Resumen

Nuestro planeta ha pasado tanto por enfriamiento como ahora calentamiento debido, este último a la intervención del hombre, ya que destruye la naturaleza sin medida y  a su antojo para satisfacer sus necesidades, llevando esto a varios fenómenos climáticos que nos están afectando a todos, el deseo por tener una vida mas cómoda y fácil tiene como consecuencia que hoy en día el calentamiento global sea una realidad y que  los gases de efecto invernadero que este provoca, lleven a la tierra a una elevación de temperatura inusual, si además de esto le agregamos que el hombre produce muchos desechos sólidos que terminan en los rellenos sanitarios, en los basureros, en los ríos, mares, y mantos acuíferos, y estos producen contaminación tanto del suelo como de la tierra, y el mismo aire, podremos darnos cuenta del tamaño del problema, que existe, y si se pudieran utilizar estos desechos en beneficio del hombre, estaríamos contribuyendo en gran medida a tener un mejor planeta. Por otro lado en México más de 28 millones de personas ocupan la leña para cocinar, calentarse, y esto pone en peligro su salud porque la combustión de la leña se provoca partículas y gases contaminantes que afectan tanto el ambiente como su salud, además que en muchos hogares los restos de poda y jardinería son desechados y llevados a la basura sin ningún beneficio y solo producen contaminación, porque no conocen los beneficios que tanto los desechos sólidos como los restos de poda, jardinería y los desechos vegetales y frutas  podrían tener si se mezclan de la manera correcta para obtener energía renovable aprovechando la misma naturaleza,  que ayudaría a su economía y al medio ambiente, ya que al provenir de desechos no nos cuesta nada, sin saber estamos tirando energía a la basura.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

En las ciudades, al realizar los servicios de poda el pasto cortado y los arboles podados terminan en la basura contribuyendo a la contaminación ambiental, del aire porque muchas veces lo queman, así como de los suelos, porque lo mezclan con la demás basura, y los gases de efecto invernadero están acabando con nuestra atmosfera, por lo que se contribuye al calentamiento global y en pocos años de seguir así se estima que la temperatura de la tierra podría aumentar de 2 a 7 grados centígrados. Lo mismo sucede con los desperdicios de alimentos, ya que en nuestro país se tiran más de 20.4 toneladas de alimentos anualmente, los cuales van a parar a los basureros, provocando con ello la producción contaminación del aire, suelo y subsuelo.

Por otro lado la leña es el combustible preferido en el medio rural, porque se puede obtener fácilmente, pero no siempre es barato, en México son millones de personal que la utilizan como único combustible, pero el uso de esta en los hogares de las familias pobres puede ocasionar riesgos porque utilizan el fuego abierto, pudiendo provocar quemaduras,  así como riesgos en la salud, por la inhalación del humo que produce este fogón, esto  causa de muerte en niños, y también adultos. La Energía renovable es un tema actual al cual deberíamos dedicarle todo nuestro interés, porque al ser renovable, se vería reflejado en la economía de las personas y en el cuidado de nuestro planeta.   El biogas es un bio combustible que contribuye a la mitigación del Cambio Climático es menos contaminante que el gas L.P. y otros hidrocarburos, representa uno de los recursos energéticos más sostenibles y con mayor potencial de crecimiento, además de que es barato, ya que es elaborado en casa con desechos tanto de poda como de alimentos.

Antecedentes

A lo largo de la historia nos encontramos que la preocupación por el ambiente es tan antigua entre las sociedades humanas primitivas como su perturbación. El hombre descubrió al mismo tiempo que desarrollaba sus primeras culturas, que no se encontraba por encima del proceso de selección, sino que era un producto de este, y comprendió que necesitaba manipular con prudencia los recursos a su alcance.

En Mesopotamia había parques de placer llamados “parideza”, de los que se deriva el vocablo paraíso, y que correspondía a lugares cerrados, ricos en árboles y arbustos y provistos de todo tipo de pájaros y animales salvajes.

En Egipto se establecía obligatoriedad de plantar cierta cantidad de árboles en las tierras de los faraones.

En la India se prohibía la quema de bosques en donde la vida salvaje pudiera ser afectada.

