ........................................................................................................................ 5

3.2 Plan de Operación ............................................................................................................. 11

3.2.1 Manual de Operaciones: ............................................................................................................... 11

3.2.2 Operación Reactor Tipo Laguna Cubierta .................................................................................... 11

3.2.2.1 Operación .................................................................................................................................. 12

3.2.2.2 Limpieza de patios (calidad de Sustrato) ................................................................................. 12

3.2.2.3 Limpieza de decantadores ....................................................................................................... 12

3.2.2.4 Revisión de cámaras de registro .............................................................................................. 12

3.2.2.5 Revisión visual de anclaje y geomembrana ............................................................................. 13

3.2.2.6 Revisión de válvula de sobre presión y trampas de agua. ...................................................... 13

3.2.2.7 Caldera y Grupos electrógenos ................................................................................................ 14

3.3 Inspección y Mantenimiento ............................................................................................. 16

3.3.1 Decantadores ................................................................................................................................ 16

3.3.2 Cámaras y Tuberías ....................................................................................................................... 17

3.3.3 Geomembrana .............................................................................................................................. 18

3.3.4 Biodigestor ..................................................................................................................................... 19

3.3.5 Caldera biogás ............................................................................................................................... 19

3.3.6 Equipo Electrógeno ....................................................................................................................... 20

3.4 Fallas Asociadas a la operación .......................................................................................... 21

3.4.1 Obstrucción en cámaras de registro o decantadores ................................................................. 21

3.4.2 Bomba en estanque obstruida ..................................................................................................... 21

3.4.3 Biodigestor sin biogás ................................................................................................................... 21

3.4.4 Grupo electrógeno enciende ........................................................................................................ 22

3.4.5 Caldera no calienta el agua ........................................................................................................... 22

3.4.6 Roturas en geomembrana superior cerca de los anclajes .......................................................... 22

3.5 Plan de Capacitación .......................................................................................................... 23

3.5.1 Capacitación: ................................................................................................................................. 23

3.6 Seguridad y Prevención ..................................................................................................... 23

3.6.1 Protocolos de emergencia de una planta .................................................................................... 23

3.6.1.1 Zonas Explosivas ....................................................................................................................... 23

3.6.1.2 Medidas de Seguridad Red de biogás: .................................................................................... 24

3.6.1.3 Seguridad laboral e Implementos de seguridad ..................................................................... 25

3.6.1.4 Seguridad de equipos (línea de biogás, válvulas de sobrepresión) ....................................... 25


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Módulo 3

Figuras Figura 3-1: Proceso de excavación y nivelación .................................................................................. 5

Figura 3-2: Construcción Decantador de hormigón ............................................................................ 6

Figura 3-3: Instalación de tuberías en Decantador y Biodigestor ....................................................... 6

Figura 3-4: Impermeabilización de pozo purinero .............................................................................. 7

Figura 3-5: Construcción dos tipos diferentes de muro perimetral .................................................... 7

Figura 3-6: Instalación techumbre en biodigestor .............................................................................. 8

Figura 3-7: Instalación Geomembrana superior ................................................................................. 8

Figura 3-8: Instalación Filtrado de biogás ........................................................................................... 9

Figura 3-9: Ejemplo de trampa de agua simple .................................................................................. 9

Figura 3-10: Caldera a biogás ............................................................................................................ 10

Figura 3-11: Grupo Electrógeno 31kVA adaptado a biogás y Grupo 10kW importado .................... 10

Figura 3-12: Decantadores de hormigón .......................................................................................... 12

Figura 3-13: Ejemplo de cámaras de registro entre decantadores ................................................... 13

Figura 3-14: Revisión anclaje y geomembrana y vista de geomembrana superior (cubierta). ........ 13

Figura 3-15: Válvula de presión y trampas de agua .......................................................................... 14

Figura 3-16: Caldera y quemador ...................................................................................................... 14

Figura 3-17: Grupo electrógeno ........................................................................................................ 15

Figura 3-18: grupo electrógeno ......................................................................................................... 15

Figura 3-19: Decantador de en Sistema de biodigestión. ................................................................. 17

Figura 3-20: Cámara de registro. ....................................................................................................... 17

Figura 3-21: Geomembrana. ............................................................................................................. 18

Figura 3-22: Limpieza y repintado de anclajes. ................................................................................. 18

Figura 3-23: Limpieza de Biodigestor. ............................................................................................... 19

Figura 3-24: Quemador a biogás en Caldera 200 litros. .................................................................... 20

Figura 3-25: Válvula de sobrepresión o alivio ................................................................................... 24


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Módulo 3

3 Operación y Mantención de Plantas Pequeñas

3.1 Introducción

A modo de introducción se presenta la habilitación y construcción de una planta pequeña de biogás,

con el fin de reforzar lo identificado y aprendido en el capítulo de Diseño de plantas pequeñas. En

general los materiales y la construcción dependen y varían según el tamaño de la planta, pero en

términos generales, todas las instalaciones requieren:

Movimientos de tierra y Excavaciones:

Comienzo de las labores de limpieza, nivelación, extracción de tierras y terrenos rocosos para la construcción del Sistema Predial de Biodigestión (SPB), y nivelado para que los purines puedan canalizarse fácilmente.

