Biogás a bajo costo en Costa Rica

Desde hace 15 años la Universidad EARTH en Costa Rica viene impulsando una de las tecnologías más prometedoras para generar energía limpia en comunidades rurales.
Hablamos de la producción de biogás, uno de los temas que más interés ha sucitado entre los lectores de la serie Viviendo con el Cambio Climático.
El modelo taiwanés de biodigestor enseñado en el centro educativo es el de "menor costo y mayor facilidad de manejo y mantenimiento a nivel mundial", según dijo a BBC Mundo uno de los expertos de EARTH, el profesor Raúl Botero. El biodigestor descontamina las aguas servidas, produce biogás (combustible a base de metano) y también abono orgánico.
La universidad, localizada en Guácimo de Limón, ofrece un programa educativo en ciencias agropecuarias y manejo racional de los recursos naturales y tiene estudiantes de 25 países. No sólo de América Latina, sino también de Europa y Asia.
En BBC Mundo pedimos al profesor Botero que explicara las ventajas del modelo taiwanés de biodigestor y cuál es el costo de esta tecnología.

¿Desde cuándo la Universidad EARTH introdujo el modelo del biodigestor taiwanés y por qué?

Este modelo de biodigestor es el de menor costo y mayor facilidad de manejo y mantenimiento a nivel mundial

Prof. Raúl Botero, Universidad EARTH
Hace 15 años, cuando fui contratado por la Universidad EARTH, para trabajar como Facilitador del Aprendizaje e Investigador en Sistemas Agropecuarios Amigables con el Ambiente, introduje esta tecnología apropiada para descontaminar, de manera productiva, las aguas servidas con productos orgánicos, como excretas y otros residuos animales, humanos y vegetales.
El biodigestor descontamina las aguas servidas, produce biogás (combustible a base de metano) y también abono orgánico.
¿Cuáles son sus ventajas en comparación con otros modelos?
Es de bajo costo, facilidad de instalación, manejo, mantenimiento, reparación y alta eficiencia.
¿Qué costo tiene?
Una unidad para una familia campesina vale actualmente US$200 y tiene una vida útil de 10 años. Esta inversión se recupera en seis meses.

Una unidad para una familia cuesta 200 dólares.
US$200 es lo que cuesta construir e instalar un biodigestor de polietileno de 16 metros cúbicos de capacidad total (12 metros cúbicos de heces y agua -fase líquida- y 4 metros cúbicos de capacidad de almacenamiento de biogás -campana para almacenar biogás-, ambos dentro de la misma bolsa).
Este tamaño de biodigestor produce diariamente entre 2 a 4 metros cúbicos de biogás (dependiendo de la temperatura ambiental, tipo de materia orgánica o excretas, especie animal y alimentación de los animales que producen las excretas, mezclado, frecuencia de alimentación del biodigestor, etc.).
Gastando 300 litros de biogás por hornilla y por hora se puede cocinar entre 6 a 12 horas por día. Esto permite preparar los alimentos diarios para una familia de cinco personas.

En términos simples, y en detalle, ¿podría explicar las diferentes etapas de funcionamiento del biodigestor?
Con una bolsa doble de polietileno se elabora un recipiente hermético, que tiene un tubo de entrada y otro de salida, que crean un sello en forma de codo, en ambos extremos de la bolsa, la que se mete dentro de una fosa en tierra, con el piso del fondo a nivel.

El biodigestor descontamina las aguas servidas, produce biogás (combustible a base de metano) y también abono orgánico

Diariamente se introduce por gravedad toda el agua servida producida en la finca y el agua descontaminada sale sola por el otro extremo de la bolsa de polietileno.
La bolsa almacena el líquido (agua más materia orgánica en fermentación en ausencia de oxígeno -fermentación anaeróbica) durante 25 a 50 días, el cual a su salida se utiliza como abono orgánico y la misma bolsa también permite almacenar, extraer y utilizar como combustible el biogás producido y almacenado continuamente.

¿Cuál es la materia prima que utilizan?
Todo lo que sea materia orgánica (heces, orina y otros residuos animales -sangre, tejidos, grasa y contenido digestivo -, humanos y vegetales) mezclados con agua.
La bolsa se debe alimentar diariamente con 40 kilogramos de excretas frescas de animales (2 vacas, o 4 caballos, o 20 ovejas o cabras, o 10 cerdas de cría confinadas permanentemente) o humanas (150 personas adultas, pues los humanos somos muy ineficientes produciendo heces), mezcladas con 200 litros de agua.
Puede tratarse de agua de lluvia o tomada de un riachuelo, río, laguna o pozo, puesto que no recomendamos utilizar agua clorada, ya que mata las bacterias metanogénicas, que son las que fermentan la materia orgánica en condiciones de ausencia de oxígeno (anaerobiosis) y son las que hacen que se produzca el biogás, cuyo mayor componente es el metano, que es el hidrocarburo -combustible- más sencillo de la naturaleza.
¿Cuáles son los beneficios para el medio ambiente?
No se necesita leña para cocinar, pues para ello se puede utilizar el biogás, por tanto se reduce la deforestación.

El biodigestor descontamina las aguas servidas y produce biogás y abono orgánico.
El biodigestor capta y almacena metano y óxido nitroso, gases que tienen respectivamente 20 y 300 veces mayor efecto invernadero que el CO2, además de sulfuro de hidrógeno y amoníaco, que son responsables de la lluvia ácida y que se producen y liberan a la atmósfera por la fermentación de la materia orgánica a la intemperie.
Una vez se quema el biogás, lo único que se libera a la atmósfera es CO2, en la misma cantidad que fue utilizado por los vegetales para producir la biomasa vegetal, reciclada o consumida por los animales y humanos, mediante la fotosíntesis. El efluente que sale del biodigestor es un abono orgánico líquido de alta calidad, que se puede utilizar como abono foliar y no quema las hojas de las plantas a las que se aplica.
El efluente del biodigestor al introducirse en un simple Sistema de Descontaminación Productiva de Aguas Servidas, de bajo costo, cumple con el Reglamento de Vertido y Reuso de Aguas Residuales que exige el Código Internacional Industrial Unificado, por el que se rige Costa Rica desde el año 2007. El bienestar de la familia rural es muy evidente.
¿Utilizan el biodigestor en la propia universidad?
Con el fin de siempre contribuir a un desarrollo sostenible, en la Universidad EARTH tenemos instalados actualmente ocho biodigestores. Dos de ellos se alimentan con excretas humanas y los seis restantes se alimentan con excretas animales.
¿Qué tanto se ha difundido el uso de este modelo? ¿Con familias? A través de estudiantes graduados de EARTH que regresan a sus países?

EARTH cuenta con estudiantes de 25 países.
En Costa Rica otras instituciones y empresas están difundiendo el biodigestor tipo Taiwán: Ministerio de Agricultura y Ganadería, Municipalidad de Heredia, INBIOparque, Proyecto POCOTSI de la Fundación Neotrópica, Cooperativa Dos Pinos, Pastoral Social de Limón, Biosinergia Alternativa.
En Costa Rica hemos estimado actualmente unas 2000 unidades familiares y 100 unidades industriales en funcionamiento, promovidas por estudiantes, egresados, funcionarios y profesores de la Universidad EARTH y de las instituciones antes mencionadas.
Sin embargo, hay países donde su difusión ha sido masiva, como Camboya, Vietnam y Colombia con 40 mil, 25 mil y 5 mil unidades familiares respectivamente en funcionamiento actualmente.
En los países de América Latina la difusión de esta tecnología apropiada ha venido creciendo, en la medida en que se conoce y sube el precio de la energía eléctrica y la gente se concientiza de racionalizar el uso de los recursos naturales y de reducir el ritmo del daño ambiental que estamos causando.
¿Por qué se ha difundido tanto en Colombia?

Hay países donde la difusión de este biodigestor ha sido masiva, como Camboya, Vietnam y Colombia con 40 mil, 25 mil y 5 mil unidades familiares respectivamente en funcionamiento actualmente


Este modelo de biodigestor de polietileno fue desarrollado en Taiwán y el Dr Thomas Preston lo trajo a Colombia, como asesor inicial del CIPAV, el Centro para la Investigación de Sistemas Sostenibles de Producción Agropecuaria.
Como yo trabajé directamente con el Dr Preston en el medio rural de Colombia hicimos varias adaptaciones y mejoras al modelo original taiwanés, de acuerdo con los materiales que se podían conseguir en Colombia y luego en varios países de América Tropical.
Pueden saber más consultando en el sitio de CIPAV
¿Es aplicable también en los climas más templados del Cono Sur, o en la región andina?
Así es, este mismo modelo ha sido instalado y se encuentra actualmente en funcionamiento en La Paz, Bolivia a 4.200 metros de altura sobre el nivel medio del mar, al igual que en Uruguay.
Si un lector está interesado en saber más o en usar el biodigestor en su comunidad ¿A quién puede escribir?
Pueden escribirme a la siguiente dirección : rbotero@earth.ac.cr