La historia de la generación y la gestión de residuos urbanos comienzan con la historia de la civilización humana y de la urbanización. Así en las primeras ciudades sumerias y durante el Imperio Acadio se construían hoyos en las afueras de las murallas, en los que se acumulaban los residuos urbanos para su eventual utilización. Otras civilizaciones en Sudamérica, India, China y Japón practicaron la agricultura intensiva y fertilizaron sus campos con residuos agrícolas, animales y humanos que dejaban pudrir durante meses en hoyos y pilas.

Hay evidencias escritas de que romanos, egipcios y judíos apilaban residuos orgánicos para dejarlos fermentar y utilizarlos posteriormente como enmienda agrícola.

A partir de la llegada de los españoles es tradicional manejar los desechos sólidos en forma arbitraria, con lo que complican la posibilidad de reutilización o reciclaje, y crean un problema de salud pública, de contaminación ambiental, de economía y de inconformidad en la sociedad.

En la época prehispánica, afirma el padre Francisco Javier Clavijero, bajo el gobierno de Moctezuma Xocoyotzin, no había en las ciudades una sola tienda de comercio, no se podía vender ni comprar fuera de los mercados y, por lo tanto, nadie comía en las calles, ni se tiraban cáscaras ni otros despojos y había más de mil personas que recorrían la ciudad recogiendo la basura.

Dicen que la recolección y limpia de basura estaba mejor organizada que hoy en día.

La contaminación atmosférica se inició desde la propia creación de la Tierra, con las erupciones volcánicas pero el uso sin control del combustible con la finalidad de producir energía dio origen a que la especie humana rebasara el umbral del equilibrio de la capacidad de amortiguamiento que posee la naturaleza para ciertos contaminantes.

Con la revolución industrial y la explosión tecnológica del siglo XX, el ser humano ha hecho un uso todavía más intensivo de combustible, como el gas y los derivados del petróleo, cuyos productos de combustión son la principal fuente de contaminación atmosférica.

A través de los años de la evolución de las sociedades humanas se emplearon diversas fuentes de energía, el sol es la primera y principal fuente de energía de nuestro planeta, y es quien posibilita el desarrollo de toda forma de vida, incluyendo a los hombres, más tarde comenzó la dominación del fuego y se utilizó la leña como fuente de energía, también la navegación utilizó la energía eólica.

En la revolución industrial el carbón alcanzó gran importancia porque permitía el funcionamiento de las maquinas de vapor que después fue reemplazado por el petróleo. Durante las últimas décadas se inició el desarrollo serio de fuentes de energía alternativa y mejor aun se ha crecido el uso de energías renovables utilizando los mismos medios que la naturaleza nos proporciona.

Las primeras menciones sobre el biogas se remontan al 1,600 identificados por varios científicos como un gas proveniente de la descomposición de la materia orgánica, siendo los hindús y chinos los precursores de los digestores.

En 1776, el científico italiano Volta descubrió que el principal compuesto del gas natural era el metano, en 1887 el científico Hoppe-Seyler pudo comprobar la formación de metano a partir de acetato.

En el año de 1890 se construye el primer biodigestor a escala real en la India y en 1896 en Exeter Inglaterra, las lámparas de alumbrado público eran alimentadas por el gas recolectado de los digestores que fermentaban los lodos de las cloacas de la ciudad. En 1920 Imhoff puso en práctica el primer biodigestor en Alemania.

En China, India y Sudáfrica, debido a la escases de recursos económicos los biodigestores fueron difundiéndose y desarrollándose, de tal manera que estos países cuentan hoy en día con más de 30 millones de biodigestores funcionando.

Objetivo

Elaborar biogas a partir del pasto,  desechos de maleza, plantas y alimento para que pueda ser utilizado como combustible para estufas.

Justificación

En México, la contaminación que produce la quema de pasto, o plantas, así como la contaminación que produce cuando se corta la maleza, plantas y pasto está contribuyendo a que se produzcan gases de efecto invernadero, sumando también la contaminación producida por todo el residuo de comida o basura orgánica, que produce gas metano.