Figura 3-1: Proceso de excavación y nivelación

Fuente Biotecsur.

Construcción Decantador:

Construcción de uno o más decantadores de acuerdo a las dimensiones requeridas, incorporando una entrada y salida de tuberías considerando la altura apropiada para que éste cumpla con la función de capturar los sólidos y lodos que no deben ingresar al biodigestor. Para plantas de pequeña escala, los decantadores de paredes solidas con entrada para tractor y salida por desnivel han dado resultados satisfactorios en los sistemas implementados1. Como alternativas, los sistemas de filtro por tobogán o filtro de malla logran separar rápidamente las fases sólida y líquida, pero con baja eficiencia. Paralelamente, los filtros o tamices como parte de la estructura de hormigón, donde las paredes están formadas por pilares separados por unos centímetros, logran separar las fases pero, una vez colmatados, requieren de la extracción de los sólidos de forma manual (pala y tractor).

1 Según experiencia de la empresa Biotecsur SpA.


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Módulo 3

Figura 3-2: Construcción Decantador de hormigón

Fuente Biotecsur.

Construcción Red de tuberías y Cámara de registro:

Permiten canalizar los purines para mantener el biodigestor y acopio con los niveles de líquido necesario para el proceso de fermentación según el tiempo determinado. Según la distancia, se incorporan cámaras de registro, las cuales facilitan la inspección del sistema, permitiendo así evitar la obstrucción de las tuberías.

Figura 3-3: Instalación de tuberías en Decantador y Biodigestor

Fuente Biotecsur.

Impermeabilización:

La impermeabilización de los estanques donde se ubica el biodigestor y el acopio es sumamente importante, evitando el escurrimiento de los purines en tratamiento (biodigestor) y post tratamiento (acopio) hacia napas o afluentes. Con ello se evita el riesgo de contaminación y permite cumplir con los requerimientos del sistema anaeróbico para que el proceso dentro del biodigestor se realice adecuadamente.


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Módulo 3

Figura 3-4: Impermeabilización de pozo purinero

Fuente Biotecsur.

Muro perimetral y sistema de anclajes

Presenta las principales ventajas:

Forma y resistencia en el anclaje de la geomembrana superior al muro

Hermeticidad requerido en el sistema anaeróbico

Mantener un fácil acceso dentro del biodigestor en caso de alguna mantención o falla que ocasione la eventual apertura del biodigestor.

Figura 3-5: Construcción dos tipos diferentes de muro perimetral

Fuente Biotecsur

Construcción techumbre:

Corresponde a una alternativa complementaria en el diseño del biodigestor, manteniendo la geomembrana sobre el nivel del líquido y soportando su peso antes de que el biodigestor comience a producir biogás. Su incorporación permite la incorporación de agitadores con paletas sin riesgo de roturas de la geomembrana superior.


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Módulo 3

Figura 3-6: Instalación techumbre en biodigestor

Fuente Biotecsur

Geomembrana superior:

En pequeña escala, la geomembrana superior comúnmente utilizada corresponde a EPDM (Etileno Propileno Dieno tipo M) debido a su capacidad de expansión por sobre el 400% de su tamaño. Su vida útil expuesta al sol es de 15 años2. Sin embargo, es posible emplear geomembranas de PVC y HDPE, siempre y cuando se utilicen equipos alternativos para generar presión de salida al biogás.

Figura 3-7: Instalación Geomembrana superior

Fuente Biotecsur

Red de biogás:

Circuito de circulación del biogás producido. Debe ser resistente a la corrosión, contar con una pendiente negativa para atrapar el agua condensada del biogás y además debe incluir filtros para retener el ácido sulfhídrico (H2S).

Filtros

Retienen las partículas no deseadas presentes en el biogás, incluyendo el ácido sulfhídrico (H2S) y trazas de otros compuestos no deseados presentes en menores concentraciones. Su aplicación es necesaria para la utilización del biogás en otros equipos, tales como grupos electrógenos. Como material filtrante, se utiliza comúnmente viruta de fierro o carbón activado.

2 Según datos del fabricante


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Módulo 3

Figura 3-8: Instalación Filtrado de biogás

Fuente Biotecsur.

Trampa de agua

Cumplen la función de atrapar el agua condensada del biogás generado, evitando obstrucciones en las redes. Deben ser instaladas en cada punto donde las tuberías presentan un punto bajo en la pendiente.

Figura 3-9: Ejemplo de trampa de agua simple

Fuente Biotecsur


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Módulo 3

Caldera de biogás:

Equipo de generación de agua caliente a la temperatura requerida mediante la combustión del biogás generado.

Figura 3-10: Caldera a biogás

Fuente Biotecsur.

Grupo electrógeno de biogás

Corresponde a la unión entre un motor de combustión interna y un alternador o generador. El movimiento producido por la combustión en el motor acciona el generador, produciendo energía eléctrica. Los sectores como la ganadería y agricultura demandan cada vez más este tipo de generadores, debido a que las redes eléctricas en zonas rurales presentan, en general, una baja confiabilidad. Los residuos agrícolas y ganaderos como el purín son una fuente ininterrumpida de energía capaz de suministrar energía eléctrica a los predios. Se encuentran disponibles en rango de potencia de entre 2 y 1.456 kW, para 50 y 60 Hz.

Figura 3-11: Grupo Electrógeno 31kVA adaptado a biogás y Grupo 10kW importado Fuente Biotecsur.


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Módulo 3

Puesta en Marcha:

Una vez finalizada la construcción, se da inicio a la entrada de purín al biodigestor. Durante este proceso se debe inspeccionar el funcionamiento general del sistema (decantadores, cámaras de inspección, etc.) y, en el caso de que se entre todo funcionando de manera adecuada, se procede a sellar el biodigestor, dando inicio a la producción y acumulación de biogás.

3.2 Plan de Operación

3.2.1 Manual de Operaciones:

Toda planta debe contar con un manual de operaciones que detalle la operación, mantención y

medidas de seguridad de cada componente. El manual de operaciones entrega al operador los

aspectos técnicos y de seguridad que debe considerar al momento de operar la planta, para llevar

a cabo una operación correcta. Este manual debe contemplar aspectos como:

Especificaciones técnicas de los equipos principales nivel operario

Instrucciones de operación básicas (on/off, paradas de emergencia, etc.)

Indicaciones de mantenimiento y limpieza de la planta.

Además para plantas pequeñas se recomienda tener una bitácora en la instalación, donde se debería registrar algunos parámetros y resultados de inspecciones, como los que se mencionan a continuación:

Numeral del contador Volumétrico BIOGAS:

Presión del manómetro:

Nivel en metros del estanque de acopio. ( ver regla)

Revisar entradas y salidas del Biodigestor (verificar estado)

Revisar trampas de agua en línea sw BIOGAS (verificar estado, indicar si pesenta nivel de

agua)

Revisar geomembrana Superior (inspección visual, comentar situaciones anómalas, si se

realiza reparación se debe registarr)

Revisar Línea Biogás (inspección visual, comentar situaciones anómalas)

Revisar Caldera (inspección visual, comentar situaciones anómalas, registrar si se realiza

limpieza y/o reparación

3.2.2 Operación Reactor Tipo Laguna Cubierta

Para residuos orgánicos muy diluidos (< 6% de solidos) que trabajen solo con la fase liquida,

debiendo separar los sólidos antes de ingresar al biodigestor. De esta forma, se evita la formación

de costras y se disminuyen los costos de inversión inicial y operación. Presentan menor eficiencia y

está sujeta a los cambios de temperatura estacional. La disminución de producción asociado a la

disminución de temperaturas se corrige aumentando los Tiempos de Retención Hidráulica (TRH).


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Módulo 3

3.2.2.1 Operación

Requiere únicamente la realización de limpieza del sistema de separación de sólidos una vez

colmado que, dependiendo del sistema, debe ser realizada cada 1 a 3 meses. Este procedimiento

toma entre 1 a 2 horas.

Figura 3-12: Decantadores de hormigón

3.2.2.2 Limpieza de patios (calidad de Sustrato)

Para el buen funcionamiento de un biodigestor, es fundamental mantener una buena alimentación.

Para ello, se debe tener cuidado en la limpieza de los patios donde se encuentran los purines,

agregando una misma cantidad de agua cada vez que se realiza la limpieza, y dejando la compuerta

de aguas lluvia en posición cerrada después de realizar la limpieza, especialmente en días de lluvia.

Se debe evitar el ingreso de detergentes y químicos que puedan afectar o inhibir la digestión.

3.2.2.3 Limpieza de decantadores

Para evitar obstrucciones de las salidas de los decantadores o equipos de separación de sólidos, se

debe revisar diariamente cada cámara de salida de cada decantador, inspeccionando visualmente

el nivel superior de cada decantador. En caso de estar saturado de sólidos, se debe realizar la

limpieza con una pala y tractor. Generalmente esta operación debe ser realizada cada dos meses.

3.2.2.4 Revisión de cámaras de registro

Las cámaras de registro se encuentran a la salida de los decantadores y a la salida del biodigestor

además de en las secciones de tubería que presentan un cambio brusco de dirección. Su función es

evitar obstrucciones y facilitar la revisión y limpieza. Se deben revisar diariamente.


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Módulo 3

Figura 3-13: Ejemplo de cámaras de registro entre decantadores Fuente Biotecsur.

3.2.2.5 Revisión visual de anclaje y geomembrana

Es importante realizar una inspección visual diaria del contorno del sistema de anclaje de la

geomembrana superior y limpiar los excesos de hojas, tierra u otros que pueda acumularse con el

fin de evitar posibles roturas de la geomembrana. También se recomienda mantener limpio el

contorno realizando un barrido manual. Estas inspecciones tienen por objetivo detectar posibles

roturas de la Geomembrana superior.

Figura 3-14: Revisión anclaje y geomembrana y vista de geomembrana superior (cubierta). Fuente Biotecsur.

3.2.2.6 Revisión de válvula de sobre presión y trampas de agua.

Es fundamental mantener una revisión diaria del estado de las trampas de agua y de válvulas de sobre presión. Generalmente, estas son un solo equipo que cumple ambas funciones. En caso de detectar que el nivel de agua dentro de la trampa o dentro de la válvula de sobrepresión este bajo, se debe rellenar inmediatamente hasta su nivel de operación.


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Módulo 3

Figura 3-15: Válvula de presión y trampas de agua Fuente Biotecsur.

3.2.2.7 Caldera y Grupos electrógenos

Caldera: Para operar la caldera, dependiendo del sistema instalado se debe corroborar:

Verificar que el contenido de metano (CH4) superior al 50%

Verificar que el interior de la caldera donde se combustiona el biogás no presente hollín ya

que este ofrece una barrera térmica entre la combustión y el agua, bajando así la eficiencia

de la caldera

Corroborar la presencia de biogás suficiente para hacer funcionar la caldera. Un biodigestor

con poco biogás no tendrá presión suficiente para hacer funcionar la caldera.

Generalmente, el encendido se realiza manualmente similar a encender una estufa común.

Encender un fosforo o trozo de cartón

Abrir poco a poco la válvula de paso para biogás

Encender el quemador

Una vez encendida, se debe verificar la calidad de la llama. Una llama en correcta

combustión presenta colores azules. Los colores amarillos o naranjos indican combustión

deficiente, poco oxígeno en la mezcla, por ende partículas que no se están combustionando.

Figura 3-16: Caldera y quemador Fuente Biotecsur.


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Módulo 3

Grupo Electrógeno

Verificar que el contenido de metano (CH4) superior al 50%

Encender el soplador de biogás.

Si el grupo electrógeno es de encendido manual:

Abrir lentamente la válvula de paso de biogás hasta que arranque.

Dar paso de biogás hasta apertura de trabajo.

Verificar temperatura, carga de batería y presión de aceite.

Figura 3-17: Grupo electrógeno Fuente Biotecsur.

Si el grupo electrógeno es de encendido manual:

Verificar parámetros en el módulo de control y dar arranque

Verificar parámetros de control

Realizar mantenciones correspondientes.

Figura 3-18: grupo electrógeno Fuente Biotecsur.


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Módulo 3

3.3 Inspección y Mantenimiento

Un correcto mantenimiento es crucial para el adecuado funcionamiento del Sistema Predial de

Biodigestión (SPB) en el corto, mediano y largo plazo, por lo cual es importante conocer los planos

de la planta de los principales componentes de la planta:

Decantador

Biodigestor

Estanque de acopio

Red de tuberías de biogás

Tuberías de entrada y salida de purines

Sistemas de Agitación

Unidad de generación energética con biogás.

El plan de mantenimiento es un itemizado de las actividades que se deben realizar de acuerdo a los

tiempos establecidos para evitar que los equipos y sistemas instalados fallen, provocando

detenciones prolongadas de la planta.

Para esto, se debe respetar las indicaciones que se manifiestan en el Plan de Mantención (PM). En

el caso de los biodigestores tipo laguna, el nivel de mantención es bajo y requiere mayormente la

realización de revisiones periódicas para evitar obstrucciones en tuberías o la formación de fugas

(orificios) en las geomembranas que contienen el biogás, además de limpieza de las cámaras y

decantadores.

3.3.1 Decantadores

Se debe inspeccionar y retirar objetos indeseados como ramas, fierros, alambres, plásticos, guantes,

jeringas, etc. de forma simultánea con el lavado de los patios, evitando el riesgo que alguno de estos

elementos pueda pasar por las tuberías que están conectadas con el biodigestor. Los sólidos

capturados en el decantador, deben ser retirados por un tractor con pala mecánica, para luego ser

acopiados para su compostaje posterior aplicación en la pradera.

La frecuencia de la limpieza de un decantador depende de la producción total de purines, horas

estabulación y del tipo y forma de alimentación. Esto último es muy importante, ya que si se les da

alimento en los patios, los animales generalmente botan alimento, el cual termina mezclado con los

purines en los decantadores, obligando a una limpieza con mayor frecuencia. En promedio, los

decantadores se deben limpiar con una frecuencia mínima de 1 mes para sistemas con alimentación

en los patios y máxima de 3 meses para sistemas que solo reúnen purines (sin alimentación o cama

caliente)3.

3 De acuerdo a la experiencia de Biotecsur


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Módulo 3

Figura 3-19: Decantador de en Sistema de biodigestión.

Fuente Biotecsur

3.3.2 Cámaras y Tuberías

La limpieza de cámaras y tuberías se debe realizar una o dos veces por mes, mientras que su revisión

debe ser diaria. La grasa y la sedimentación se adhieren en las paredes internas de las tuberías y

paredes de las tuberías y en el fondo de las cámaras. Se recomienda realizar procedimientos de

limpieza con agua a presión. Complementariamente, pueden introducir guías metálicas o plásticas

que raspan internamente las paredes de la tubería soltando así las costras internas.

Figura 3-20: Cámara de registro.

Fuente: Biotecsur


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Módulo 3

3.3.3 Geomembrana

Se deberán realizar inspecciones diarias en todo el contorno de la geomembrana para detectar

fugas, rasgaduras o cualquier otro daño que se pueda provocar por el ingreso de animales, caída de

ramas, entre otros.

Se deberá eliminar el agua acumulada sobre la cubierta después de los días de intensa lluvia. En el

caso de acumulación excesiva, se debe retirar el agua con una bomba pequeña o un balde.

Se debe inspeccionar visualmente que no se produzca acumulación de hojas, ganchos o elementos

que, arrojados por el viento, se depositan sobre la geomembrana, esquinas del biodigestor o bordes

de las pletinas de anclaje, las cuales pueden provocar roturas.

Se debe evitar subir sobre la geomembrana con zapatos o botas sin revisar que no estén libres de

piedras o elementos que puedan dañarla.

Figura 3-21: Geomembrana.

Fuente: Biotecsur

Además de la tarea de limpieza, se debe mantener pintada con anticorrosivo las partes metálicas.

Figura 3-22: Limpieza y repintado de anclajes.

Fuente Biotecsur.


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Módulo 3

3.3.4 Biodigestor

La limpieza general del biodigestor, se deberá hacer cada 3 a 8 años, dependiendo del estado

interno, con el fin de extraer todos los lodos acumulados al fondo y la fibra en la parte superior del

biodigestor. Para realizar esta limpieza, se debe retirar la geomembrana superior y limpiar con una

motobomba los sólidos y líquidos acumulados. La limpieza manual de la geomembrana se debe

realizar cuidadosamente, evitando dañar la geomembrana inferior. Para ello, se recomienda retirar

con una pala manual la costra o material acumulado sin tocar la geomembrana y luego desprender

el resto mediante el uso de escobillones y agua, para finalmente extraerlo con la motobomba.

Figura 3-23: Limpieza de Biodigestor.

Fuente Biotecsur

3.3.5 Caldera biogás

Inspección diaria del color de la llama (debe estar con color azul. Si presenta colores rojizos,

indica que falta oxígeno en la mezcla, lo que provoca partículas sin combustionar)

Inspección diaria del funcionamiento interior y exterior.

Revisión mensual para evitar la acumulación de hollín (una combustión incompleta genera

mayores tasas de acumulación de hollín)

Seguir indicaciones de mantención del proveedor.

Para limpiar la caldera, se debe retirar el quemador y abrir la tapa superior para luego golpear con

algún elemento flexible con una esponja de viruta en su extremo. Una vez realizada esta operación,

volver a instalar los elementos retirados y chequear funcionamiento.


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Módulo 3

Figura 3-24: Quemador a biogás en Caldera 200 litros.

Fuente: Biotecsur

3.3.6 Equipo Electrógeno

La operación y mantención del grupo electrógeno viene dado principalmente por la marca,

tecnología y calidad del equipo. El proveedor, al momento de la compra, entregará la ficha técnica,

manual de instalación y mantención del equipo. Existen equipos que incorporan un sistema de

limpieza de aceite, permitiendo mantener en funcionamiento continuo el equipo durante todo un

año. Un equipo más económico requiere revisiones y mantenciones más frecuentes, disminuyendo

su disponibilidad.

El filtrado del biogás (filtro de ácido sulfhídrico - H2S) es fundamental para mantener las bujías y, el equipo en general, en buen estado. Un filtro en malas condiciones puede provocar la detención mensual del grupo solo para realizar operaciones de limpieza. Los filtros se deben cambiar anualmente, el cual se verifica con mediciones anuales de filtrado de

H2S.

Ficha de Mantenimiento y actividades

ITEM Actividad Frecuencia

1 Inspección visual de geomembranas Diaria

2 Revisión de las cámaras de registro Diaria

3 Limpieza decantador Semanal

4 Revisión válvula de alivio Diaria

5 Mantención bomba decantador Anual

6 Mantención cámaras de drenajes Semanal

7 Registro de caudal (m3) de biogás Diario


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Módulo 3

3.4 Fallas Asociadas a la operación

3.4.1 Obstrucción en cámaras de registro o decantadores

Posibles causas: Decantadores colapsados de fibra y arena, entrada obstruida con palos u objetos

plásticos. Cámara sin su tapa puesta.

Implicación: Desborde de sustrato desde los decantadores, desborde de sustrato desde las cámaras,

no ingreso de sustrato al biodigestor, baja producción de biogás, pérdida de biofertilizante, mal olor

alrededor de los decantadores y cámaras.

Detección: Visual - Al abrir las tapas de cámaras, al detectar sobrenivel en los decantadores y

desborde de sustrato.

Prevención: Realizar limpieza de decantadores con una frecuencia mínima de un mes o cuando

presente una costra dura y fondo con presencia de arena de al menos 40 cm. Realizar limpieza de

cámaras frecuentemente, retirando el exceso de arena, piedras y paja acumulada.

Solución: Retirar el exceso de arena, piedras o paja con una pala manual. En caso de que la tubería

se encuentre obstruida, utilizar una manguera planza de 1,5” de diámetro para ablandar y soltar las

posibles sedimentaciones.

3.4.2 Bomba en estanque obstruida

Posibles causas: Exceso de fibra, ingreso de palos, pitas, alambres, plásticos, entre otros.

Implicación: Rebalse del estanque, escurrimiento de sustrato o digestato, detención del ingreso de

sustrato o retiro del digestato.

Detección: Advertencia térmica de bomba encendida, bomba trabada.

Prevención: Realizar capacitación al personal de limpieza de patios, realizar limpieza de cámaras y

decantadores.

Solución: Apagar switch de bomba y automático, retirar bomba y realizar limpieza. Reinstalar.

3.4.3 Biodigestor sin biogás

Posibles causas: 1. Válvula de sobrepresión o alivio en mal estado, con falta de agua (en caso de ser

por sello hidráulico); 2. Rotura en geomembrana superior o gasómetro; 3. Falta de sustrato,

deficiencia en el sustrato, exceso de agua en el sustrato.

Implicación: Falta de generación energía térmica o eléctrica, posible disminución de la calidad del

digestato como fertilizante (en caso de exceso de agua).

Detección: 1. Revisar válvula de alivio; 2. Detección de fugas o roturas mediante el olfato e

instrumentos especializados para tal propósito; 3. En caso de no detectar una fuga, indagar en las

variaciones en el sustrato, cambio de la dieta alimenticia de los animales, revisar la compuerta de

aguas lluvias e indagar posible ingreso excesivo de aguas lluvias en biodigestor.

Prevención: 1. Revisar diariamente válvula de alivio (nivel de agua o sellos); 2. Revisar visualmente

zona de anclaje geomembrana, retirar exceso de ramas, tierra o elementos extraños en zona de

anclaje; 3. Mantener la compuerta de aguas lluvias cerrada después de realizar limpieza de patios o

instalar compuerta de aguas lluvias en caso de no existir, especialmente en zonas de alta

pluviometría.

Solución: 1. Rellenar válvula de alivio con agua, reemplazar válvula de alivio; 2. Reparar rotura de

geomembrana; 3. Realizar agitación, devolviendo digestato hacia el Biodigestor.


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Módulo 3

3.4.4 Grupo electrógeno enciende

Posibles causas: 1. Bujías sucias o en mal estado; 2. No hay flujo de corriente eléctrica a las bujías;

3. Exceso o falta de biogás. Se entiende que agua y aceite debe tener en su nivel óptimo; 4. Tuberías

de biogás o gasómetro con roturas (ingreso de aire).

Implicación: No se puede generar electricidad o movimiento mecánico.

Detección: El arranque (motor de partida) opera, pero no hay un encendido efectivo del motor (no

se produce combustión interna del biogás).

Prevención: 1. Realizar limpieza o cambio de bujías cada mes; 2. Revisar bobina y distribuidor y

chequear la calidad de la chispa; 3. Revisar el estado del soplador; 4. Revisar presencia de biogás,

estado de tuberías y gasómetro.

Solución: 1. Reemplazar o limpiar bujías; 2. Reparar o reemplazar sistema de encendido; 3.

Reemplazar o reparar soplador; 4. Reemplazar o reparar tuberías de biogás y/o gasómetro.

3.4.5 Caldera no calienta el agua

Posibles causas: Exceso de hollín, mala combustión del biogás

Implicación: Pérdida de biogás, tiempo excesivo de encendido de la caldera, temperatura del agua

fuera de los parámetros óptimos.

Detección: Revisar la cámara de combustión de la caldera y tubos interiores (en caso de ser

multitubular), color de la llama anaranjada o rojiza.

Prevención: Limpiar la caldera cada mes, revisar la calidad de la llama visualmente.

Solución: Abrir las tapas de la caldera y retirar el hollín con una espátula y escobilla. Debe ser un

proceso cuidadoso y lento para evitar esparcirlo en la zona de trabajo. Revisar el estado del

quemador, revisar el calibre de los inyectores para determinar si requieren un cambio o una

modificación.

3.4.6 Roturas en geomembrana superior cerca de los anclajes

Posibles causas: 1. Exceso de biogás por tiempos prolongados; 2. Exceso de ramas, tierra o

elementos extraños en borde de anclaje.

Implicación: Pérdida de biogás, riesgo de incendio, pérdida de material.

Detección: Visualmente o con instrumento de detección de fugas.

Prevención: 1. Revisar buen funcionamiento de la válvula de alivio, instalar cobertura límite de

estiramiento para el gasómetro; 2. Realizar limpieza del borde de anclaje cada dos semanas.

Solución: 1. Disminuir la presión de alivio de la válvula, instalar cobertura límite de estiramiento

para gasómetro; 1 y 2. Reparar roturas o reemplazar geomembrana gasómetro.


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Módulo 3

3.5 Plan de Capacitación

3.5.1 Capacitación:

Instruir sobre lo necesario para un buen funcionamiento de una planta, exponiendo las actividades requeridas, en la frecuencia del plan de mantenimiento, para un adecuado monitoreo, evitando posibles fallas en su operación y mantener la planta en perfectas condiciones. Dependiendo del grado de complejidad del sistema de tratamiento instalado, el tiempo de capacitación varía de 1 a 2 días. Temáticas que se deben abordar:

1. Limpieza de patios y generación de sustrato.

2. Operación de compuerta desvío de aguas lluvia

3. Inspección y limpieza de decantadores

4. Inspección y limpieza de cámaras de registro

5. Inspección de geomembrana superior en biodigestor.

6. Inspección de válvula de sobrepresión y/o trampas de agua

7. Inspección visual de red tuberías biogás.

8. Encendido, apagado y limpieza de caldera a biogás

9. Encendido, apagado, limpieza de bujías y cambio de aceite grupo electrógeno.

10. Mantención del prado y entorno de la planta.

Dependiendo del tamaño del sistema instalado y la capacidad del dueño del predio, se debe designar un operador que se encargará de operar e inspeccionar el sistema. En caso de ser un predio pequeño, será el mismo dueño el que se deba encargar de realizar estas tareas.

3.6 Seguridad y Prevención

3.6.1 Protocolos de emergencia de una planta

Terminología y Referencia Normativa (Documento de Base de Proyectos de Reglamento de

Seguridad de Instalaciones de biogás - SEC).

3.6.1.1 Zonas Explosivas

Los empleados deben clasificar las áreas peligrosas en zonas. La clasificación otorgada a cada una de ellas en particular, su tamaño y ubicación, depende de la probabilidad de que ocurra una explosión y su persistencia. Dichas zonas (0, 1, 2 por gas-vapor de niebla y 20, 21, 22 por polvo inflamable) deben ser protegidas contra fuentes de ignición.

Zona 0: Lugar cuya atmósfera explosiva consiste en una mezcla de sustancias peligrosas en el aire,

vapores o niebla que están presentes continuamente, por largos periodos o frecuentemente. Se

refiere al interior del biodigestor o al perímetro del mismo, ya que dentro del gasómetro se

encuentra el biogás.


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Módulo 3

Zona 1: Lugar donde la atmósfera explosiva es una mezcla consistente de aire o sustancias peligrosas

en la forma de gases, vapor o niebla como una operación normal. Área de trabajo en la que es

probable o normal, la formación ocasional de una atmósfera explosiva.

Zona 2: Área de trabajo en la que no es probable la formación de una atmósfera explosiva, pero si

ocurre, se presentará durante un periodo breve.

3.6.1.2 Medidas de Seguridad Red de biogás:

1. Se deberá instalar un cerco perimetral para evitar el acceso de personas o animales al

biodigestor y sala de caldera e instalar la caldera o equipo electrógeno en un lugar seguro.

2. Se deberá instalar y mantener en buen estado de los sellos hidráulicos (válvulas de

sobrepresión) en las tuberías de biogás, evitando la fuga del gas del interior del biodigestor.

Así mismo, las tuberías para biogás deben identificarse con el color de seguridad

correspondiente: biogás-amarillo, Agua-Azul, Fuego-Rojo.

3. Se deben instalar válvulas de alivio que liberen automáticamente biogás a la atmósfera y

mantengan la integridad del biodigestor. Revisar diariamente el nivel de agua de las válvulas

de sobrepresión.

4. Se deberá contar con equipos de protección y seguridad personal para los que operen los

sistemas y equipos.

5. La sala de caldera de la planta de generación de energía térmica o del grupo electrógeno

debe ubicarse en una zona de acceso limitado y aledaño al biodigestor. Además, se debe

considerar la instalación de señalética preventiva.

Figura 3-25: Válvula de sobrepresión o alivio

Fuente Biotecsur.


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Módulo 3

3.6.1.3 Seguridad laboral e Implementos de seguridad

Para toda operación de una planta, es recomendable el uso de implementos especiales en caso de emergencias.

Ropa de algodón

Casco, guantes, lentes de protección

Botas industriales con suela de goma antideslizante

Herramientas especiales que eviten producción de chispas

Equipo de respiración autónoma

Cuerdas de rescate

Luces para iluminación de noche

Equipo de comunicación

Botiquín de primeros auxilios

Extintores

3.6.1.4 Seguridad de equipos (línea de biogás, válvulas de sobrepresión)

Revisión periódica de: Líneas de biogás (tuberías): Se debe realizar una inspección visual del estado de las tuberías.

Si se cuenta con un detector de fugas, se debe revisar periódicamente las tuberías desde

salida del biodigestor hasta llegada a los equipos de consumo como caldera y grupo

electrógeno. En caso de estar enterradas, se deben realizar pruebas de hermeticidad,

buscando pérdidas de presión y/o presencia de olor, ambos indicadores de fugas de biogás.

Lectura de presión en línea de biogás en caso de contar con manómetro instalado en la red

de biogás. La lectura del manómetro es un indicador de que la válvula de alivio está

operando correctamente en caso de haber exceso de biogás. Por otro lado, permite

determinar si no hay suficiente biogás.

Válvula de sobrepresión: Se debe revisar diariamente el nivel de agua (en caso de ser con

sello hidráulico) o verificar que no presente fugas en caso de ser de tipo membrana o

resorte. Un bajo nivel de agua en el tipo sello hidráulico puede provocar pérdida de biogás

sin haber alcanzado una sobrepresión, reduciendo la capacidad de almacenamiento.

Además, se debe revisar el correcto funcionamiento durante sobreproducción

(sobrepresión), donde la debe aliviar y dejar salir el biogás.

Mantener lectura de producción y consumo de biogás: Se realiza tomando lectura en el

contador volumétrico ubicado antes de la caldera y permite liberar el exceso de presión en

la línea de biogás cuando se excede de los límites especificados. Presiones recomendadas

1,5 a 2 milibares.

Revisar diariamente el nivel de agua de las válvulas. Deben estar siempre a nivel de rebalse.

La válvula de sobrepresión se ubica en la red de salida del biogás, al costado biodigestor y

antes del contador volumétrico y el manómetro.

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