En México las poblaciones rurales que son muchas no cuentan con estufas por lo que cocinan con carbón o leña,  si se les enseñara como utilizar todo lo que tienen a su alrededor, como las plantas, el pasto, los desperdicios de la siembra, podrían contar con un combustible que no les implicaría un gasto, ya que ellos mismos lo podría hacer, además de que estarían evitando enfermarse por respirar estos gases y  estarían contribuyendo a que no se produzca contaminación,

De igual manera si los municipios al realizar el servicio público de poda de pasto, arreglo de los parques y tala de árboles utilizaran estos mismos para hacer combustible, podrían utilizarlo para cocinar en sus comedores comunitarios, o para calentar el agua de las calderas de las albercas municipales.

Hipótesis

Si puedo elaborar biogas a partir del pasto, maleza, plantas y residuos de alimento entonces podre enseñarle a las personas como  utilizarlo.

Método (materiales y procedimiento)

MATERIALES

Un tambo de 60 litros con tapa

3  valvulas de esfera

3 conectores internos

3 conectores externos

3 empaques

Tubo de pvc de 2 pulgadas

Tubo de pvc de ½ pulgadas

Un codo de ½ pulgada

Un codo de 2 pulgadas

Un metro

Silicon

Taladro

Cegueta

Pegamento para pvc

Llave de paso para gas

Una manguera para gas.

PROCEDIMIENTO

1.- Se marcan los hoyos que se van a hacer en 2 en el tambo y 2 en la tapa

2.- Se hacen 2 orificios en el tambo para el tubo de pvc de 2 pulgadas

3.- Se hacen 1 hoyo en la tapa para el tubo de pvc de 2 pulgadas y se hace un hoyo en la tapa del tambo para el tubo de pvc de ½ pulgadas.

4.-Se miden los tubos

5.- Se cortan los tubos de pvc de 2 y ½ pulgada respectivamente al tamaño necesario dependiendo del tambo.

6.- Se ponen los empaque en cada conector interno.

7.- Se pegan los pedazos mas pequeños de 10 cm de tubo pvc.

8.- Se colocan los tubos al conector que van por dentro del tambo

9.- Se colocan los conectores internos  en cada orificio para colocarle los tubos

10.- Se pegan los tubos de pvc en los conectores externos

11.- Se colocan las válvulas de esfera en cada tubo del sistema de descarga y limpieza de digestor.

12.- Se colocan los tubos de ½ pulgadas en la tapa con conector interno y externo.

13.- Se colocan los conectores externos con los tubos de pvc que van al exterior del tambo, en el sistema de descarga y limpieza del digestor

14.-Se coloca un codo de 90° al conector de salida en el sistema de descarga.

15.- Se colocan los tubos de ½ pulgadas en la tapa con conector interno y externo.

16.-Se colocan los conectores externos con los tubos de pvc que van al exterior del tambo, en el sistema de descarga y limpieza del digestor.

17.-Se coloca un codo de 90° al conector de salida en el sistema de descarga.

18.-Se le colocan los empaques, a los tubos del sistema de carga y se colocan en la tapa del digestor.

19.-Se pega la válvula de espera en el tubo exterior de pvc del sistema de carga del digestor.

20.- Se pega y coloca en el tubo de carga del

21.-Se coloca la llave de paso en el tubo de conducción del gas.

22.-Se coloca silicón alrededor de cada sistema de carga, descarga, limpieza y el tubo de conducción de gas para que evitar fugas del gas y liquido.

23.-Se prepara el sustrato, y se coloca dentro del biodigestor

24.-Se coloca la tapa y se cierra perfectamente.

25.-Se agita constantemente, y después de 20 días se comienza a introducir el pasto y residuos de alimentos.

Galería Método

Resultados

Se obtuvo un biodigestor casero, se realizó la mezcla de excremento de vaca con agua y después de 20 días se agrego el pasto molido y los residuos de alimento. Se obtuvo gas metano y se coloco en una estufa de gas.

Se entrevisto encargado del servicio de poda de Servicios Públicos del Municipio Coacalco y se le explico el funcionamiento y conveniencia del biodigestor recomendando su uso en el municipio.

Se realizó una visita a El mineral el chico a una vivienda de pocos recursos y se explico cómo hacer el biodigestor.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Las personas contaminamos sin tomar en cuenta que estamos dañando el medio ambiente, cuando la naturaleza nos proporciona los medios suficientes para vivir, si aprovechamos los desechos como fuente de energía, entonces ya no habría tanta contaminación, no tendríamos que gastar tanto dinero en combustibles fósiles que dañan al medio ambiente, sino ocupar el biogas y bioabono que son resultado de la digestión anaerobia que realizamos, le regresamos a la tierra parte de lo que nos ha dado, además se observó que el pasto si funciona, aunque se le tiene que dar un tratamiento especial, porque contiene hemicelulosa y lignina y se recomienda molerlo para que pierda un poco esta capa y sea fácil de digerir por las bacteria.

Bibliografía

1.- Emisiones Biogénicas

Erik Velasco y Rosa María Bernabé

Instituto Nacional de Ecología (INE-SEMARNAT)

México.

2.-Contaminación del aire origen y control

Kenneth Work, Cecil F. Warner.

Editorial Limusa

México

3.- Contaminación Atmosférica

Leopoldo García- Colín Scherer, Juan Rubén Varla Ham

El Colegio Nacional

Mexico 1996.

4.- Elementos para entender el cambio climático y sus impactos.

Ignacio Sánchez Cohen

Gabriel Díaz Padilla, María Teresa Cavazos Pérez, Guadalupe Rebeca Granados Ramírez, Eugenio Gómez Reyes.

UAM.

México.

5.-Contaminación del aire

Causas, efectos y soluciones.

1. Strauss y S.J. Mainwaring

Editorial Trillas

México 2001.

6.- Tratamiento Biológico de compuestos orgánicos volátiles de fuentes fijas.

Beatriz Cárdenas

INE-SEMARNAT

México.

7.- Contaminación del aire

Causas y control

Work Warner

Editorial Limusa

México.

8.- Principios básicos de contaminación ambiental

Luz María Solís Segura y Jerónimo amado López Arriaga

UAEM.

México.

9.- 25 preguntas sobre el cambio climático.

Conceptos Básicos del efecto invernadero y del cambio climático

Federico Velázquez de Castro

Ediciones Libertarias.

España.

10.- De residuo a recursos.

El camino hacia la sostenibilidad.

José Luis García Morales y Manuel Dios Pérez

Editorial Mandí Prensa.

España.

11.-Ciencia para todos.

El calentamiento global Guía básica sobre los cambios climáticos

Fred Pearce.

Editorial Planeta.

12.-Energía Renovable

Guía de Alternativas Ecológicas

Jennifer Carless

EDAMEX

México.

13.- Energías Renovables

Antonio Creus Solé

Ediciones CEYSA

Barcelona, España.

14.-Tecnologías para el uso y transformación de biomasa energética.

Guillermo San Miguel y Fernando Gutiérrez

Editorial Mundí Prensa

España 2015

15.- Guía completa de la Biomasa y los biocombustibles.

José Maria Fernández Salgado

Primera Edición 2010

A Madrid Vicente, Ediciones.

Madrid, España.

16.- Principios de biotecnología Microbiana

Editorial Universo

Costa Rica 2013

17.- La digestión anaerobia

J.J Bermúdez M.   y Cánovas A. Manjon.

Universidad de Murcia 1988.

18.- Digestión anaerobia

Universidad Autónoma de Yucatán

Folleto Técnico

Gaspar M. Mejía Sánchez

México, 1996

19.- Biodigestores Familiares

Guía, diseño y manual de Instalación

Jaime Martín Herrero

Bolivia 2008.

20.- Diccionario de Términos Ecológicos

1. Vicén Carreño
2. Vicen Antolin

Editorial Paraninfo.

21.-Articulo “El efecto invernadero y México.

Revista Ciencias

De la Facultad de Ciencias de la UNAM.

www.revistaciencias.unam.mx/es/170-revistas/revista-ciencias-22/1533-el-efecto-invernadero-y-m%C3%A9xico.html

www.milenio.com/epaper

www.biodisol.com

www.agrowaste.eu

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography