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Manual para la implementación de proyectos de captura de metano

emitido por la agricultura y ganadería en México

Junio 2014

Este manual ha sido desarrollado por el Instituto Internacional de Recursos Renovables AC, financiado a través del Global Methane Initiative (GMI) (Iniciativa Global de Metano) del Catálogo de Asistencia Doméstica Federal de la Agencia de Protección Ambiental (CFDA) n° 66.034; Actividades que contribuyen a promover la recuperación de metano para su utilización cómo una fuente de energía limpia.

Este manual ha sido desarrollado con el objetivo de reducir riesgos al implementar proyectos de captura de metano producido por la agricultura y ganadería en México e incentivar el uso de esta tecnología a toda escala y en todo el país.

Manual para la implementación de proyectos de captura de metano emitido por la agricultura y ganadería en México

Versión 1.2 Junio 2014

Instituto Internacional de Recursos Renovables A.C. (abreviado como IRRI México)Amatlán 37 Piso 1,Col. Condesa, Del. Cuauhtémoc, 06140 Ciudad de México, Distrito Federal,MEXICO

Autores:

IRRI México A.C.,D.F., México.Alexander Eaton, MSc.Rachel Smith, MEng. Mariela Pino Donoso, MSc.Sarah Renteria, MSc.

Business Risk Management Consulting SC, Jalisco, México.Mónica Díaz López Negrete, MSc.

Consultor independiente -Emisiones de carbónThe White Mountain School, NH, U.S.A.Dr. Elizabeth Lokey, PhD;

Las fotografías son cortesía de:

Environmental Fabrics de México, Environmental Fabrics Inc. D.F., México.Buen Manejo del Campo SA de CV. D.F., México.Instituto Internacional de Recursos Renovables A.C. D.F., México.

Fotografía portada:Instituto Internacional de Recursos Renovables A.C. D.F., México. 2012.


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ACR Registro Americano de Carbono (American Carbon Registry)AGV Ácidos grasos volátiles AWMS Sistema de Manejo de Desechos Animales (Animal Waste Management System)BID Banco Interamericano de DesarrolloCAF CAF Banco de Desarrollo de LatinoaméricaCAR Reserva para Acción Climático de los EEUU (U.S. Climate Action Reserve)CCX Chicago Climate Exchange (de créditos de carbono) CDI Comisión Nacional para el Desarrollo de Pueblos Indígenas de México CFE Comisión Federal de Electricidad de MéxicoCN Relación Carbono : NitrógenoCONAGUA Comisión Nacional de Agua de MéxicoCPA Actividades componentes del proyecto (Component Project Activities bajo del Mecanismo de Desarrollo Limpio)CPA-DD Documento del diseño para actividades componentes del proyecto (Component Project Activities Design Document bajo del Mecanismo de Desarrollo Limpio) CRE Comisión Reguladora de Energía de MéxicoDA Digestión Anaeróbica ENCC Estrategia Nacional de Cambio Climático EPA Agencia de Protección del Medioambiente de los EEUURE Reducción de emisiones FAPPA Fondo para el Apoyo a Proyectos Productivos en Núcleos Agrarios (del SEDATU)FIRA Fideicomisos Instituidos con Relación a la Agricultura FIRCO Fideicomiso de Riesgo Compartido de SAGARPAFOMECAR Fondo de carbono Mexicano (BANCOMEXT)FR Financiera RuralGEF Global Environment Facility (FMAM – Fondo para el Medio Ambiente Mundial)GEI Gases del Efecto InvernaderoGS Gold Standard (Estándar del Oro)GTZ GTZ, ahora GIZ; Cooperación Internacional Aleman (Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit)INEGI Instituto Nacional de Estadísticas y GeografíaINIFAP Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias

Abreviaciones


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Ka Inversión promedio durante un tiempoKg Kilógramo(s)GLP Gas Licuado del Petróleo m3 Metros cúbicos MDL Mecanismo de Desarrollo Limpio (Clean Development Mechanism, CDM)MFI(s) Institución Microfinanciera (MFI por sus siglas en ingles) MTCO2e Megatoneladas métricos equivalente de carbono dióxido MWh Mega-watt horaNAMA Acción Apropiada de Mitigación Nacional (por sus siglas en ingles) pH Unidad de acidez PIB Producto Interior BrutoPIBAI Programa de Infraestructura Básica para la Atención de los Pueblos Indígenas (bajo del CDI)PMR Partnership for Market Readiness (Alianza para Preparación en el Mercado)PoA Program of Activities (Programa de actividades, bajo del Mecanismo de Desarrollo Limpio)PoA-DD Program of Activities Design Document (Programa de actividades-documento de diseño, bajo del Mecanismo de Desarrollo Limpio)PROCAPI Programa de Coordinación para el Apoyo a la Producción Indígena (bajo de la CDI)PROMUSAG Programa de la Mujer en el Sector Agrario (bajo de la SEDATU)PROPEL Programa especial de financiamiento para proyectos de energía limpia (de CAF)PTAZI Programa de Turismo Alternativo en Zonas Indígenas (bajo de la CDI)RCE Reducciones Certificadas de Emisiones (Certified Emission Reduction(s), CRE)RGGI Regional Greenhouse Gas Initiative (Iniciativa Regional de Gases de efecto invernadero)RI Retorno de inversiónSAGARPA Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y AlimentaciónSEDATU Secretaría de Desarrollo Agrario, Territorial y UrbanoSEDESOL Secretaria de Desarrollo SocialSEMARNAT Secretaria de Medio Ambiente y Recursos NaturalesSENER Secretaria de EnergíaSME Small and Medium EnterprisesSNV Organización de Desarrollo Internacional de Holanda SOFOM Sociedad Financiera de Objeto MúltipleSV Sólidos VolatilestCO2e Toneladas de CO2 equivalente URPJ Regional Pig Producers Union of Jalisco (Union Regional de Porcicultores de Jalisco)USD Dólares VA Valor actualVAN Valor actual neto (o NPV por sus siglas en ingles) VCS Verified Carbon Standard (Estándar de carbono verificado) VER+ Verified Emission Reductions Plus Carbon Standard (Estándar de carbono de reducciones de emisiones verificado plus)VER(s) Verified Emission Reduction(s) (Reducciones de emisiones verificados)


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Abreviaciones Introducción1. Captura de metano en la agricultura y ganadería de México-Su historia y trayectoria2. Digestión anaeróbica para el manejo de residuos agrícolas de la ganadería2.1 Descripción general de la digestión anaeróbica2.2 El proceso bioquímico de la digestión anaeróbica3. Beneficios asociados a la instalación de sistemas de digestión anaeróbica para el tratamiento de los residuos de la ganadería4. Tipos de biodigestor y componentes del sistema4.1 Componentes de un sistema de biodigestión4.2 Tipos de biodigestor en 4 proyectos diferentes4.2.1 Biodigestor del tipo laguna cubierta4.2.2 Biodigestor tipo salchicha o de flujo continuo horizontal4.3 Comparación de tipos de biodigestor utilizados en proyectos agrícolas en México5. Identificación y factibilidad de proyectos6. Consideraciones técnicas para el desarrollo del proyecto6.1 Selección del rancho y evaluación de las condiciones iniciales adecuadas para llevar a cabo el proyecto 6.2 Conexión a la red CFE al generar electricidad a partir de biogás7. Consideraciones sobre regulación, medio ambiente y sociales7.1 Consideraciones sobre las regulaciones para proyectos de captura de metano en proyectos de agricultura y ganadería en México7.2 Estándares regulatorios (Normas)7.3 Evaluación de impacto ambiental 7.4 Consideraciones para la interconexión a la red eléctrica a partir de la generación con biogás7.5 Otras regulaciones relacionadas8. Consideraciones económicas8.1 Calculando costos estimados del proyecto8.2 Calculo de beneficios en ganancias8.3 Cálculo de Periodo de recuperación de la inversión (Cálculo simple) y retorno de la inversión (cálculo estadístico)

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Contenido


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8.4 Calculando el valor actual neto (VAN) y la tasa interna de retorno (TIR)8.5 Factores socio económicos para la demanda del sistema9. Mecanismos de financiamiento9.1 Definiendo las alternativas para financiar el proyecto9.2 Transacción de certificados de reducción de emisiones en el mercado del carbono y el programa de actividades bajo el MDL9.3 Consideraciones especiales para el registro de proyectos bajo el programa de actividades del MDL 519.3.1 Introducción al MDL y la estructura del programa de actividades9.3.2 Programa de actividades aplicable a proyectos de captura de metano a partir de proyectos de ganadería y agricultura en México9.4 Apoyo nacional para registrar proyectos bajo el MDL9.5 Alternativas de financiamiento nacional en México9.5.1 Subsidios9.5.2 Créditos disponibles9.5.3 Programa de Financiamiento para Proyectos con Mezcla de Recursos9.6 NAMAs 9.7 Alternativas de financiamiento institucional internacionales 10. Consideraciones del diseño del sistema10.1 Diseño del biodigestor y empresas instaladores en México 10.2 Consideraciones sobre el dimensionamiento del sistema10.2.1 Producción de biogás10.3 Otras consideraciones10.3.1 Diseño de los corrales o establos para los animales10.3.2 Calidad de la geomembrana11. Instalación y colocación del biodigestor11.1 Consideraciones de colocación y ubicación11.2 Consideraciones sobre la instalación11.3 Características de la zanja11.3.1 Líneas de biogás, filtrado y uso del biogás 11.3.2 Protección del sistema11.4 Puesta en marcha del sistema12. Usos y aplicaciones de biogás12.1 Generación de biogás, composición y usos12.2 Filtrado de biogás12.2.1 Purificación del biogás12.3 Combustión del biogás en antorchas y uso para generación de energía térmica12.3.1 Combustión en antorchas12.3.2 Boilers y estufas12.4 Uso de biogás en generadores13. Manejo del efluente y la producción de bio fertilizante13.1 Manejo del efluente13.2 Aplicación como fertilizante

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14. Consideraciones de mantenimiento y operación14.1 Consideraciones operacionales14.1.1 Consideraciones de seguridad14.1.2 Carga de materia prima diaria14.1.3 Agitación14.1.4 Inhibidores14.1.5 pH y consideraciones de temperatura14.1.6 Relación carbono-nitrógeno14.1.7 Patógenos en el efluente (biol) del biodigestor14.2 Consideraciones sobre mantenimiento14.2.1 Limpieza general y remoción de agua de lluvia14.2.2 Lavado y remoción de material decantado14.2.3 Reemplazo del filtro de biogás14.2.4 Equipo de manipulación de biogás14.2.5 Consideraciones de temporada14.2.6 Lista de puntos relevantes durante operación y mantenimiento15. Capacitación y educación de usuarios y otros actores involucrados15.1 Capacitación para usuarios de biodigestores domésticos rurales15.2 Capacitación para usuarios de biodigestores de mediana y gran escala15.3 Programa general de capacitación16. Monitoreo, evaluación y presentación de informes 16.1 Información básica para el monitoreo y evaluación de proyectos de biodigestores de pequeña escala16.1.1 Evaluación16.1.2 Monitoreo16.2 Monitoreo y evaluación de programas de actividades bajo proyectos en el mercado de carbono16.3 Formato de entrega de informes16.4 Equipos para el monitoreo del sistemaReferenciasApéndices

120121121122123124125125126126127128128128128129130131131132139140140141142146147148151


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Introducción

Digestión anaerobia (DA) o fermentación, es un proceso que ocurre naturalmente en la naturaleza cada vez que carbohidratos, proteínas y grasas son descompuestas a través de variadas etapas microbiológicas. Los subproductos de este proceso incluyen la producción de metano, dióxido de carbono, vapor de agua y anhídrido sulfúrico. A modo de ejemplo: la microbiología del estómago de los rumiantes y el gas que naturalmente es emitido desde humedales, pantanos y vertederos.

Hace más de 900 años que civilizaciones antiguas identificaron esta fuente de gas proveniente de procesos naturales e iniciaron su recolección en Persia, e incluso existen referencias de más de 3.000 años en Asiria donde lo habrían utilizado para calentar agua. En China habrían intencionalmente cubierto canales de agua residual para la recolección del gas hace más de 2.000 años. Los primeros intentos de construcción de plantas de biogás modernas se iniciaron a mediados de 1.800 en India y en los últimos 150 años la tecnología se ha difundido en la mayoría de las regiones del mundo cómo una solución al tratamiento de basura, incluyendo variadas fuentes de residuos agrícolas.

Este manual se enfoca en el uso de DA cómo sistema tecnológico de tratamiento de residuos de la agricultura y ganadería, es un complemento a los manuales ya existentes en el país, descritos a continuación:

• Estándares tecnológicos para el diseño y construcción de biodigestor en México. Marzo 2010. SEMARNAT (Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales, Dirección General del Sector Primario y Recursos Naturales Renovables, Dirección de Regulación Ambiental Agropecuaria). FIRCO, SAGARPA (Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación, Fideicomiso de Riesgo Compartido).

• Guía para la reducción de riesgos en el Programa de Actividades de captura de metano en sistemas ganaderos en México. Diciembre 2012. Financiera Rural e IRRI México.

• Implementación de biodigestor para pequeños y medianos productores porcícolas. Mayo 2012. SAGARPA e INIFAP (Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias).

• Manuales o guías sobre instalación y operación hechas por empresas privadas y/o proveedores de la tecnología.

Proyectos de captura de metano utilizando tecnologías de DA son implementados entre otras motivaciones por:

• Interés en una gestión apropiada de los residuos y control de la contaminación

• El incentivo económico producto del desplazamiento de combustibles convencionales a través del uso de metano producido in situ, cómo también del efluente del biodigestor que actúa como un excelente bio-abono

• Influencias políticas y legales, por ejemplo: subsidios para la implementación tecnológica, multas por el inadecuado tratamiento de residuos o recursos disponibles a través de esquemas de Responsabilidad Social Empresarial (RSE)

• Presiones sociales debido a malos olores de planteles productivos y/o contaminación de fuentes locales de agua

• El incremento local y global de la demanda por fuentes energéticas renovables, dentro de esto puede también encontrarse el interés por financiamiento a través de la venta de créditos de carbono o la fuerte necesidad de combustibles bajo escenarios específicos tales como: ausencia de combustibles disponibles como leña de buena calidad o fuentes de combustibles fósiles asequibles para toda la sociedad, incluso la población más marginalizada


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Figura 1: Razones para la implementación de proyectos de captura de metano

Variados factores podrían afectar el desarrollo de proyectos de captura de metano a través de la utilización de DA, los cuales están descritos en la Figura 2. Estos factores son presentados y discutidos en los diferentes capítulos de este libro.

Figura 2: Factores que afectan el desarrollo de proyectos de DA


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Captura de metano en la agricultura y ganadería de México

Su historia y trayectoria

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Este capítulo describe la experiencia de productores Mexicanos desde que la captura de metano en proyectos agrícolas comenzó a ganar importancia. Hace referencia al potencial que existe en el país para implementar y expandir la implementación de estos proyectos.

El sector agrícola, forestal y de pesca en México da cuenta del 3,6% del PIB, dentro del cual la ganadería cuenta con 23% de la producción sectorial. El excremento acumulado de la producción de los ranchos ganaderos eventualmente representa un significativo impacto en el medio ambiente local a través de la contaminación de cuerpos de agua, emisiones de GEI causadas por el inadecuado tratamiento y gestión de desechos. Entre los últimos cálculos se estipulan las siguientes emisiones de GEI, el sector agrícola emitiría al menos con 46 millones de toneladas métricas de CO2 eq. al año. El metano proveniente del sub sector ganadería correspondería al 80% del total de la agricultura (con al menos 38 millones de toneladas métricas de CO2 eq. al año). El potencial es entonces muy interesante como una oportunidad de tratamiento y gestión a través de DA que brinde la oportunidad de capturar el metano producido.

Si bien plantas modernas de DA han sido utilizadas en México desde la década de los ’70, durante la década pasada ocurrieron ciertas situaciones en torno a la baja productividad de certificados de reducción de emisiones (CRE) de ciertos proyectos. Entre 2006 y 2007 la falta de capacidad administrativa y financiera en la gestión de varias compañías que transan créditos de carbono y que implementaban proyectos de DA resultó en instalaciones mal hechas. Esta situación significó variados problemas para los productores y a pesar de varios intentos y compromisos desde estas empresas por cubrir costos de mantención y operación, finalmente este costo recayó de igual forma en productores que no estaban en condiciones para ello. Adicionalmente algunos de estos productores han sido pobremente informados sobre las características de cumplimiento de regulaciones en torno al descargas del efluente de los biodigestor anaeróbicos cómo medio de tratamiento de residuos. Esta inadecuada gestión de proyectos ha generado desconfianzas y una mala reputación sobre la tecnología en algunas regiones agrícolas del país.

En 2009 FIRCO realizó un inventario nacional de sistemas de DA y logró registrar un total de 721 sistemas a lo largo de once estados de la república los cuales habrían sido instalados a modo de tecnología de tratamiento de residuos agrícolas. Este número solamente representa sistemas de DA grandes instalados en ranchos porcícolas y lecheros, excluye sistemas instalados en otros sectores de la industria o ranchos familiares. Esto se puede observar fácilmente al comprobar que el 94% de los sistemas inventariados correspondían al modelo de laguna cubierta.

Registros de compañías de DA privadas identifican instalaciones en 20 estados Mexicanos. Ya que el sector registró crecimiento en ese periodo, se constató un aumento en el número de proveedores de sistemas de DA, dándole paso a una mayor oferta tecnológica a aquellos productores interesados en instalar un sistema. Los subsidios gubernamentales distribuidos a nivel federal a través de varias secretarías (SAGARPA, SEMARNAT y SEDESOL) han contribuido a la difusión de la tecnología y su apropiación. Según datos entregados por Financiera Rural PoA-DD, FIRCO apoyó la implementación de 45 sistemas anaeróbicos instalados en México con el apoyo de FIRCO entre 2008 y 2010. Financiera Rural ha otorgado créditos para la implementación de 3 biodigestor anaeróbicos. Hasta 2010 FIRA había otorgado créditos para la implementación de 30 biodigestor anaeróbicos. En total, y por lo menos, 254 biodigestor anaeróbicos con captura de metano han sido implementados en México con apoyo económico gubernamental. De todas formas este número de sistemas anaerobios satisface una pequeñísima fracción de los más de 2 millones de unidades productoras porcícolas y ganaderas.


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En el reporte “Compilación de información sobre acciones nacionales apropiadas de mitigación a implementarse por partes no incluidas en el Anexo I de la convención” entregado en marzo de 2011, México anunció su objetivo de reducción de GEI en un 30% de las emisiones producidas bajo un escenario de “business as usual (BAU)” para el 2020. Agregando que la implementación integral de su programa especial de cambio climático, adoptado en 2009, el que incluye un set de NAMAs, deberá ser implementado por todos los sectores relevantes. Este programa alcanzaría una reducción total de emisiones de 51 toneladas métricas de CO2 ej. al año comparado a un escenario BAU. En el reporte México establece que el alcance de esta meta sería sujeto de apoyo tecnológico y financiero desde países desarrollados cómo parte del acuerdo internacional. Una continua expansión de los proyectos de captura de metano en el sector agrícola requerirá de mecanismos de implementación para vincular agricultores, proveedores de tecnología, instituciones de investigación, agencias de financiamiento y autoridades gubernamentales si se quiere promover decisiones sólidas en torno a la gestión adecuada de los desechos animales y la alta inversión inicial que esta requiere, además de la utilización de los subproductos de esta tecnología, biogás y efluente.

Este manual fue entonces desarrollado para organizaciones privadas, públicas y sin fines de lucro y para productores individuales y cooperativas que estén en búsqueda de proyectos de captura de metano a partir de la agricultura y la ganadería con el objetivo de reducir el riesgo de los proyectos y contribuir al desarrollo del sector dentro del país.


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Digestión anaeróbica para el manejo de residuos agrícolas de la ganadería

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Este capítulo incluye una corta introducción al proceso de digestión anaeróbica, explicando los pasos de descomposición de los residuos a través de diversos procesos biológicos naturales.

2.1 Descripción general de la digestión anaeróbica

La digestión anaeróbica (DA) es un proceso biológico natural que puede ser utilizado para el tratamiento de residuos orgánicos de una amplia gama, tal como:

• Plantas de tratamiento de aguas negras, rojas, grises• Plantas de tratamiento de residuos sólidos• Plantas de captura de gases de rellenos sanitarios• Plantas de biogás industrial o plantas de tratamiento de agua industrial• Plantas de biogás de residuos agrícolas:• A diferentes escalas: ranchos familiares, ranchos ganaderos de leche y/o carne• De diferentes substratos: residuos de la agroindustria (café, azúcar, vino, etc.), residuos sólidos de rastros,

excremento animal, etc.

Un sistema de digestión anaeróbica (DA) o biodigestor es un reactor biológico que permite el tratamiento de materia orgánica a través de la descomposición anaeróbica. Durante el proceso la materia orgánica es degradada por diferentes bacterias en ausencia de oxígeno. La mayoría de las bacterias de este proceso son estrictamente anaeróbicas y por lo tanto requieren de la total ausencia de oxígeno para su supervivencia, solamente algunas de es-tas bacterias son menos susceptibles a la presencia de oxígeno en el medio. Este complejo de bacterias se encuentra espontáneamente en una gran variedad de lugares de la naturaleza, especialmente en lagos, desagües y excremento animal.

A través de la descomposición biológica el nivel de materia orgánica en los residuos (medida cómo sólidos volátiles) es reducido considerablemente al igual que la concentración de patógenos. La materia prima (la materia orgánica utilizada para alimentar al biodigestor) de este proceso puede incluir excremento animal y/o humano, basura orgánica del procesamiento de alimentos domésticos, residuos orgánicos de cultivos agrícolas o procesos de la agro industria, cómo por ejemplo flujos de residuos orgánicos de la producción de tequila. La materia orgánica es mezclada con agua para crear un sustrato líquido, el cual será introducido al biodigestor (Figura 3, arriba).

Uno de los sub productos de la descomposición es el biogás, una mezcla de gases que contienen aproximadamente 50-70% de metano, 30-40% de dióxido de carbono, hidrógeno (≤1%), anhídrido sulfúrico (≤3%) y trazas de otros gases. Debido a su alto contenido de metano, el biogás es combustible y puede ser utilizado como una fuente alternativa de combustible para la generación de calor (por ejemplo para cocinar, calentar agua o calentar establos de animales), de electricidad (en un moto generador a biogás o en un moto generador modificado) o de energía mecánica.

Es importante tomar en consideración que los sub-procesos de la digestión anaeróbica, al ser procesos bioquímicos, son dependientes de la composición de los insumos que se utilicen. La Tabla 1 muestra diferentes composiciones químicas de diversos residuos orgánicos agrícolas que pueden ser considerados insumos de la digestión anaeróbica. Tabla 2 muestra ejemplos de diferentes productividades de biogás a partir de diferentes sustratos a partir de sus diferentes composiciones químicas.


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Tabla 1: Ejemplo de variación de composiciones químicas de diferentes flujos de residuos orgánicos que pueden ser utilizados en digestión anaeróbica

(Adaptado de Varnero, M.T., 2011. Manual de biogás, MINENERGIA, PNUD, FAO, GEF Santiago, Chile, Tabla 3.6)

Tabla 2: Ejemplos de variación de producción diaria de biogás dependiendo del tipo de excremento animal producido como insumo.

(Adaptado de Varnero, M.T., 2011. Manual de biogás, MINENERGIA, PNUD, FAO, GEF Santiago, Chile, Tablas 3.6 y 3.7)

*Nota: La cantidad de excremento producido por animal dependerá de su raza, su alimentación y su tipo de producción (Extensiva o intensiva). La cantidad de excremento disponible corresponde a la cantidad de excremento que es posible de ser recolectada con facilidad, en estado fresco y suficientemente limpio para ser utilizado como insumo del biodigestor.


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Residuo orgánico Grasas (Lípidos) [%] Proteínas [%] Celulosa [%]Paja de trigo 1.10 2.10 65.45Caña de maíz 0.00 4.50 35.40Excremento de ganado vacuno

3.23 9.05 32.49

Excremento de porcinos 11.50 10.95 32.39Excremento avícola 2.84 9.56 50.55Excremento de caballos 2.70 5.00 40.50Excremento de ovejas 6.30 3.75 32.00Excremento de cabras 2.90 4.70 34.00

CerealesCantidad de residuos producidos

(ton/ha/cosecha)Volumen de biogás producido a

través de DA (m3/ton)Trigo 3.3 367Maíz 6.4 514

Excremento Excremento disponible* (kg/día)Volumen de biogás producido desde DA (l/kg excremento

fresco)Ganado 10.00 40Cerdos 2.25 60Aves 0.18 80Ovejas 1.50 50Cabras 2.00 50Caballos 10.00 40Humanos 0.40 60

En un sistema de DA, el efluente del proceso de descomposición es un líquido residual denominado efluente, el cual puede ser utilizado como fertilizante biológico para mejorar las condiciones del suelo y el rendimiento de los cultivos. Esto ocurre gracias a la cantidad de macronutrientes presentes en la parte orgánica del insumo utilizado. Por ejemplo nitrógeno y fósforo serán liberados al efluente durante el proceso de descomposición y estarán luego listos para ser absorbidos por las raíces de los cultivos. El efluente contiene además otros componentes de alto valor para el crecimiento de plantas, cómo por ejemplo micronutrientes y fito-hormonas. Alternativamente el efluente puede también volverse a tratar para hacerlo cumplir con regulaciones y/o estándares de descarga de plantas de tratamiento de aguas (Figura 3).


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Figura 3: Componentes de un sistema de digestión anaerobíca para el manejo de desechos de origen animal

2.2 El proceso bioquímico de la digestión anaeróbica

El proceso de digestión anaeróbica puede descomponerse en varias fases bioquímicas:


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Fase 1: Hidrólisis

El insumo entra el sistema en forma de moléculas orgánicas grandes; proteínas y carbohidratos complejos. En esta etapa el insumo será descompuesto en pequeñas partículas (monómeros o oligómeros) a través de reacciones químicas junto a la presencia de agua. Estas pequeñas partículas serán de fácil digestión para las bacterias formadoras de ácidos de la fase 2. Hidrógeno y dióxido de carbono también serán producidos, los cuales serán consumidos por las bacterias formadoras de metano de la fase 3.

Fase 2: Acidogénesis

Nuevamente una serie de reacciones químicas descomponen pequeñas partículas y las transforman en moléculas aún más pequeñas (monómeros), los ácidos simples (acético, propiónico y butírico) y etanol.

Figura 4: Versión simplificada de los procesos bioquímicos involucrados en la digestión anaerobia usando el excremento animal como materia prima

(Fuente: Adaptado de SNV, Premeca, FIDE, Funder, Emabajada Real de Dinamarca. (2012). Guía Implementación de sistemas de biodigestión en ecoempresas. Tegucigalpa, Honduras. Ilustración 1.)

Una descripción más detallada de las fases bioquímicas del proceso de digestión anaeróbica puede encontrarse en el Apéndice A.

Variados son los factores que pueden afectar el rendimiento de las bacterias que digieren residuos orgánicos, y por lo tanto, cuanto biogás será producido. Dentro de estos se encuentra: la temperatura de los residuos utilizados, la temperatura del efluente dentro del biodigestor, el pH de la mezcla de residuos (cuán ácido se encuentra la mezcla) y el contenido de carbono y nitrógeno de los residuos (la relación C:N). Diversos tipos de impurezas dentro de los residuos, tales como compuestos metálicos y químicos anti-bacteriales pudrían afectar el proceso negativamente. Estos puntos serán elaborados en el Capítulo 14.

Fase 3: Metanogénesis

Durante esta fase existen 2 grandes grupos de bacterias que producirán metano. Un grupo producirá metano al combinar el hidrógeno y el dióxido de carbono presentes durante la fase 1. El otro grupo digerirá los ácidos producidos en la fase 2 y los compuestos químicos producidos para entonces producir el metano y el dióxido de carbono.


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Beneficios asociados a la instalación de sistemas de digestión anaeróbica para

el tratamiento de los residuos de la ganadería

3


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En esta sección se presentan los beneficios inherentes a la implementación de sistemas anaeróbicos, a diferentes escalas, para el tratamiento de residuos agrícolas desde una perspectiva medio ambiental, económica y social.

Existen muchísimos beneficios a partir de la implementación de sistemas anaeróbicos. En ausencia de estos sistemas de tratamiento de residuos, los volúmenes de residuos a partir de la ganadería pueden llegar a constituir serios problemas a partir de la percolación del exceso de aguas residuales con altos niveles de materia orgánica, cómo por ejemplo:• Contaminación de aguas superficiales y subterráneas debido a la excesiva cantidad de macro nutrientes• Riesgo para la flora y fauna local y el ecosistema en general debido a la contaminación de los cuerpos de agua• Daño a la estructura y a la microbiología del suelo • Daño a la población nativa de forraje a partir de la formación excesiva de vegetación debido a la presencia del

efluente• Aumento de la emisión de metano y otros GEI• Presencia de malos olores y moscas a partir del almacenamiento del excremento y/o su aplicación como abono • Riesgo de contagio de patógenos

Un sistema de tratamiento de DA puede contribuir a solucionar estos problemas a través de los beneficios inherentes de la integración del biodigestor al sistema agrícola, cómo se puede apreciar en la Figura 5.

Figura 5: Digestión anaerobia para el tratamiento de excremento animal como parte de un sistema agrícola integral (Adaptado de: The Biogas Cycle, GIZ-PSDA Kenya, 20117.)


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Los beneficios de instalar un sistema de DA para el tratamiento de residuos agrícolas pueden ser clasificados en: 1) beneficios económicos, 2) beneficios medio ambientales, 3) beneficios sociales y de salud.

(1) Los beneficios económicos pueden incluir:

• Reducción de costos a partir del desplazamiento de GLP, leña o carbón por la utilización de biogás• Reducción de gastos en electricidad a partir de la utilización del biogás para la generación de corriente eléctrica

en moto generadores adaptados• Ingresos a partir de la venta de certificados de ahorro de carbono (dentro del mercado voluntario o el mercado

oficial) generados a partir de la captura del metano producido para la producción de energía o simplemente su combustión.

Figura 6: Beneficios de la digestion anaerobia para el aprovechamiento del excremento animal como materia prima en la agricultura


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• Ingresos a partir de la venta de productos que han sido producidos a partir de la utilización de biogás, por ejemplo: preparación de productos lácteos, preparación de alimentos locales, preparación de insumos para la elaboración de artesanías

• Aumento del ingreso por venta de mayores volúmenes de cultivos debido a la utilización del efluente como abono

• Reducción del costo de fertilizantes químicos debido al uso del efluente como abono (el efluente tiene un alto contenido de micro y macro nutrientes requeridos por las plantas)

• Ingresos por la venta de efluente

Los sistemas de tratamiento aeróbico convencional de residuos agrícolas no ofrecen estos beneficios, y por lo tanto la DA tiene la ventaja comparativa de poder auto-contribuir al pago de la inversión cuando se hace uso del biogás y del efluente como abono. Esto resulta en tiempos de recuperación de la inversión en DA más cortos que los sistemas aeróbicos.

(2) los beneficios medio ambientales pueden incluir:

• Reducción en las emisiones de GEI a partir de la captura de metano y su destrucción (combustión del biogás). El metano es 24 veces más potente en la contaminación de la atmosfera que el dióxido de carbono que es emitido al quemar el biogás.

• Reducción de la contaminación de cuerpos de agua con excesivo excremento animal.• Reducción de la contaminación de cuerpos de agua a partir de la disminución en el uso de fertilizantes químicos

debido a la utilización del efluente como abono de los cultivos• Reducción del nivel de patógenos debido al tratamiento del excremento• Mejoramiento de la estructura del suelo al hacer uso del efluente cómo fertilizante• Menor incidencia en la deforestación local debido a la menor presión por recursos madereros

(3) los beneficios sociales y de salud pueden incluir:

• Ahorro de tiempo debido a la disminución de carga de trabajo en torno a la recolección de excremento, de combustible leña y fertilizantes químicos, este tiempo podría traducirse en tiempo destinado a actividades generadoras de ingresos

• Independencia energética: autoabastecimiento de biogás en hogares y entidades productivas • Acceso y puesta en práctica del conocimiento de mejoras prácticas agrícolas relacionadas al manejo de los

residuos y uso del fertilizantes y abonos• Mejoramiento de las habilidades de los agricultores para cumplir con regulaciones en el manejo de excremento,

contaminación de agua y aire• Reducción del uso de fertilizantes químicos en la producción de alimentos, producción más amigable con el

medio ambiente• Reducción de riesgo de enfermedades respiratorias a partir de la inhalación de humos de combustión

incompleta de la quema de leña y/o carbón dentro de los hogares.


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Estos beneficios se escalan a partir de su uso local hacia beneficios que alcanzan a los agricultores nacionales, empresas y técnicos locales, gobiernos y, finalmente, a la comunidad internacional, cómo se puede observar debajo en la Figura 7.

Figura 7: Escalas de los beneficios de la digestión anaerobia en el tratamiento de excremento de ganado

Gobiernos Comunidad internacional

Empresas locales y comerciales

Agricultor y su familia

•  Manejo adecuado del excremento

•  Producción de fer4lizante •  Producción de energía e

independencia energé4ca •  Cumplimiento de

regulaciones gubernamentales

•  Creación de nuevos puestos de trabajo para técnicos, ingenieros, abastecedores de equipos, etc.

•  Creación de un mercado que proveerá nuevas formas de trabajo

•  Produc4vidad agrícola mejorada

•  Cumplimiento de regulaciones medioambientales

•  Mayor posibilidad de independencia energé4ca

•  Reducción de GEI y demanda energé4ca

•  Mejor calidad de vida para la sociedad

•  Vínculos sostenibles entre la producción alimen4cia, consume energé4co y uso del agua

Tipos de biodigestor y componentes del sistema

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Esta sección presenta los diferentes tipos de biodigestor disponibles para su implementación en proyectos agrícolas y los componentes de un sistema de biodigestión.

4.1 Componentes de un sistema de biodigestión

Los componentes básicos de un biodigestor se muestran en la Figura 8. Al margen del tipo de biodigestor, todos los modelos incluirán estos componentes de una forma u otra.

1) Lugar de recolección y preparación de la materia prima: sitio de recolección de la materia prima y mezcla con agua, en este punto deben eliminarse las partes sólidas que eventualmente podrían encontrarse en la materia prima, evitando de esta manera entrar al sistema. Solamente la mezcla de materia prima y agua entrará al sistema.

2) Biodigestor: es la parte del sistema donde ocurre la biodigestión, es el reactor que permite la condición anaeróbica necesaria para la generación de biogás. En general dos tercios del reactor se encontrarán llenos de la materia prima bajo la acción de las bacterias metanogénicas (fase líquida). El tercio restante es el que almacena el biogás generado (fase gaseosa). Una de las partes más importantes del reactor son los sellos de agua, ya que mantienen la condición anaeróbica necesaria. Usualmente el nivel del agua en la entrada y salida del reactor es el mismo nivel encontrado dentro del mismo, de esta manera no existe flujo de aire hacia dentro o de biogás hacia fuera del biodigestor. Si por alguna circunstancia se llegara a perder este sello de agua, el biogás almacenado dentro del reactor disiparía al medio ambiente y al mismo tiempo se perdería el equilibrio bioquímico dentro del reactor debido a la entrada de aire, consecuentemente las bacterias metanogénicas dejarían de producir biogás de forma efectiva.


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Figura 8: Componentes básicos de un biodigestor


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3) Lugar de salida del efluente: la materia prima una vez metabolizada pasa a denominarse efluente, cada vez que entra nueva materia prima al biodigestor el efluente será empujado hacia la salida de este. El efluente podrá entonces ser utilizado inmediatamente, almacenado por un corto periodo de tiempo o para alguna otra forma de uso posterior o eliminado.

4) Utilización del efluente: el efluente del biodigestor podría utilizarse cómo un abono o fertilizante orgánico, el cual es producido bajo un proceso biológico natural. Tras el proceso de descomposición de largas moléculas presentes en la materia prima, nutrientes cómo el nitrógeno y el fósforo se encontrarán disponibles en el efluente. Este puedo ser utilizado y aplicada como fertilizante en una gran variedad de cultivos, por ejemplo en cereales, árboles frutales, hortalizas, flores, legumbres y cucurbitáceas entre otras. Alternativamente existen otras formas de utilización y descarga, por ejemplo a través del decantamiento del efluente se puede separar sus partes sólidas y líquidas. La parte sólida podrá utilizarse cómo sustrato de compostaje o lombricultura, y la parte líquida podrá ser descargado al alcantarillado local o en su ausencia o preferencia a campos de infiltración.

5) Uso del biogás o quema: El biogás generado tras el proceso de digestión es normalmente utilizado cómo combustible para calentar agua, calefacción de espacios, preparación de alimentos, o generación de electricidad. En los casos en que el biogás no tiene un fin productivo, este es quemado bajo condiciones controladas. La combustión del biogás tiene como objetivo evitar su acumulación, cómo también evitar su emisión a la atmosfera.

Los sistemas de biodigestión a escalas mayores incluirán también otros componentes, cómo por ejemplo:

Pre tratamiento: El excremento animal puede requerir pre tratamiento en escalas mayores para así evitar la entrada de materiales indeseados al sistema que disminuirían la eficacia del proceso biológico, tales como: basuras, arena, materiales que cubren el establo, y elementos que no serán metabolizados por las bacterias. Al separar estos será más fácil evitar la sedimentación dentro del biodigestor y el eventual bloqueo de tuberías de entrada y salida. Este tratamiento entonces ayudará a mantener un adecuado funcionamiento y eficacia dentro del biodigestor. Este paso puede ser hecho a través de métodos mecánicos cómo gravedad o separadores que aplican vibración.

Distribución y filtrado del biogás: la distribución y filtrado del biogás en sistemas grandes debe ser diseñada para funcionar a presiones más altas que en los sistemas domésticos. La demanda de biogás será alta durante ciertos puntos del día por lo que los sistemas deberán ser diseñados para satisfacer adecuada y eficientemente los máximos esperados. Normalmente a esta escala el biogás será utilizado en procesos productivos que incluyen boilers, equipos de combustión del biogás o motogeneradores, etc. Debido a la presencia de anhídrido sulfúrico (H2S) en el biogás, el cual es corrosivo y daña los equipos disminuyendo su vida útil, será indispensable diseñar sistemas de filtrado del biogás. Estos sistemas pueden incluir lana metálica, u otras sustancias ricas en fierro o carbón activado, entre otros materiales.

Llama de combustión de biogás para emergencias: en sistemas grandes, la producción de biogás es alta. En caso de existir un problema con los artefactos que demandan el biogás producido la alternativa más segura y amigable con la atmosfera será la combustión del biogás para su eliminación. Existen diferentes llamas de combustión, algunas están diseñadas para garantizar el 99% de combustión del metano contenido en el biogás, de esta manera solamente se eliminará CO2, el cual es 21 veces menos dañino en su efecto invernadero. Normalmente las llamas de combustión son muy eficientes y están hechas de chimeneas de acero inoxidable, materiales que resisten altas temperaturas e instrumentos que regulan la circulación de aire con el objetivo de ayudar a la perfecta combustión del metano. La temperatura de combustión del biogás fluctúa entre 500°C y 800°C.


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Tratamiento secundario del efluente: Normalmente el efluente no cumple con las características establecidas en las regulaciones sobre líquidos a descargarse en cuerpos de agua, en algunos casos sí cumple con los parámetros para su uso en riego. Dependiendo del uso final del efluente, este deberá pasar por un post tratamiento para poder así asegurar el cumplimiento con la regulación existente. Una alternativa es la utilización de la parte líquida del efluente cómo medio de hidratación de composteras o lombri-composteras, también es posible darle uso como abono de suelos. El contenido de nutrientes presentes en el efluente es variable en función del tipo de materia prima utilizada. Para conocer el contenido exacto de sus componentes y poder establecer dosificaciones específicas para cada cultivo eficazmente es recomendable realizar un análisis de laboratorio para determinar los porcentajes de cada uno de los nutrientes presentes en el. Estas dos alternativas son relativamente baratas de implementar, pero requieren trabajo adicional. Otra alternativa sería la instalación de sistemas de tratamiento aeróbico, lagunas conectadas en serie donde especies vegetales extraerán el exceso de materia orgánica aún presente en el efluente, dejando el agua en condiciones adecuada para su uso en riego o descarga en cuerpos de agua.

Sistema de remoción de lodo y sólidos: el lodo que sedimenta dentro del biodigestor y/o en las lagunas de post tratamiento debe ser removido periódicamente, las empresas proveedoras de la tecnología podrían eventualmente dar recomendaciones respecto a la frecuencia con que habría que retirar los sedimentos. El equipo de remoción de sedimentos debe incluir una tubería de extracción de sólidos que permita la entrada al biodigestor sin influir en su condición anaeróbica. Al eliminar estos sólidos se permite la máxima capacidad de biodigestión dentro del sistema, evitando así la acumulación de materia inerte que resta volumen utilizable.

Generador eléctrico: Algunos sistemas pueden usar el biogás como combustible en generadores eléctricos modificados o un generador de electricidad a partir de biogás para su utilización en el rancho. El flujo de producción de biogás y el plan de operación del rancho determinarán el tamaño de generador requerido. La electricidad generada podrá ser entonces utilizada dentro del rancho con fines productivos, reduciendo el nivel de consumo tradicionalmente utilizado. En situaciones en que existe menor demanda que oferta de electricidad, esta podrá ser vendida a la red nacional de electricidad, a través del “acuerdo de interconexión” o vendida directamente a productores vecinos u otras fuentes de demanda de electricidad.

Figura 9: Componentes avanzados de sistemas de biodigestión grandes. (a) y (b) equipo de pre tratamiento de materia prima, (c) filtros de biogás instalados en tuberías de

distribución del biogás (d) llama de combustión de emergencia, (e) lagunas aeróbicas para post tratamiento del efluente (f) generador de electricidad a biogás


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4.2 Tipos de biodigestor en 4 proyectos diferentes

Existen muchos tipos de biodigestor en uso en el mundo, cómo pueden observarse en la Figura 9. Cada uno de los modelos aquí presentados está compuesto al menos por los 5 componentes recién mencionados, algunos tienen también componentes más avanzados.

Figura 10: Tipos de biodigestor

(1) Biodigestor de domo flotante (2) Biodigestor de domo fijo


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En México los modelos de biodigestor más comunes utilizados en la ganadería y la agricultura incluyen a las lagunas cubiertas y salchichas.

(3) Biodigestor de domo flotante (4) Biodigestor tipo salchicha de flujo continuo

(5) Biodigestor de contenedor plástico(versión simplificada del biodigestor de domo flotante)

(6) Biodigestor rígido industrial


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4.2.1 Biodigestor del tipo laguna cubierta

Figura 11: Biodigestor del tipo laguna cubierta en el centro de México (Fuente: IRRI, 2011)

En este tipo de sistemas, la entrada de la materia prima ocurre por gravedad o uso de bombas. Normalmente grandes flujos de excremento o desechos de rastros drenan hacia grandes contenedores donde los residuos serán tratados y metabolizados por alrededor de 40 días. Estos biodigestor están construidos a partir del recubrimiento de grandes zanjas o pozos con materiales aislantes fabricados a partir de plástico, geomembrana o LDLP que cubren el piso y que proveen la condición anaeróbica necesaria. En función de la densidad de la materia prima utilizada será necesario construir paredes interiores que artificialmente alarguen el trayecto que la materia prima realizará dentro de ellos con el fin de proveer las condiciones necesarias para su total tratamiento y consecuente producción de biogás. En México, se utiliza sistemas de presión positiva para atrapar el metano. En estos sistemas, una fase gaseosa de biogás rico en metano es formada en la parte superior del biodigestor. Tras la generación de biogás, este es distribuido a través de tuberías a un medidor de gas hacia el punto final de utilización del biogás, que puede ser con fines caloríficos o generación de electricidad. Alternativamente la distribución del biogás irá hacia una llama de combustión de biogás donde será quemado, produciendo dióxido de carbono cómo sub producto. Este CO2 en comparación al metano, es prácticamente inocuo, pues tiene 21 veces menos poder contaminante (considerado en una escala de tiempo de 100 años) y por lo tanto disminuye el potencial de generación de gases efecto invernadero del proceso productivo.

Cada sistema de biodigestión es único puesto que la materia prima puede provenir de diferentes tipos de animales y diferentes combinaciones entre ellas, y a la vez el ganado es alimentado a partir de diferentes fuentes de alimentación. Adicionalmente la ubicación y el clima juegan un rol importante. Es por esto que cada sistema debe estudiarse por separado para asegurar su adecuado funcionamiento, lo cual juega un rol fundamental en proyectos grandes que busquen registrarse como un solo proyecto bajo un programa de actividades.

4.2.2 Biodigestor tipo salchicha o de flujo continuo horizontal

Figura 12: Biodigestor tipo salchicha en el centro de México (Izq. 40m3, Der. 4m3)

Biodigestor tipo salchicha ha sido el nombre con que comúnmente se han conocido los biodigestor de flujo continuo horizontal, los cuales están indicados para volúmenes máximos de 300m3. Permiten la utilización de excremento de ranchos pequeños con pocas cabezas de animales, hasta unos 300 animales. Los biodigestor tipo salchicha pueden ser sistemas modulares de polietileno o polipropileno de mucha utilidad para pequeños y medianos productores de ganado y agricultura. Los sistemas pueden llegar individualmente hasta unos 60m3, volúmenes mayores serán logrados a partir de la instalación de varios biodigestor en serie.

Este diseño utiliza normalmente conexiones de PVC para las tuberías de entada y salida de la materia prima y el efluente respetivamente desde sistema y del biogás generado. Este modelo puede requerir de reservorios externos de biogás. Este sistema está diseñado para empacar y enviar fácilmente ya que es entregado y empacado dentro de los mismos materiales que serán posteriormente utilizados para su instalación. Este biodigestor está diseñado para agitarse manualmente, permitiendo de esta manera una actividad biológica más efectiva. El uso más común del biogás generado en este tipo de sistemas es del tipo de energía calórica con fines de alimentación humana doméstica o agua caliente. El efluente es utilizado como un fertilizante orgánico en las siembras contiguas.

4.3 Comparación de tipos de biodigestor utilizados en proyectos agrícolas en México

En la Tabla 3 se puede observar una comparación entre biodigestor tipo laguna cubierta y biodigestor horizontales de flujo continuo para ofrecerle a las personas interesadas en diseñar un proyecto una fuente de información que le permita tomar la mejor decisión.


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Tabla 3: Comparación de tipos de biodigestor utilizados comúnmente en México

CaracterísticasTipo de biodigestor

Tipo laguna cubierta Tipo flujo continuo horizontalTiempo esperado de vida 10 a 15 años dependiendo del

equipo de operación5 a 20 años dependiendo del material utilizado

Costo de inversión $1,500,000 a 15,000,000 pesos mexicanos

Aproximadamente $12,000 a $225,000 pesos mexicanos más el costo de la excavación de la zanja

Costo de operación $5 pesos mexicanos/kWh producido MínimoTamaños típicos 500 a 20,000 m3 1 a 40 m3, también pueden instalarse

en serie para lograr sistemas de mayor capacidad

Materiales de construcción HPDE/HDPP geomembrana de alta calidad

PVC cubiertas de plástico, LLDPE/HPDE/HDPP de baja calidad y geomembrana de alta calidad

Presión del biogás Variable Variable, rangos bajosFiltraciones de biogás No es común No es comúnGeneración de energía Generación de electricidad hasta

1 MW y generación de energía mecánica.

Generación de electricidad de hasta 20 kW disponible para sistemas de 40m3 o mayores. Generación de energía mecánica disponible en sistemas de 40m3 o mayores.

Mantención del sistema Requiere de agitación y carga diaria. Protección del sistema a través de una reja perimetral. Remoción anual del sedimento. Reemplazo del filtro cada 1 a 3 meses.

Requiere de agitación y carga diaria. Protección del sistema a través de una reja perimetral. Remoción anual del sedimento. Reemplazo del filtro cada 2 a 6 meses.

Generación de empleo local Sí, para el manejo y preparación de los residuos , manejo del biogás y su efluente

Normalmente no, a menos que se produzca electricidad.

Cantidades de materia prima requerida

Desde 300 l/día hasta 30,000 l/día (mezcla de agua y residuos) dependiendo del tamaño del biodigestor y el clima.

Desde 80 l/día hasta 2,000 l/día (mezcla de agua y residuos), dependiendo del tamaño del biodigestor y el clima.

Tipo de materia prima Flujos líquidos de residuos prove-nientes del procesamiento de café, excremento animal, rastros o procesadoras de productos cárnicos. Evitar el uso de residuos sólidos.

Flujos líquidos de residuos provenientes del procesamiento de café, excremento animal, rastros o procesadoras de productos cárnicos. Evitar el uso de residuos sólidos.

Identificación y factibilidad de proyectos

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Este capítulo ofrece una guía a los puntos que deben ser tomados en cuenta para asegurar que todos los factores que podrían afectar la factibilidad de un proyecto sean considerados antes de su implementación. Ofrece una vista general del proceso a seguir al momento de evaluar la factibilidad de un proyecto durante la fase de identificación y desarrollo del proyecto.

La introducción de nuevas tecnologías, cómo por ejemplo los biodigestor puede con frecuencia causar el fracaso de los proyectos debido a diversas razones, entre ellas:

Estos problemas gatillarían el mal funcionamiento de los sistemas, lo cual podría dañar la imagen de la tecnología y crear una mala reputación en torno al tema. Estos problemas se pueden encontrar a lo largo de toda la vida de implementación de los proyectos, desde las etapas de planificación hasta la etapa de operación. Al considerar la factibilidad de un proyecto de biogás, es fundamental tomar en cuenta el ciclo de vida completo del proyecto (Figura 13).

Figura 13: El ciclo de vida de un proyecto de biodigestor para la agricultura.

Con el objetivo de definir adecuadamente un proyecto de biogás para la agricultura, las siguientes preguntas deben ser tomadas en consideración:

• Cuál es el objetivo del proyecto?• Cuál es la capacidad de inversión para llevar a cabo el proyecto?• Es posible contar con una oferta de materia prima uniforme y permanente?• Donde se instalaría el biodigestor?• Definir y evaluar el plan de desarrollo y la estrategia financiera• Intentar trabajar con contratista que tengan la capacidad de llevar a cabo la planeación, diseño e implementación.

• Diseño incorrecto • Fallas en cumplimiento de regulaciones gubernamentales• Construcción inadecuada

• Mala ubicación • Mala utilización o poco interés de parte del usuario final• Inadecuada capacitación del usuario final


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• Incorporar desde tempranas etapas del proyecto otros actores locales (autoridades locales, municipalidades, proveedores de materia prima, empresas financieras y público en general.

La factibilidad de cualquier proyecto depende de varios factores;

Todos estos aspectos deben ser tomados en cuenta para para alcanzar proyectos exitosos.

Figura 14: Los factores que afectan la factibilidad de un proyecto (Adaptado de SNV 2009). Introducción al biogás doméstico. Tecnología y diseminación, experiencias de Asia. Programa de

postgraduados en Energías Renovables. Universidad de Oldenburgo. Material para estudiantes, pág. 38)

• Viabilidad técnica Y específicamente dentro de cada proyecto,• Aceptabilidad social • Los requisitos específicos del proyecto,• Atractivo económico, y • El contexto político y legal del país o de la

región• Sostenibilidad medio ambiental


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Figura 15: Secuencia de los factores a tomar en cuenta para evaluar la factibilidad de los proyectos de biogás, ordenados por capítulos, según el contenido de este manual.

Consideraciones técnicas para el desarrollo del proyecto

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6.1 Selección del rancho y evaluación de las condiciones iniciales adecuadas para llevar a cabo el proyecto

Esta sección considera la factibilidad técnica de instalar un sistema de biodigestión para el manejo de excremento dentro de un rancho, dependiendo de los criterios específicos que pudieran afectar el adecuado funcionamiento del sistema,

Para comenzar se deberían considerar primero los ranchos que tengan mayor potencial para llevar a cabo el estudio. Se podría llegar a ellos a través de contactos con cooperativas de agricultores locales o asociaciones relacionadas, actividades de promoción cómo ferias de agricultura, reuniones locales relacionadas al tema, o a través de organizaciones de gobierno y sus oficinas SAGARPA, SEMARNAT, FIRCO, FIRA y Financiera Rural.

Una vez que ya se ha hecho una lista de ranchos potenciales, se debe proceder a una evaluación de sitio, la cual debe cubrir las siguientes áreas y de esta manera poder establecer una línea base en cada uno de los sitios.

• Condiciones climáticas del sector a lo largo de todo el año• Manejo actual de residuos • Tipo, costos y uso de combustible actual• Tipo, costos y uso de fertilizantes químicos actual• Características del rancho (número de personas que habitan/trabajan, número y tipo de animales, presencia de

establos, tipo de cultivos y hectáreas, etc)• Tipo de residuos disponibles• Cantidad de residuos disponibles• Disponibilidad hídrica a lo largo del año• Usos potenciales del biogás generado• Usos potenciales del efluente producido• Tiempo utilizado en actividades relacionadas al manejo de residuos y abastecimiento de combustibles• Presencia de lugares propensos a la inundación

En el Apéndice B se puede observar una evaluación de sitio completa.

Las condiciones climáticas locales influenciarán directamente la factibilidad del proyecto de biogás. Las condiciones de operación óptimas para las bacterias anaeróbicas están dadas a temperaturas ambientales en el rango de 30°C a 40°C a lo largo de todo el año. Temperaturas por debajo de este rango también hacen la biodigestión factible, pero será más lento el proceso. Hasta los 15°C un biodigestor será atractivo debido al equilibrio inversión-ganancias. La disponibilidad de agua juega un rol fundamental debido a que el biodigestor requiere de esta para su funcionamiento. Es por esto que es necesario evitar el desbalance en la disponibilidad de agua en el rancho, si el biodigestor va a demandar agua que es utilizada con otros fines, el proyecto entonces no es viable. La Tabla 4 abajo explica esto criterio en más detalle. También en relación al agua, es necesario tomar en cuenta si es que ocurren inundaciones dentro del terreno, para evitar instalar el biodigestor en estos sitios.


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Tabla 4: Consideraciones climáticas para la implementación de proyectos de biodigestor.(Adaptado de GTZ, Plantas de biogás en la ganadería, 1989. Página 16.)


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Zona climáticaFactores relevantes para

proyectos de biogásIdoneidad para proyectos de

biogásZona tropical Precipitaciones anuales sobre los

1,000 mm. Precipitaciones mayores a 1,500 mm son desfavorables para los biodigestor. Temperatura constante entre 25-30 °C. Pobre desarrollo de la ganadería debido a la alta incidencia de enfermedades, podría limitar la disponibilidad de materia prima.

Favorable en función del volumen de agua de lluvia.

Pradera sub tropical Agua normalmente disponible a lo largo de todo el año, agua lluvia entre 800 y 1,500 mm. Rangos de temperatura ente 22°C y 26°C.Agricultura intensiva, ganadería ganando más terreno.

Favorable

Pradera seca temperada Corta temporada de lluvias, larga época seca, entre 300 y 600 mm de precipitaciones. Temperaturas en el rango 10°C-22°C. Ganadería tiende a ser de pastoreo, también existe ganadería intensiva.

Posible, siempre y cuando exista disponibilidad de agua a lo largo de todo el año y animales estabulados

Bosque temperado Precipitaciones a lo largo de todo el año, con periodos secos más cortos que en otras regiones, fluctuación entre 800 y 1,600 mm al año.Rangos de temperatura entre 15°C y 23°C.Agricultura de pequeña escala.

Posible siempre y cuando exista disponibilidad de agua y animales estabulados, los biodigestor necesitarían ser más grandes debido al frio en invierno


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La Figura 16 muestra las diferentes áreas en México y su idoneidad respecto a la implementación de proyectos de biogás, en base a las condiciones climáticas presentes.

Figura 16: Regiones climáticas en México (Adaptado desde UN FAO, 2010)

Zona climáticaFactores relevantes para

proyectos de biogásIdoneidad para proyectos de

biogásBosque nuboso Ubicada a alturas entre los 2,500 y

3,000 msnm. Existe una alta humedad ambiental proveniente de la neblina. Precipitaciones sobre los 500 mm al año.Rangos de temperatura entre 8°C y 20°C a lo largo de todo el año. Algo de ganadería, la agricultura tiende a enfocarse en plantas de sombra, cómo por ejemplo producción de café.

Posible siempre y cuando exista disponibilidad de agua y animales estabulados, los biodigestor necesitarían ser más grandes para enfrentar épocas frescas.

Desierto árido y semi árido Precipitaciones muy aisladas, fluctuaciones entre 0 y 300 mm.Rangos de temperatura entre 22°C y 40°C a lo largo de todo el año.Muy poca ganadería.

Desafíos relacionados a la disponibilidad de agua.

El conocimiento y determinación de la línea base del método actual de tratamiento de los residuos, asi como el uso actual de combustibles y fertilizantes químicos previo a la instalación del biodigestor será de suma importancia al intentar estimar el grado de reducción de GEI a partir de la implementación del proyecto. Esto se hace imprescindible en casos en que el proyecto intente incluirse bajo un proyecto de actividades dentro del MDL (más detalle en el Capítulo 9). Alternativamente podría buscar la reducciones certificadas de emisiones (RCE) (CER por sus siglas en inglés) para el mercado voluntario, el cual tendrá requisitos específicos para llevar a cabo la línea base y el cálculo de la estimación de GEI mitigados por el proyecto a través del desplazamiento del uso de combustibles convencionales (combustibles fósiles, biomasa no renovable) por el uso del biogás.

Características del rancho: cifras cómo el número de trabajadores, tipo y cantidad de animales son importantes de tener en cuenta para evaluar el tamaño del proyecto y cómo y cuantos beneficiarios llegará a tener. El person-al del rancho podría por ejemplo disfrutar de los beneficios del biogás cómo combustible para cocinar o duchas con agua caliente en caso de que no las hubieran tenido antes. Otro detalle fundamental es la diferencia entre la presencia de animales estabulados o de libre pastoreo, ya que el excremento, qué es normalmente la mayor fuente de desechos y la más controversial, estará o no disponible en forma fácil de identificar y recolectar.

El tipo y la cantidad de desechos que el biodigestor tratará es importante de determinar, debido a que, cómo visto anteriormente en el Capítulo 2, los diferentes tipos de excremento producirán diferentes cantidades de biogás y requieren de diferentes manejos. La cantidad de excremento es importante para diseñar el tamaño del volumen del biodigestor a implementar.

Los tipos de cultivos y las hectáreas cultivadas, son datos importantes para así determinar cuánto del efluente podrá ser utilizado como abono natural y de qué manera. Otras actividades demandantes de energía llevadas a cabo en el rancho serán importantes de determinar, por ejemplo cocinar, calentar agua, ordeña, iluminación, calefacción de estables de animales, etc. ya que a partir de esto se podrá hacer una propuesta coherente y específica para el uso del biogás.

Para poder estimar el potencial de ganancias de la implementación de un sistema de biogás y realizar un análisis económico (Capítulo 8) puede ser práctico tomar notas sobre el tiempo que el agricultor utiliza en actividades relacionadas al manejo de los residuos, recolección de combustibles, provisión de fertilizantes y tipo de fertilizantes a utilizar. Una tabla simple como la presentada en la Tabla 5 puede ayudar a recolectar esta información.


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ActividadTiempo de trabajo Notas para el tiempo de trabajo

con el biodigestorSin el biodigestor Con el biodigestorLimpieza de establos de animales

Asumiendo que con un sistema de recolección de desechos es posible limpiar los establos

Tratamiento actual del excremento

Relativo a la fracción de excremento que se está tratando en el biodigestor

Tabla 5: Ejemplificación del tiempo estimado que se puede llegar a ahorrar como consecuencia de integrar un biodigestor de excremento a las operaciones de una granja/rancho

(Adaptado de GTZ (1989) Biogas plants in animal husbandry. pp 96)


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ActividadTiempo de trabajo Notas para el tiempo de trabajo

con el biodigestorSin el biodigestor Con el biodigestorRecolección y transporte de combustible

Relativo a las demandas de combustibles en el rancho y el biogás generado por el biodigestor

Necesidad de agua caliente para operación del rancho

Dependiendo de lo métodos actuales de uso y si es que el biogás será utilizado en adición a o en reemplazo al sistema actual de combustibles

Viajes necesarios para adquirir fertilizantes químicos

Dependiendo de la fracción de efluente usado como abono natural que desplace los fertilizantes químicos.

Preparación y aplicación de fertilizantes

Dependiendo de la fracción de efluente usado como abono natural que desplace los fertilizantes químicos.

Total Suma de todas las actividadesTiempo ahorrado al mes = Total (sin el biodigestor) - total (con el biodigestor)Ahorro de tiempo en valor de costo oportunidad = Tiempo ahorrado al mes * promedio del salario de un trabajador agrícola por hora

Tras la realización de la línea base y la caracterización de las condiciones de operación y diseño del rancho previo a la instalación de un biodigestor, ya será factible llevar a cabo una aproximación de las dimensiones del biodigestor, Capítulo 10.

Si el desarrollador de proyectos planea financiar la inversión a través del programa de actividades de Financiera Rural, existen variadas consideraciones técnicas a las que el proyecto debe adherir, las cuales están desarrolladas en el Capítulo 9.3.2

6.2 Conexión a la red CFE al generar electricidad a partir de biogás

Dentro del contexto “energía descentralizada” varios cambios han sido introducidos a las políticas mexicanas con el objetivo de abrir canales a los dueños de los proyectos de biogás para que puedan sacar provecho económico de la venta de la generación de electricidad. Previo a la puesta en marcha de la Ley para el Aprovechamiento de Energías Renovables y el Financiamiento de la Transición Energética, LAERFTE era ilegal en México generar o vender electricidad para todos los individuos u otras organizaciones que no fuera la Comisión Federal de Electricidad (CFE).

La Ley para el Aprovechamiento de Energías Renovables y el Financiamiento de la Transición Energética, LAERFTE instaura que la comisión reguladora de energía (CRE) es la que establece las Reglas Generales de Interconexión al Sistema Eléctrico Nacional para generadores o permisionarios con fuentes de energías renovables o cogeneración eficiente. Estas reglas generales fueron publicadas en mayo de 2012 y permite a generadores independientes de electricidad conectarse a la Red de Electricidad Nacional. El contrato se hace a través de un contrato de interconexión con CFE el cual establece las condiciones para permitir la penetración de la energía producida con biogás que no haya sido utilizada en las propias instalaciones de generación de biogás, para de esta manera establecer una metodología de compensación por este aporte. Las siguientes condiciones también aplican:

• Sin excepciones, las instalaciones que no se encuentran bajo el Acuerdo de Interconexión no podrán conectarse a la Red de Electricidad Nacional

• CFE entregará a petición del postulante a convertirse en generador de electricidad los requisitos técnicos, administrativos y legales para la conexión a la red

• Los trabajos relacionados a la conexión a la red determinados por CFE serán sujeto a revisión si el postulante cambia de ubicación, capacidad instalada de generación y/o la fecha de entrada en operación

Existen 3 posibilidades de contratos para el tipo de conexión:

1. Pequeña escala: aplica para los sistemas de utilización de electricidad residencial con usos hasta 10 kW y uso general de hasta 30kW

2. Escala mediana: aplica para sistemas de hasta 500 kW3. Centros de generación: aplica para sistemas de gran escala, mayores a 500 kW

Venta de excedentes Los sistemas sobre 500 kW serán capaces de vender excedentes a CFE. Para sistemas bajo 500 kW, los pagos hechos a CFE cuentan la electricidad generada de la siguiente forma para estimar el pago que CFE ofrecerá por la electricidad: la electricidad pagada al productor será igual a la electricidad recibida desde CFE por el productor menos la electricidad transferida a la red. Seguirá siendo ilegal para individuos u organizaciones vender electricidad bajo cualquier forma, a menos que no sea CFE. Sin embargo siempre será posible utilizar la electricidad bajo un esquema de autoabastecimiento. Esto aplica independientemente de la escala de generación. Todos los sistemas que deseen conducir electricidad generada hacia otros puntos de utilización deberán postular y obtener un permiso de porteo desde la Comisión Reguladora de Energía (CRE), proceso que puede llegar a tardar de 6 a 8 meses.

Adicionalmente será posible conducir la electricidad hacia otros usos una vez que el permiso de porteo ha sido obtenido desde CRE, el cual no recibirá pagos al generador desde CRE sino que desde la organización asociada. La organización asociada que reciba la electricidad debe estar registrada en el acta constitutiva de SAE, y CFE debe ser notificado de la demanda (en kW) y la cantidad (en kWh) de cada uno de las organizaciones asociadas que recibirá. CFE actuará cómo la entidad fiscalizadora, que medirá la electricidad que entra a la red en el punto de generación y la cantidad entregada a cada una de las organizaciones asociadas.

En casos en que ranchos grandes tomen en consideración las aplicaciones de conexión a la red CFE, se deberán firmar acuerdos de conexión en las oficinas de CFE, quienes eventualmente podrían no estar al tanto con el proceso o no colaboren activamente en llevar a cabo la coordinación del proceso. Debido a esto se aconseja entrar en contacto con la oficina local de CFE en cuanto se inicie el proceso de desarrollo del diseño del proyecto. Un claro entendimiento de las regulaciones de conexión es fundamental (ver sección 5.3.2), por lo que es crucial llevar a cabo una estrategia con anticipación para lograr cumplir con dichas regulaciones y facilitar la comunicación desde un principio.


44

Consideraciones sobre regulación, medio ambiente y sociales

7

Esta sección plantea las regulaciones a las que hay que adherirse durante el diseño e implementación de proyectos de captura de metano desde la agricultura y ganadería en México. Esto incluye estándares regulatorios y otras regulaciones específicas del estado.

7.1 Consideraciones sobre las regulaciones para proyectos de captura de metano en proyectos de agricultura y ganadería en México

La Figura 17 describe la ley mexicana, los estándares reguladores y otras regulaciones que deben ser tomadas en consideración durante cada una de las etapas de diseño del proyecto y su implementación. Se incluye más detalles sobre estas regulaciones a continuación. Adicionalmente se presentan leyes relevantes y estándares reguladores a partir de las siguientes publicaciones:

• Estándares técnicos para el diseño y la construcción de biodigestor en México (sección 4). Marzo 2010, SEMARNAT (Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales, Dirección General del Sector Primario y Recursos Naturales Renovables, Dirección de Regulación Ambiental Agropecuaria), FIRCO, SAGARPA (Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación, Fideicomiso de Riesgo Compartido).

• Implementación de biodigestor para pequeños y medianos productores porcícolas (sección 4). Mayo 2012. SAGARPA e INIFAP (Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias).

Figura 17: Leyes y estándares regulatorios a tomar en consideración durante un proyecto de captura de metano en la agricultura.


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47

7.2 Estándares regulatorios (Normas)

Tabla 6: Estándares regulatorios y ley mexicana relevante a los pasos involucrados en la digestión anaeróbica de excremento animal.

TópicoEstándar regulatorio

(NORMA)

Idoneidad para implementación

de proyectosDescripción de la norma

Planificación del proyecto

Ley General de Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente-1988. Última Reforma DOF 30-08-2011. (LGEEPA)

Planificación y diseño del proyecto

(Ley de equilibrio ecológico y protección medio ambiental)

Reglamento de la Ley General del Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente en materia de Evaluación del Impacto Ambiental.

Planificación y diseño del proyecto

(Estatuto de la Ley de equilibrio ecológico y protección medio ambiental, relacionado a la Evaluación de Impacto Ambiental) Requisitos para EAIs

NOM-008-SCFI-1993.- Sistema General de Unidades de Medida.

Diseño del proyecto

(Sistema para unidades de medición).

Agua y aguas residuales

Ley Federal de Derechos de 1981 (Parámetros: DQO, SST). Última Reforma DOF 15-12-2011.

Manejo de residuos animales líquidos

En relación a los límites de descarga

NOM-001-SEMARNAT-1996 Manejo de residuos animales líquidos

Límites de descarga en cuerpos de agua nacionales máximos permitidos.


Límites de descarga en sistemas de alcantarillado


Límite de contaminantes permitidos en aguas residuales tratadas utilizadas en servicios públicos.

Residuos sólidos NOM-004-SEMARNAT-2002 Manejo de lodos o sólidos desde pre tratamientos o efluente.

Protección medioambiental: Lodos y biosólidos límites máximo de contaminantes permitidos en el uso o eliminación de lodos o biosólidos.

NOM-083-SEMARNAT-2003 Manejo de lodos o sólidos desde pre tratamientos o efluente.

Estándares para la selección de sitios, diseño, construcción, operación, monitoreo, cierre y trabajos complementarios en un lugar especial de tratamiento y desecho de residuos sólidos urbanos


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(NORMA)



Residuos sólidos Estándares ambientales de nivel estatal

Separación de sólidos de la materia prima/ influentes líquidos o efluentes líquidos

Los límites están fijados por el estado y varían nacionalmente.

Emisiones atmosféricas

NOM-085-SEMARNAT-1994 Combustión de biogás (con fines calóricos o antorcha

Límite máximo permitido para emisiones de humo, partículas, dióxido de azufre y óxido de nitrógeno. Los límites están en función de la capacidad de combustión (MJ/h) y la ubicación del proyecto.

Conexión a la red (CFE)

Reglas Generales de Interconexión al Sistema Eléctrico Nacional para generadores o permisionarios con fuentes de energías renovables o cogeneración eficiente.

Uso del biogás para la generación de electricidad y subsecuente conexión a la red eléctrica nacional CFE

Define los términos para generadores independientes de electricidad para conectarse a la de electricidad nacional, a través de un contrato de interconexión con CFE. Establece las condiciones para la introducción de la electricidad demandada por las empresas eléctricas asociadas con el proyecto cómo también los esquemas de compensación a los que el proyecto está autorizado cuando genera más electricidad de la que consume.

Operación, seguridad e higiene

Ley General de Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente-1988. Última Reforma DOF 30-08-2011, y el Segundo Listado de Actividades altamente riesgosas (SEMARNAT).

Generación y uso de biogás

La LGEEPA especifica que en el caso de los proyectos diseñados para generar, manipular y usar 500 kg o más de metano, el rancho debe registrarse como un actividad con un alto riesgo en sus actividades y por lo tanto deberá presentar un estudio de evaluación de riesgos y un programa de prevención de accidentes a la autoridad medioambiental apropiada, para así estar en línea con el Segundo Listado de Actividades Altamente Riesgosas (SEMARNAT).

NOM-005-STPS-1998 Almacenamiento de biogás

Regulaciones sobre condiciones de salud y seguridad en el lugar de trabajo, manipulación, transporte y almacenamiento de productos químicos peligrosos.


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(NORMA)



Operación, seguridad e higiene

NOM-026-STPS-2008 Líneas de distribución de biogás

Regulaciones sobre seguridad y salud, tuberías distribuidoras de biogás deben ser pintadas de amarillo, marcadas, identificadas y ser sujetas a mantenimiento. Debe estar indicado que las tuberías distribuyen fluidos inflamables.

NOM-003-SECRE-2002 Líneas de distribución de biogás

Distribución de gas natural y gas licuado de petróleo vía tuberías.

NOM-002-STPS-2000 Riesgo de incendios a partir del biogás

Determina el grado de riesgo de incendios, incluye áreas donde deben existir extintores. De acuerdo a la norma, se deben instalar para el biodigestor equipos del tipo A, y equipos del tipo C para el caso de zonas eléctricas.

NOM-001-SEDE-2005 Uso de generadores a biogás para la generación de electricidad

Utilización de instalaciones eléctricas

NOM-029-STPS-2005 Uso de generadores a biogás para la generación de electricidad

Mantenimiento de instalaciones eléctricas en el lugar de trabajo.

NOM-017-STPS-2008 Personal operativo del sistema

Equipamiento para protección personal en el lugar de trabajo.

Nota: el Ministerio de trabajo y bienestar público (STPS) define lugar de trabajo cómo cualquier lugar donde los trabajadores se encuentren ocupados en producción, marketing o entrega de los productos, o cómo la gente que trabaje allí o tenga alguna relación de trabajo. A partir de esto entonces, aquellos ranchos o entidades productivas que tengan implementado un sistema de DA que cumplan con esta definición deberán cumplir también los estándares mexicanos de seguridad y salud.

7.3 Evaluación de impacto ambiental

Los términos de evaluación medio ambiental de la Ley General de equilibrio ecológico y protección medio ambiental establecen que ciertos tipos de actividades bajo jurisdicción federal requieren de una evaluación de impacto ambiental y un proceso de monitoreo antes de que se implementen. Esto incluye la generación y presentación de un Estudio de Impacto Ambiental (EIA) desde el desarrollador del proyecto a entregarse a la agencia de medio ambiente estatal correspondiente. Una vez que el estudio haya sido presentado la agencia estatal podría solicitar


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información complementaria o adicional para poder evaluar los impactos y medidas de mitigación necesarias para poder actualizar o rechazar el proyecto, el rechazo puede otorgarse de 2 formas: no autorizado o condicionado.

La instalación de un biodigestor no está estrictamente especificada entre las actividades de la jurisdicción federal que requieran de una evaluación de impacto medio ambiental. Sin embargo las plantas de tratamiento de agua que hagan descarga de sus líquidos o lodos en cuerpos de agua sí deben presentar uno. Será necesario entonces tomar en consideración estas leyes al momento de definir el diseño del proyecto, pues los efluentes del biodigestor también podrían ser tratados como aguas residuales. En el caso de jurisdicciones municipales del estado el requerimiento de EIA para los biodigestor generalmente no está del todo claro. Se recomienda consultar, a nivel federal o municipal, según cada proyecto para cerciorarse de este requerimiento. Proyectos futuros deben entonces referirse a la agencia del medio ambiente del estado para consultar sobre las excepciones en la necesidad de llevar a cabo un EIA, en caso de no poder confirmar una respuesta allí se deberá consultar en SEMARNAT.

SEMARNAT tiene un proceso de excepción denominado “Excepción de impacto ambiental” donde al desarrollador del proyecto no se le solicitará un EIA. Sin embargo esta excepción federal no garantiza la excepción a niveles de estado o locales. La cuota para este proceso es de $2,869 pesos y se requiere de la siguiente información para iniciar su proceso:

• Nombre del desarrollador del proyecto o empresa a cargo, o el nombre del representante legal cuando se requiera• Dirección local para el contacto directo con SEMARNAT• Nombre(s) de la persona autorizada para establecer contacto con SEMARNAT• Lugar y fecha de la solicitud• Firma del desarrollador del proyecto o representante legal• CURP - Clave Única de Registro de Población• Un requerimiento escrito para postular a esta excepción y las razones para su justificación• Información que compruebe que la implementación de acciones no causarán un desequilibrio ecológico o sobre

pasarán los límites y/o condiciones fijadas en el marco de protección ambiental, preservación y restauración de ecosistemas.

EIA deben considerar los siguientes puntos (Tabla 7). Estos factores deben tomarse en cuenta en conjunto a las leyes medio ambientales y NORMAs enunciadas en la Tabla 6 de este capítulo.

Tabla 7: Factores a considerar al conducir un EIA para la implementación de proyectos de biodigestor para la agricultura

Factor Ambiental a considerar

Etapa relevante a este factor Comentarios

Emisiones a la atmósfera Polvo y emisiones durante construcción

Esto sólo ocurrirá durante la fase de construcción del proyecto

Emisión de gases de efecto invernadero durante generación de biogás

Emisiones del biodigestor deben ser menores a las emisiones de la línea base ya que el metano será capturado y destruido en vez de ser liberado a la atmósfera.


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Factor Ambiental a considerar

Etapa relevante a este factor Comentarios

Emisiones del agua residual

Manejo del efluente Dependiendo del uso o eliminación final del efluente, será necesario que este pase previamente por un proceso subsecuente de tratamiento antes de ser eliminado al alcantarillado o cuerpo de agua en caso de que no se use como abono natural.

Emisiones de residuos sólidos

Emitidos durante la preparación de la materia prima o el manejo del efluente

Cualquier sólido obtenido a partir del proceso de preparación de la materia prima o el tratamiento del efluente debe ser adecuadamente eliminado para evitar impacto ambiental negativo

Destrucción o desalojamiento de flora y/o fauna

Construcción del biodigestor El biodigestor y su equipo asociado no deberán ser ubicados en áreas donde existan especies animales o vegetales protegidas, en vías o riesgo de extinción. Esto puede averiguarse en la oficina de ecología estatal local.

Ruido generado por el proyecto

Durante construcción y op-eración del biodigestor

Impacto del ruido generado debe ser reducido o minimizado durante horarios normales de trabajo y será totalmente evitado durante la noche o los fines de semana. Lo mismo aplica para los procedimientos ruidosos que ocurran durante otras etapas del proyecto.

7.4 Consideraciones para la interconexión a la red eléctrica a partir de la generación con biogás

En ranchos grandes el desarrollador del proyecto podrá estar interesado en utilizar el biogás para generar electricidad y venderla a la red CFE, ya que se encuentra permitido bajo las Reglas Generales de Interconexión al Sistema Eléctrico Nacional para generadores o permisionarios con fuentes de energías renovables o cogeneración eficiente (LAERFTE 2008). Al considerar la generación cómo parte del proyecto, será necesario obtener los acuerdos de interconexión con oficinas locales de CFE, quienes podrían no estar suficientemente familiarizados con el proceso o no participen activamente en la elaboración de los procesos requeridos para alcanzarlos. Debido a esto se aconseja entrar en contacto con la oficina local de CFE en cuanto se inicie el proceso de desarrollo del diseño del proyecto. Un claro entendimiento de las regulaciones de conexión es fundamental (ver sección 5.3.2), por lo que es crucial llevar a cabo una estrategia con anticipación para lograr cumplir con dichas regulaciones y facilitar la comunicación desde un principio.

La Ley para el Aprovechamiento de Energías Renovables y el Financiamiento de la Transición Energética, LAERFTE instaura que la comisión reguladora de energía (CRE) es la que establece las Reglas Generales de Interconexión al Sistema Eléctrico Nacional para generadores o permisionarios con fuentes de energías renovables o cogeneración eficiente. Estas reglas generales fueron publicadas en mayo de 2012 y permite a generadores independientes de electricidad conectarse a la Red de Electricidad Nacional. El contrato se hace a través de un contrato de interconexión


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con CFE el cual establece las condiciones para permitir la penetración de la energía producida con biogás que no haya sido utilizada en las propias instalaciones de generación de biogás, para de esta manera establecer una metodología de compensación por este aporte. Las siguientes condiciones también aplican:

• Sin excepciones, las instalaciones que no se encuentran bajo el Acuerdo de Interconexión no podrán conectarse a la Red de Electricidad Nacional

• CFE entregará a petición del postulante a convertirse en generador de electricidad los requisitos técnicos, administrativos y legales para la conexión a la red

• Los trabajos relacionados a la conexión a la red determinados por CFE serán sujeto a revisión si el postulante cambia de ubicación, capacidad instalada de generación y/o la fecha de entrada en operación

Existen 3 posibilidades de contratos para el tipo de conexión:

1. Pequeña escala: aplica para los sistemas de utilización de electricidad residencial con usos hasta 10 kW y uso general de hasta 30kW

2. Escala mediana: aplica para sistemas de hasta 500 kW3. Centros de generación: aplica para sistemas de gran escala, mayores a 500 kW

Venta de excedentes Los sistemas sobre 500 kW serán capaces de vender excedentes a CFE. Para sistemas bajo 500 kW, los pagos hechos a CFE cuentan la electricidad generada de la siguiente forma para estimar el pago que CFE ofrecerá por la electricidad: la electricidad pagada al productor será igual a la electricidad recibida desde CFE por el productor menos la electricidad transferida a la red. Seguirá siendo ilegal para individuos u organizaciones vender electricidad bajo cualquier forma, a menos que no sea CFE. Sin embargo siempre será posible utilizar la electricidad bajo un esquema de autoabastecimiento. Esto aplica independientemente de la escala de generación. Todos los sistemas que deseen conducir electricidad generada hacia otros puntos de utilización deberán postular y obtener un permiso de porteo desde la Comisión Reguladora de Energía (CRE), proceso que puede llegar a tardar de 6 a 8 meses.

Adicionalmente será posible conducir la electricidad hacia otros usos una vez que el permiso de porteo ha sido obtenido desde CRE, el cual no recibirá pagos al generador desde CRe sino que desde la organización asociada. La organización asociada que reciba la electricidad debe estar registrada en el acta constitutiva de SAE, y CFE debe ser notificado de la demanda (en kW) y la cantidad (en kWh) de cada uno de las organizaciones asociadas que recibirá. CFE actuará cómo la entidad fiscalizadora, que medirá la electricidad que entra a la red en el punto de generación y la cantidad entregada a cada una de las organizaciones asociadas.

7.5 Otras regulaciones relacionadas

Estándares técnicos para el diseño y construcción de biodigestor en México

SEMARNAT, SAGARPA Y FIRCO publicaron en conjunto los Estándares Técnicos, donde se esbozan las consideraciones requeridas para el diseño construcción y operación de biodigestor de proyectos agrícolas, siguiendo las leyes federales y estándares regulatorios donde estos apliquen. Estos son los estándares que deben ser tomados en cuenta durante los proyectos de biodigestor.


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Agua

A pesar de que CONAGUA es la autoridad de gobierno relevante al tema de descarga de aguas en cuerpos de agua o alcantarillados, SIAPA (Sistema Intermunicipal para los Servicios de Agua Potable y Alcantarillado) también podría establecer los límites de descarga bajo condiciones alternativas a las fijadas por los estándares regulatorios de CONAGUA. En ambos casos se le solicitará a la entidad generadora de residuos que entregue análisis de agua semestrales que incluyan los parámetros establecidos en los estándares oficiales aplicables, de acuerdo al punto final de descarga del agua. Estos análisis deben ser llevados a cabo en laboratorios acreditados por la Entidad Mexicana de Acreditación y deberá ser entregado junto a los otros documentos solicitados. En caso de que los resultados excedan los límites permisibles se deberán pagar multas que reflejarán el grado de contaminación al que se esté llegando.

En relación a la factibilidad de uso de la tecnología para lograr cumplir con los estándares relacionados al agua, cabe mencionar que el uso de biodigestor ha probado ser una excelente solución para poder cumplir con los requisitos. En áreas donde las multas de CONAGUA son comunes, la instalación de biodigestor ha permitido a las empresas bajar los niveles de contaminación de aguas y de esta manera evitar altas multas. Entre 2012 y 2013 multas entre $80,000 y $300,000 pesos mexicanos fueron cursadas a ranchos que se encontraban contaminando cuencas con residuos agrícolas.

Emisiones atmosféricas

El proyecto debe ser registrado con la Agencia de Medio Ambiente Estatal correspondiente para cumplir con los lineamientos Estatales relacionados a las emisiones atmosféricas. En algunos casos, dependiendo de la capacidad de la antorcha, el proyecto podría requerir de la entrega de estudios isokinéticos periódicos.

Residuos sólidos

En algunos casos, los productores separarán los sólidos de los líquidos dentro del efluente o realizarán diversos manejos de residuos sólidos de excremento, esto está considerado dentro de un “manejo especial de residuos” y está regulado bajo jurisdicción estatal. Seles solicitará a los productores adherirse a regulaciones estatales en caso de manejar residuos animales bajo métodos que incluyan la separación y el compostaje de sólidos extraídos desde descargas líquidas del efluente de un biodigestor.

Consideraciones económicas

8


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Esta sección discute los costos asociados con el diseño y operación de los proyectos de biodigestión, así como el cálculo de retorno de la inversión

Es muy importante considerar el análisis de costo beneficio de un sistema. En comparación a análisis económicos convencionales esto podría ser algo más complejo debido a que los productos del biodigestor a partir de la DA (biogás y efluente) podrían ser difíciles de valorizar. Los beneficios sociales, cómo el ahorro de tiempo en recolección de combustibles tradicionales (biomasa), o de salud (mejor calidad del aire a respirar) son beneficios que serán aún más difíciles de valorizar.

8.1 Calculando costos estimados del proyecto

Es muy importante considerar el análisis de costo beneficio de un sistema. En comparación a análisis económicos conLos costos estimados pueden ser calculados a partir de cotizaciones hechas por empresas que diseñan biodigestor, empresas constructoras o proveedores de equipos. También deben considerarse los costos de combustibles para la operación de equipos, costos de remuneración del personal que operará el sistema. La Tabla 8 desarrolla en detalle todos los costos en que se incurrirá y deberán ser tomados en cuenta.

Tabla 8: Definición de los límites del proyecto y sus costos asociados para llevar a cabo un análisis económico para un proyecto de biogás a partir de ganado.

Tipo de costo Costo específico Periodo de tiempo

Costo

s ad

mini

strat

ivos

Registro bajo el esquema de venta de bonos de carbono

En función del esquema al que se esté registrando el proyecto puede incluir algunos o todos los siguientes costos: elaboración de la Nota de Idea de Proyecto, Documento de Diseño de Proyecto, validación, preparación del documento de Actividades Componentes de Proyecto, inclusión de un documento de Actividades Componentes de Proyecto, registro, verificación.

Suma global durante ciertos puntos del proceso

Costo

s de

capi

tal

Diseño e instalación Diseño y cotizaciones Suma global Materiales de construcción y componentes del sistema Suma global Mano de obra para la excavación, construcción e instalación

Costo de la mano de obra/día

Equipos adicionales del sistema

Equipo para transportar el excremento Suma global Adaptación de equipos existentes para la utilización del biogás

Suma global

Adquisición de nuevos equipos para utilizar el biogás Suma global Unidades de almacenamiento del efluente Suma global Sistemas de bombeo e irrigación Suma global Equipos para el transporte de efluente Suma global


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8.2 Cálculo de beneficios en ganancias

Los beneficios pueden ser más difíciles de cuantificar que los costos, ya que se les debe asignar valores monetarios (que podrán ser ganancias) para poder estimar la factibilidad económica del proyecto. La Tabla 9 delinea los retornos que deberían tomarse en cuenta.

Tabla 9: Definición de los límites del proyecto para los retornos a tomar en cuenta en un análisis económico para un proyecto de biogás para la ganadería.

Tipo de costo Costo específico Periodo de tiempoCo

stos

oper

ativo

sRecolección de la materia prima

Mano de obra para recolectar el excremento MensualOperación del sistema para transportar el excremento

Mensual

Requisitos hídricos para operar y mantener el sistema

Bimensual

Operación general Mano de obra para operar y mantener el sistema

Mensual

Operación del sistema de agitación MensualCostos regulares de mantención Mensual o anual

Uso del biogás Almacenamiento y transporte del biogás MensualFiltrado del biogás Mensual o anual

Uso del efluente Mano de obra para utilizar el efluente MensualEquipos de operación de bombas y sistemas de irrigación

Mensual

Operación de equipos para el transporte del efluente

Mensual

*Nota: los costos operacionales solamente deben ser tomados en cuenta cuando están directamente relacionados al sistema de biodigestión. Costos operacionales ya existentes no deben ser incluidos en esta lista.

Tipo de retorno Retorno específico Periodo de tiempoDesplazamiento o reemplazo de costos operacionales tradicionales

Ahorro generado a partir del uso del biogás en reemplazo de combustible o fuentes de poder tales cómo electricidad o gas

Mensual

Ahorros generados a partir del uso del efluente en re-emplazo de los fertilizantes químicos

Mensual


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Tipo de retorno Retorno específico Periodo de tiempoDesplazamiento o reemplazo de costos operacionales tradicionales

Ahorro generado a partir del uso del biogás en reemplazo de combustible o fuentes de poder tales cómo electricidad o gas

Mensual

Ahorros generados a partir del uso del efluente en reemplazo de los fertilizantes químicos

Mensual

Ganancias generadas a partir de los productos del biodigestor

Ingresos desde los pagos recibidos por la venta de electricidad a la red

Bi mensuales basados en la cuenta de electricidad

Ingresos a partir de la venta de Reducciones Certificados de Emisiones Ingresos a partir de la venta de efluente como un abono natural

Mensual

Costo oportunidad Valor asignado al tiempo ahorrado derivado de la operación del rancho desde la implementación del biodigestor

Mensual

Aunque no se puede considerar directamente como una ganancia, pero debería también tomarse en cuenta el ahorra que significa la disminución el riesgo de sufrir una multa por parte de CONAGUA debido a la diminución de los niveles de contaminación de aguas de descarga.

8.3 Cálculo de Periodo de recuperación de la inversión (Cálculo simple) y retorno de la inversión (cálculo estadístico)

La Tabla 10 y 11 muestran un cálculo simple del periodo de recuperación de la inversión, a calcularse utilizando el método cumulativo. Este método permite variar los retornos anuales a utilizarse para el cálculo. Además permite calcular el Retorno de la Inversión estadísticamente. Se considera un periodo conservativo de 10 años de vida del proyecto.

Instrucciones para utilizar la Tabla 10 y 11 y generar un cálculo simple del periodo de recuperación de la inversión:

1. Comenzar con la Tabla 9. Calcular los costos anuales para cada año utilizando la Tabla 8 como guía. Asumir que no existir costos el año 0 (el primer año de operación del proyecto). Llenar las filas D1 a D9 y sumarlas en la fila D.

2. Continuar con las ganancias anuales, utilizando la Tabla 9 como guía. Asumir que no habrán ganancias el año 0. Llenar las filas E1 a E6 y sumarlas en la fila E.

3. Calcular ganancias anuales in la fila G desde los costos y ganancias totales. Los primeros años será negativo debido a los altos costos iniciales comparados a las ganancias.

4. Saltarse a la Tabla 10. Insertar los costos en la tabla en cifras negativas y las ganancias cómo aparecen en la Tabla 9.5. Los gastos en inversión y las ganancias anuales serán sumadas hasta que el valor acumulado de la fila H alcance el

valor 0 ó se transforme en un valor positivo, revelando el periodo estimado de pago del periodo de recuperación de la inversión en años.


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Key Año 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9A Tasa de interés del mercado B Índice general de inflación C = [(100+A) / (100+B)] * 1000 – 100

Tasa de interés considerada

COSTOS ANUALES D1 Costos administrativos / Registro del proyecto D2 Costos de capital, diseño e instalación 0 D3 Costos de capital, equipos del sistema D4 Costos operacionales-Recolección material prima 0 D5 Costos operacionales-Operación general 0 D6 Costos operacionales-Uso del biogás 0 D7 Costos operacionales-Operación general 0 D8 Costos operacionales-Uso del biogás 0 D9 Costos operacionales-Uso del efluente 0 D TOTAL COSTOS ANUALES GANACIAS ANUALES E1 Ahorros a partir del uso del biogás 0 E2 Ahorros a partir del uso del efluente 0 E3 Ganancias a partir de la venta de electricidad a CFE 0 E4 Ganancias a partir de la venta de reducciones

certificados de emisiones 0

E5 Ganancias a partir de la venta de efluente 0 E6 Valorización del tiempo ahorrado a partir de la

instalación del sistema0

E GANANCIAS ANUALES TOTALES 0 G = D – E RETORNO ANUAL F = (D1+ D2+D3) /10 DECRECIACIÓN (a 10 años) Ka = (D1+D2+ D3) /2

Ka Capital promedio invertido/periodo de tiempo

NP = G – F GANANCIA NETA(NP/Ka) * 100 Retorno de la inversión

Un corto periodo de recuperación de la inversión siempre será valorado por un desarrollador de proyectos, este deberá ser menor al tiempo (conservador) de vida del proyecto de 10 años. Si este fuera mayor a 10 años no sería recomendable continuar con el desarrollo del diseño del proyecto, ya que eventualmente el sistema de digestión no alcanzaría a auto financiarse. Existen otros factores importantes a tomarse en cuenta en este punto de desarrollo del proyecto que determinarán su viabilidad.

Tabla 10: Herramienta de cálculo simple del periodo de recuperación de la inversión


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Año 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9D Costos de inversión (todo en valores negativos) G Ganancias anuales H = D + G Valores acumulados

Tabla 11: Cálculo del periodo de recuperación de la inversión

Para calcular el Retorno de la Inversión utilizando la Tabla 10 y 11:

1. Comenzar con la Tabla 9 utilizando los costos y ganancias de la tabla Periodo de recuperación de la inversión2. Calcular el promedio de capital invertido por periodo de tiempo, Ka3. Calcular la depreciación4. Calcular la ganancia neta5. Calcular el retorno de la inversión (RI)

Es posible re calcular el retorno de la inversión utilizando diferentes periodos de tiempo (duración del sistema). Por ejemplo para 15 años de funcionamiento del sistema en vez de 10 la depreciación sería calculada así:

F = (D1+ D2+D3) /15

Esto nos ofrecería una revisión más conservadora y a la vez optimista de la rentabilidad del sistema. Un resultado positivo debe incluir un RI más alto que el valor inicial. Este método puede ser utilizado para comparar la factibilidad económica de dos alternativas de inversión en casos en que los volúmenes de inversión y servicio sean similares.

8.4 Calculando el valor actual neto (VAN) y la tasa interna de retorno (TIR)

Calcular el VAN del sistema a lo largo de su vida útil brinda información que con frecuencia es requerida por los bancos y otros inversionistas ya que forma parte de los puntos importantes para tomar la decisión a cerca de la provisión del crédito. El VAN es más relevante que el método simple presentado en el punto anterior, ya que el método simple le asignará una menor valorización a las ganancias, debido a que estas ocurren en un plazo de 10 años.

El valor actual neto (VAN) evalúa la inversión en el sistema de biodigestión utilizando una tasa de interés mínima anticipada a partir del VPN, por lo que también permite el cálculo dinámico del periodo de recuperación de la inversión.

Para utilizar la Tabla 10 y 12 y estimar el VAN seguir los siguientes pasos:

1. Comenzar con la Tabla 9. Para este método se asume que los costos y ganancias permanecen constantes a partir del año 0. Corregir entonces estos valores de ser necesario.

2. Calcular la tasa de interés a tomar en cuenta, para esto tomar el valor de la tasa de interés del mercado y el índice general de inflación. Estos pueden conocerse en los bancos o instituciones financieras que financiarían la inversión inicial.


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Año 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9D Costos de inversión (en valores negativos) 0 0 0 0 0 0 0 0 0G Ganancias anuales 0 Rd Tasa de descuento VA Valor actual = (D + G) * Rd- Valor acumulado = Valores acumulados de VAVAN VALOR ACTUAL NETO=Suma de valores

acumulados desde el año 0 al 9

Alternativamente se pueden bajar desde internet formatos de cálculo del VAN en Excel, por ejemplo desde: http://www.wikihow.com/Sample/NPV-Calculator

El proyecto será evaluado cómo rentable si el valor estimado de VAN es igual o mayor que 0, tomando en consideración una tasa de interés mínima aceptable, por ejemplo 10%. Entre muchas alternativas de inversión se deberá escoger el proyecto que haya obtenido el valor más alto de VAN.

Tabla 12: Cálculo del Valor actual neto (VAN)

3. Utilizar la tasa de interés considerada en la Tabla 12 por un periodo de funcionamiento del sistema de 10 años para definir la tasa de descuento que se usará

4. Utilizar la tasa de descuento en la Tabla 11 para calcular el VAN. La tasa de descuento es calculada de la siguiente manera:

Tasa de descuento= (1+ factor de descuento)^número de años

Por ejemplo para un factor de descuento de 0.614, para muchos años, la tasa de descuento puede calcularse de la siguiente manera año tras año

Año 0 1 2 3

Tasa de descuento = (1 + 0.614)^0 = 1 (1 + 0.614)^1 = 1.614 (1 + 0.614)^2 = 2.605 (1 + 0.614)^3 = 4.204


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Tabla 13: Factores de descuento para tasas de interés de i=1 a 30% y periodos de t=1 a 30 años(Fuente: GTZ Plantas de biogás en ganadería, 1989, páginas 124-126)


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Tras haber realizado el cálculo de VAN es posible continuar con el cálculo de TIR (Tasa Interna de Retorno). Con este valor es posible comparar proyectos de inversión de diferente naturaleza y puede también mostrar si el proyecto será factible de realizar con los valores estimados de inversión. La TIR debe siempre ser más alta que los costos de inversión, por ejemplo si el interés sobre la inversión es 6%, y el TIR fuera solamente 4%, en este caso el proyecto no sería factible con las alternativas de inversión consideradas.

La TIR es calculada al fijar el VAN cómo 0, haciéndola equivalente al porcentaje de la tasa de interés. Sin una hoja de cálculo de Excel la forma más fácil de calcular este valor será a través de una prueba y error.

8.5 Factores socio económicos para la demanda del sistema

Adicionalmente a la información brindada a través del análisis económico existen otros factores socio económicos que pueden incrementar la demanda por sistemas de biogás, que son muy relevantes, estos incluyen:

1. Materia prima con un muy bajo valor de costo-oportunidad • Planteles de producción intensiva donde el excremento se encuentra ampliamente disponible y su transporte

será barato y sencillo• Regiones donde no existen restricciones sociales para la utilización del excremento animal• Regiones donde se acostumbra a darle un uso productivo al excremento animal• Zonas con buen acceso a agua de calidad adecuada• Ranchos con mano de obra para operar los sistemas

2. El sistema funcionará de manera eficiente bajo las siguientes condiciones:• Se garantizará la constante disponibilidad de materia prima de buena calidad, de los contrario el sistema no

funcionará eficientemente• Hay disponible un buen nivel de asistencia técnica a través de todas las etapas: diseño, construcción y

operación• La temperatura ambiente no disminuye drásticamente a lo largo de todo el años, de lo contrario será

necesario instalar un sistema de calefacción • Existe mano de obra con conocimiento para mantener el sistema en funcionamiento

3. Los productos generados a partir del biodigestor tienen un alto valor de costo oportunidad:• Existe limitado acceso a combustibles tradicionales (GLP, electricidad, leña)• Limitado recursos para para adquirir combustibles o fertilizantes • Formas de tratamiento de residuos disponibles localmente son caras • El tipo de suelo y cultivos se verían beneficiados con la aplicación de biol


63

Mecanismos de financiamiento

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Esta sección presenta diferentes alternativas de financiamiento para proyectos de biogás en México. Éstas incluyen fuentes de financiamiento o provisión de fondos nacionales, cómo también fuentes internacionales incluyendo el financiamiento desde el mercado del carbono (mercados voluntarios o MDL)

Muchos de los proyectos de biogás en la agricultura y ganadería no son factibles de financiar por los usuarios potenciales, a pesar de que estos cumplan con las características idóneas para su implementación. Afortunadamente estos proyectos impactan positivamente muchos aspectos medio ambientales, sociales y económicos que cuentan con formas de financiamiento a las cuales se podrá postular para financiar parcialmente los proyectos de biogás con el objetivo de alcanzar ciertos objetivos de desarrollo.

9.1 Definiendo las alternativas para financiar el proyecto

Existe una extensa variedad de alternativas para financiar proyectos de biogás en México, hay que tener claro que estas alternativas financian solamente una parte del costo total del proyecto y entonces será necesario que el desarrollador del proyecto busque otras alternativas. Alternativas disponibles para financiar estos proyectos incluye:

• Subsidio o concesión de gobierno• Fondos de ayuda para el desarrollo, donaciones o concesiones nacionales o internacionales• Créditos a través de programas de gobierno • Créditos a través de créditos de bancos o instituciones microfinancieras• Créditos a partir del registro del proyecto para la transacción de certificados de reducción de emisiones en

mercados de carbono voluntarios en el programa de actividades de Financiera Rural u otros mercados de carbono bajo la modalidad del MDL

Créditos tradicionales y créditos brindados a través de programas de gobierno podrían ser pagados con las ganancias y/o ahorros generados a partir del uso del biogás y el efluente o la venta de ellos. Créditos brindados por el registro del proyecto en mecanismos de financiamiento a partir de certificados de reducción de emisiones serán pagados a partir de la venta de estos. En la Figura 18 se puede visualizar un ejemplo de combinación de fondos para el financiamiento de la inversión del proyecto. Es importante mencionar que es fundamental haber realizado un estudio acabado de las consideraciones técnicas y sociales y tener un presupuesto definido y cabal de esto antes de planear un esquema de financiamiento.


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9.2 Transacción de certificados de reducción de emisiones en el mercado del carbono y el programa de actividades bajo el MDL

Al tomar en cuenta esta alternativa existirán varias alternativas a tomar en cuenta: (1) Registrarse bajo las actividades ya existentes del Programa de Actividades de Financiera Rural, (2) Registrarse cómo un proyecto individual en el MDL o (3) Registrarse en el mercado voluntario de carbono.

Es imprescindible saber que estas tres modalidades tienen requisitos diferentes. Los siguientes documentos pueden ayudar a futuros desarrolladores de proyecto a entenderlos bien antes de escoger una modalidad:

1. Anja Kollmuss, Helge Zink y Clifford Polycorp, “Entendiendo los mercados voluntarios del carbono: una comparación de los estándares de compensación”, (“Making Sense of the Voluntary Carbon Market: A Comparison of Offset Standards”), Instituto del Medio Ambiente de Estocolmo (Stockholm Environment Institute), Marzo 2008; http://www.globalcarbonproject.org/global/pdf/WWF_2008_A%20comparison%20of%20C%20offset%20Standards.pdf

2. “Compensación de carbono: Guía de adquisición responsable”, Red de fondo del carbono y adquisición responsable, (“Responsible Purchasing Guide: Carbon Offsets,” Carbon Fund and Responsible Purchasing Network) http://www.responsiblepurchasing.org/purchasing_guides/carbon_offsets/purchasing_guide.pdf

Figura 18: Posibles combinaciones financieras


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3. Plataforma sobre financiamiento de carbono para America Latina, The Platform for Carbon Financing in Latin America; www.finanzascarbono.org

4. Creación de capacidades para el Mecanismo de Desarrollo Limpio, Capacity Development for the Clean Development Mechanism; www.cd4cdm.org

Adicionalmente la Tabla 14 delinea los mercados de carbono relacionados a la captura de metano de proyectos agrícolas y de ganadería en México, y la Figura 19 ofrece el proceso a seguir para seleccionar un mercado de carbono para el proyecto en cuestión.

Tras haber realizado un estándar adecuado, el desarrollador del proyecto debe consultar la página web del estándar para asegurarse que las reglas para ingresar a él no han sido modificadas y que el proyecto sigue siendo sujeto a participar de él. En particular, el desarrollador del proyecto debe confirmar que los proyectos de ganadería que quisieran instalar un biodigestor forman parte del ámbito de trabajo del estándar y que además ya existe una metodología para estos proyectos, y que por lo tanto no será necesario crear una metodología nueva. El desarrollador del proyecto debe también familiarizarse con los diferentes ciclos del proyecto, ya que pueden variar considerablemente (ver Figura 20). Criterio de elegibilidad a tomarse en cuenta:

• Las condiciones de línea base son consistentes con las requeridas por el protocolo • El protocolo acepta proyectos ubicados en México, ya que por ejemplo existen muchos protocolos de EEUU

que no considerarán proyectos internacionales.• En casos en que varios biodigestor se agrupan bajo un proyecto cerciorarse de que el protocolo permite la

agrupación de varios sistemas bajo un solo proyecto, y consultar las condiciones en que esto es permitido.• Si el proyecto es elegible bajo la metodología del MDL, el proyecto será elegible para el Programa de Actividades

que financiera rural mantiene.

El desarrollador de la certificación de reducción de carbono debe tomar en consideración los precios de la venta de certificados bajo cada estándar antes de realizar la selección final. Una fuente de información confiable sobre los precios de los certificados en el mercado voluntario es el “Informe Anual del Estado del Mercado Voluntario del Carbono”, el cual es gratuito y se encuentra disponible a través de Valorando Naturaleza, http://valorandonaturaleza.org/ (Ecosystem Marketplace en inglés) en los meses de mayo o más tardar en junio. Este informe contiene los valores promedios anuales de cada uno de los estándares e incluso a veces incluye detalles sobre precios de tipos de proyectos específicos, los cuales variarán en función de sus diseños. La página web de Point Carbon´s ofrece valores de los Certificados de reducción de emisiones y sus valores en EEUU.

Tabla 14: Idoneidad de proyectos de captura de metano en México ante diversos estándares internacionales

Estándar Característica y requisitos Precios promedio de

transacciónAlberta Offset System NO – debido a limitantes de la ubicación; el proyecto debe

estar en Alberta, Canadá.~$12 – 14.50 CAD

EPA Climate Leaders NO – el programa concluyó en 2011 y el proyecto no es gestionado por un Climate Leader. Además el proyecto no acepta sistemas agregados.

No fue vendido sino empleado para cubrir necesidades internas.


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Estándar Característica y requisitos Precios promedio de

transacciónRegional Greenhouse Gas Initiative

NO – debido a limitantes para la ubicación; el proyecto debe estar en EEUU

No se comerció debido a los bajos precios de subsidio

American Carbon Registry

En sistemas que la digestión anaerobia ocurre en un biodigestor alimentado por varios ranchos aledaños. Acepta proyectos registrados y aprobados bajo metodologías del MDL

El precio promedio durante 2012 fue de USD $7.401

Climate Action Reserve Los proyectos pueden solamente estar registrados individualmente, proyectos sectoriales no serán elegibles bajo este protocolo. En sistemas que la digestión anaerobia ocurre en un biodigestor alimentado por varios ranchos aledaños.

El precio promedio durante 2012 fue de USD $7.1 en 20122 (aunque previamente habría alcanzado USD$9.75 USD en agosto de 2011)3

Gold Standard Proyectos que utilizan por lo menos 10% del biogás con fines caloríficos o eléctricos. Proyectos que agrupan un gran número de biodigestor o hacen uso de un biodigestor central dentro del sistema son elegibles. Proyectos que solamente utilicen el biogás en antorchas no serán elegibles.

El precio promedio durante 2012 fue de USD $9.34 (Previamente habría alcanzado USD$10.4 en 2011)5

Chicago Climate Exchange

Metodología del MDL para proyectos de biogás que agrupan varios sistemas.

El precio promedio durante 2012 fue de USD $0.12 USD6

Mecanismo de Desarrollo Limpio (Clean Development Mechanism)

Elegible bajo 2 escenarios: (1) Agrupamiento de proyectos de pequeña escala (Tamaño total del proyecto debe estar bajo los 15 MW o 60,000 toneladas métricas de reducción/año) o (2) Agrupamiento de proyectos bajo el MDL programático

El precio promedio durante 2012 fue de USD$0.16 USD7

VER+ Bajo la metodología MDL El precio promedio durante 2012 fue de USD $18.18 (previamente había logrado solamente USD$15.70 en 2011)9 10

Verified Carbon Standard

Bajo la metodología MDL, aún no definen un estándar para el mercado voluntario especifico en proyectos agrícolas

El precio promedio durante 2012 fue de USD$5.211 (previamente había logrado solamente USD $3.7 en 2011)12

8 http://www.forest-trends.org/documents/files/doc_3898.pdf9 It should be noted that only two transactions with VER+ occurred in 2011, which may have artificially raised the price of this standard. The average price for VER+ credits from all years of its existence is $5.70 (Molly Peters-Stanley and Katherine Hamilton, “Developing Dimension: State of the Voluntary Carbon Market 2012,” Ecosystem Marketplace and Bloomberg New Energy Finance, May 31, 2012.).10 Molly Peters-Stanley and Katherine Hamilton, “Developing Dimension: State of the Voluntary Carbon Market 2012,” Ecosystem Marketplace and Bloomberg New Energy Finance, May 31, 2012.11 http://www.forest-trends.org/documents/files/doc_3898.pdf12 Molly Peters-Stanley and Katherine Hamilton, “Developing Dimension: State of the Voluntary Carbon Market 2012,” Ecosystem Marketplace and Bloomberg New Energy Finance, May 31, 2012.

1 http://www.forest-trends.org/documents/files/doc_3898.pdf 2 http://www.forest-trends.org/documents/files/doc_3898.pdf3 “Carbon Markets North America,” Point Carbon, August 5, 2011.4 http://www.forest-trends.org/documents/files/doc_3898.pdf5 Molly Peters-Stanley and Katherine Hamilton, “Developing Dimension: State of the Voluntary Carbon Market 2012,” Ecosystem Marketplace and Bloomberg New Energy Finance, May 31, 2012.6 http://www.forest-trends.org/documents/files/doc_3898.pdf7 http://www.forest-trends.org/documents/files/doc_3898.pdf


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Figura 19: Proceso de selección de estándares en el mercado de carbono bajo los cuales se pueden transar los certificados de reducción de emisiones.


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Figura 20: Ejemplos de diferentes ciclos de proyectos para los estándares más comunes

Si los proyectos de biogás son elegibles bajo el programa de actividades de Financiera Rural, es recomendable registrarse con ellos (ver Capítulo 9.3) que cómo proyecto independiente bajo el MDL o el mercado voluntario. Esto debido a que los costos de registro serán significativamente menores ya que los pasos iniciales para el registro de proyectos ya han sido realizados, nuevos Component Project Activity no deberán pagar por su registro, ya que serán incluidos tras la etapa de validación. Los costos de registro pueden encontrarse en el reglamento del MDL, en la página web: http://cdmrulebook.org/110. Ver Tabla 15 para una comparación de costos.


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Para iniciar el proceso de registro al Programa de Actividades de Financiera Rural, los desarrolladores del proyecto deberán contactar a:

Don Victor Ballesteros, Director de la Agencia Corporativa Oficina Central de la Financiera Rural Calle Agrarismo 277, Piso 4México DF 11800

Tel: +52 55 5230 1600 (ext. 1080)

www.financierarural.gob.mx

Tabla 15: Costos comparativos para registrar proyectos que quieran transar sus certificados de reducción de emisiones.(Fuente: Adaptado de SNV, Premeca, FIDE, Funder, Embajada Real de Dinamarca. (2012).

Guía Implementación de sistemas de biodigestión en eco-empresas. Tegucigalpa, Honduras.)

ServicioCosto individual

proyecto bajo MDL ($ USD)

Costo individual bajo mercado voluntario

($ USD)

Costo del proyecto bajo un Programa de

Actividades ($ USD)Preparación de la nota de identificación del proyecto

$2,500 - $10,000 $2,500 - $10,000 $2,500 - $10,000

Elaboración de documento de diseño de proyecto

$20,000 - $60,000 $20,000 - $60,000 $40,000 - $120,000Incluyendo el diseño del documento del programa de actividades, el CPA genérico y el primer CPA específico

Validación $13,000 - $45,000 Escala mediana a grande:$40,000 - $60,000Escala pequeña:$10,000 - $30,000

$50,000 - $90,000

Preparación de los documentos para Component Project Activities (CPA)

N/A N/A $10,000 - $20,000

Inclusion de CPA N/A N/A $10,000 - $30,000Registro $0.10 USD por RCE

para las primeras 15,000 TCO2e;$0.20 USD por CRE sobre las 15,000 TCO2e

Gold Standard: Costo fijo $0.10 USD

$0.10 USD por CRE para las primeras 15,000 TCO2e;$0.20 USD por CRE sobre las 15,000 TCO2e

Verificación $5,000 - $18,000 Escala mediana a grande:Desde USD $20,000Para pequeña escala: $5,000 - $18,000

$5,000 - $18,000 por CPA


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9.3.1 Introducción al MDL y la estructura del programa de actividades

El Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL) es un mecanismo introducido por la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC) con el objetivo de disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero. Específicamente el MDL permite a los proyectos que reducen la emisión de gases de efecto invernadero en países en desarrollo, tales como los proyectos de DA que capturan y destruyen el metano, hacer uso de esta reducción certificándola para generar certificados de reducción de emisiones (CRE). Cada CRE equivale a una tonelada métrica de dióxido de carbono (CO2) y puede ser transado y vendido y de esta manera entrar al mercado de carbono (mercado donde se transan y venden los CRE) de países desarrollados, quienes de acuerdo a su compromiso bajo el protocolo de Kioto deberán alcanzar ciertas metas en la reducción de sus emisiones. De esta manera, la venta de CRE puede financiar proyectos de reducción de emisiones tales como los sistemas de DA que tratan residuos animales provenientes de la ganadería.

Para entrar en este mecanismo y poder generar ganancias al transar o vender los CRE el proyecto debe estar registrado bajo el MDL como una Actividad de Proyecto. Esto requiere de una serie de etapas de trabajo definidas bajo criterios específicos del MDL, que se irán llevando a cabo a lo largo de varios meses de trabajo13. Utilizando este método de trabajo cada proyecto (bajo las definiciones de este manual cada proyecto significa cada biodigestor) deberá ser registrado como un proyecto separado, lo cual puede resultar complejo y costoso.

Un Programa de actividades (PA) será posible que una organización o el gobierno registren la implementación coordinada de una política, medida u objetivo que conducirá a la reducción de emisiones14. El PA se diferencia del “agrupamiento de proyectos de pequeña escala” porque será posible agregar un número ilimitado de nuevos proyectos sin la necesidad de emprender el proceso completo de registro de un proyecto (ciclo de proyectos del MDL) para cada actividad de proyecto (AP)15, cómo recién explicado. La actividad de proyecto se denomina Component Project Activity (CPA). No existen cuotas de registro para los CPA, los cuales son subsecuentemente añadidos al PA una vez que el CPA ha sido validado. En este manual, cada biodigestor que haga uso de excremento animal podría ser incluido como un CPA bajo un PA. De esta manera habrá menos riesgo al registrar un CPA ya que en México ya existe un PA para biodigestor anaeróbicos de pequeña escala (ver Capítulo 9.3.2). Una vez que un PA está registrado, se podrán incluir un número ilimitado de CPA, los cuales no tendrán la necesidad de someterse a un ciclo de proyecto completo del MDL.

Los principales beneficios de registrarse bajo un PA son:

• Reducción de los costos de transacción, riesgos de inversión e incertidumbres para participantes CPA individuales;

• Los PA son manejados a nivel regional, lo que acelera la aprobación de los procesos;

9.3 Consideraciones especiales para el registro de proyectos bajo el programa de actividades del MDLEsta sección discute las consideraciones que deben tomarse en cuenta antes de registrarse cómo un proyecto dentro del programa de actividades del MDL, enfocándose particularmente en el programa de actividades de Financiera Rural “Captura de metano, combustión y potencial generación eléctrica a partir del biogás desde proyectos de manejo de residuos animales en México”.

13 http://cdm.unfccc.int/Projects/pac/index.html14 http://cdm.unfccc.int/ProgrammeOfActivities/index.html15 http://cdm.unfccc.int/ProgrammeOfActivities/index.html


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• El acceso al MDL se extiende a proyectos más pequeños, los cual normalmente no sería viable si estuvieran participando independientemente;

• No es necesario que los desarrolladores de proyectos se involucren personalmente en el proceso del MDL

• Las reducción de emisiones puede incrementar continuamente tras el registro en el PA, ya que un número ilimitado de CPA puede ser incluido en etapas tardías

• Muchas de las tecnologías que adicionalmente ofrecen otros beneficios pueden ser incluidas a un PA, por ejemplo: biodigestores familiares a nivel familiar

• El monitoreo y verificación pueden ser llevados a cabo colectivamente utilizando el enfoque de muestreo para la generación de líneas bases y posteriores etapas

• No es necesario pagar cuotas de registro para cada uno de los CPS incluidos en el registro, las cuales se calculan a partir de la estimación del promedio de reducción de GEI estimado del caso real

Para solicitar la validación y registro de un PA será necesario presentar el Program of Activities Design Document (PoA-DD) y el Component Project Activity Design Document (CPA-DD) a la Entidad Operacional Designada (EOD). Estos documentos deben ser completados y entregados a la EOD siguiendo los requisitos descritos en los siguientes documentos:

• Estándar de proyecto MDL16

• CDM Project Cycle Procedure17 • Estándar para demostrar la adicionalidad del proyecto, desarrollo de los criterios de elegibilidad y aplicación de

múltiples metodologías para el PA18

• Estándar para el muestreo y realización de encuestas para las actividades de proyecto y actividades del MDL19

Para mayor información sobre las cuotas de registro revisar el Apéndice 1 del Procedimiento del Ciclo de Proyecto y guía para el pago de la cuota de registro para un programa de actividades (PA)20.

Nota:

1. Desde el 1° de febrero de 2013 existe un nuevo marco regulatorio bajo el MDL, el cual se encuentra totalmente operacional. Las reglas y páginas de referencia del MDL contienen los documentos que aplican bajo este nuevo marco regulatorio, el que se encuentra disponible en: http://cdm.unfccc.int/Reference/Standards/index.html

2. Según lo designado por el MDL, no existen Entidad Operacional Designadas (EOD) en México. La lista completa de EOD puede encontrarse aquí: https://cdm.unfccc.int/DOE/list/index.html

3. El protocolo que aplica para los proyectos del MDL utilizando tecnologías de DA para realizar el tratamiento de excremento animal es el siguiente: AMS-III-D.: Captura de metano en proyectos de manejo de residuos animales versión 17.0 (Methane recovery in animal manure management systems version 17.0). La cual es la metodología del MDL para proyectos de pequeña escala, generación de menos de 60,000 toneladas métricas de CO2 equivalente en compensaciones anuales o capacidad de generación eléctrica instalada menor a 15 MW21.

16 http://cdm.unfccc.int/Reference/Standards/index.html17 http://cdm.unfccc.int/Reference/Procedures/pc_proc01.pdf 18 http://cdm.unfccc.int/Reference/Standards/index.html19 http://cdm.unfccc.int/Reference/Standards/index.html20 http://cdm.unfccc.int/Reference/Guidclarif/PoA/PoA_guid04_v01.pdf21 “AMS-III.D.: Methane recovery in animal manure management systems version 17.0,” Clean Development Mechanism, United Nations Framework Convention on Climate Change.


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9.3.2 Programa de actividades aplicable a proyectos de captura de metano a partir de proyectos de ganadería y agricultura en México

Esta sección discute los criterios técnicos que los proyectos que quieran ser parte del programa de actividades deberán cumplir para poder registrarse bajo esta modalidad y recibir financiamiento. El Documento de Diseño de Proyecto (DDP) completo de Financiera Rural-Programa de actividades de pequeña escala se puede encontrar en la siguiente liga:

http://cdm.unfccc.int/filestorage/2/Y/F/2YF1LJ0O3GQHW95ZTKDI7PB84M6REC/Methane%20Capture%20MExico-%20PoA%20DD.pdf?t=WVR8bW9wcGV3fDCro4h-pwzKGtvcrgEtol48

En 2010, Financiera Rural creó el programa de sustentabilidad voluntaria para ranchos de producción de cerdos y ganado vacuno para lograr implementar los beneficios de la utilización de nuevas tecnologías que permitan una modalidad de manejo de residuos animales desarrollados bajo el MDL que reduzcan la emisión de GEI bajo la estructura del Programa de Actividades. El proyecto fue denominado: “Programa de Actividades de pequeña escala (SSC-PoA por sus siglas en inglés). Captura de metano, combustión y posible generación de electricidad a partir del manejo de residuos animales en México. Versión 01. 15 de julio de 2011”.

El propósito de este Programa de Actividades es “la promoción del desarrollo sostenible del manejo de los residuos animales de la ganadería a través de la mejora de los sistemas de tratamiento de las aguas residuales de los sistemas”22. El DDP menciona que el programa será financiado a partir de “los recursos obtenidos a partir de la venta y transacción de los certificados obtenidos”, a partir de la generación de CRE (Certificado de reducción de emisiones). Financiera Rural ofrecerá ayuda financiera a todos aquellos productores que no sean ca-paces de implementar un sistema de control adecuado del manejo de los residuos. Productores que no requieran indispensablemente de este apoyo o ya cuenten con otra fuente de apoyo financiero también están invitados a participar del Programa de Actividades dado que ellos cumplen con los criterios de elegibilidad específica del DDP-PA (sección A.4.2.2)23.

Basados en la utilización del biogás generado, el documento DDP definirá 2 posibles escenarios para los CPA dentro del PA:

• Escenario A: CPAs en donde el biogás capturado, compuesto principalmente de metano (60 a 70%) y dióxido de carbono, será enviado a antorchas donde será eliminado a través de su combustión

• Escenario B: CPAs en donde el biogás capturado será enviado a generadores de electricidad alimentados con biogás para satisfacer las necesidades energéticas de las instalaciones donde el manejo de residuos animales está instalado, reduciendo el consumo eléctrico desde la red. En caso de existir excedente de biogás, este será enviado a una antorcha para su combustión.

Con el escenario B, el DDP establece que “la electricidad generada será generalmente utilizada en instalaciones locales donde la producción de desechos animales ocurra”. En caso de existir excedentes de electricidad, los dueños de los planteles productivos podrán:

a. Proveer electricidad a otras instalaciones a través de la red nacional a partir de un acuerdo contractual de transmisión

22 “Small Scale CDM Programme of Activities Design Document Form,” Version 01, September 1, 2011. 23 “Small Scale CDM Programme of Activities Design Document Form,” Version 01, September 1, 2011. 24 “Small Scale CDM Programme of Activities Design Document Form,” Version 01, September 1, 2011.


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b. Vender el excedente a la red nacional, en este caso los CRE equivalentes vendidos a la red nacional no podrán ser reclamados por el proyecto.

El criterio de elegibilidad (Sección A.4.2.2 del PA del DDP) para los Programas de Actividad de proyectos de pequeña escala (SSC-CPA) dentro del Programa de Actividades de Financiera Rural están especificados como24:

1. Cada SSC-CPA debe estar ubicado geográficamente dentro de los límites del país (México)

2. Los SSC-CPAs que puedan incluirse deberán implementar tratamientos de Digestión Anaeróbica cómo tratamiento de aguas residuales y uso de antorchas. Y sistemas de generación de electricidad en CPAs que corresponda al escenario B.

3. La línea base de SSC-CPAs será la utilización de lagunas anaeróbicas.4. SSC-CPAs que clasifiquen bajo el escenario A deberán seguir y cumplir los requisitos del AMS-III.D. “Captura de

metano de sistemas de manejo de desechos animales” en su versión 17. 5. CPAs que clasifiquen al escenario B de las actividades de proyecto deberán seguir y cumplir los requisitos del

AMS-III.D. “Captura de metano de sistemas de manejo de desechos animales” en su versión 17 cómo también del AMS-I.D. “Generación de electricidad a partir de energías renovables y conexión a la red nacional” (Versión 17).

6. La entidad coordinadora asegurará que todas las CPA bajo este PA no están registradas individualmente cómo un proyecto individual dentro del MDL, ni tampoco están registradas en otro PA, y que la CPA está suscrita al PA.

7. SSC-CPAs deben tener una fecha de inicio del proyecto posterior a la entrega del PA DDP a consulta de Global Stakeholders.

8. El SSC-CPAs deberá estar en línea con las regulaciones nacionales y locales disponibles al momento de inclusión dentro del SSC-PoA.

9. El SSC-CPAs deberá dejar en evidencia que el proyecto no sería viable sin las ganancias de la venta de CRE, demostrándolo con un análisis de inversión descrito en la sección E.5.2. del DDP-PA.

El DDP identifica 3 etapas dentro del proceso para evaluar y demostrar la condición de adicionalidad del CPA, los cuales deben incluirse bajo el PA utilizando la Herramienta metodológica del MDL: Herramienta para la evaluación y demostración de la adicionalidad, versión 05.2. Los pasos son los siguientes:

1) Identificación de alternativas para las actividades del proyecto consistentes con el marco regulatorio y legal actual. Donde el DD específicamente menciona la Ley General Mexicana para el Equilibrio Ecológico y Protección Medioambiental (LGEEPA), cómo también la ley NOM-001-SEMARNAT-1996 (Donde se establecen los límites máximos de descarga de aguas residuales en cuerpos de agua), y NOM-002-SEMARNAT-1996 (Donde se establecen los límites máximos de descarga de aguas residuales en alcantarillados). También hacen referencia a otras posibles regulaciones de CONAGUA a nivel estatal y federal a las cuales el proyecto deberá adherirse.


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2) Análisis de inversiónEn casos en que la herramienta para evaluar y demostrar la adicionalidad permite comprobar la adicionalidad basada en el estudio de inversión, análisis de barreras o ambos. El PA establece que “el estudio de inversión no ha sido utilizado para probar adicionalidad del PA propuesto” pero que el análisis de barreras será el utilizado para demostrar la adicionalidad. (Paso 3)

3) Análisis de barreras Sub paso 3a: Identificar barreras que pudieran impedir la implementación de las AP propuestas: (Barreras de inversión y barreras & barreras debido a la práctica actual)

Sub paso 3b: Demostrar que las barreras identificadas no impedirán la implementación de por lo menos una de las alternativas (excepto la AP propuesta).

A partir de este análisis el CPA probará su adicionalidad bajo este PA.

Sección A.4.4 del DD del PA define consideraciones relevantes para la inclusión de CPA bajo un PA y que las actividades de operación y mantención deberán relacionarse a cada SSC-CPA. Estas incluyen:

• Tecnología: Financiera Rural sugiere trabajar con proveedores de tecnología que se encuentren en la lista de empresas confiables de FIRCO, en el Padrón de Empresas Confiables25.

• Operación y mantención: también hace referencia a la capacitación, calibración y servicios de mantención de la tecnología de digestión anaerobia, generación de electricidad a partir del uso del biogás y el equipo de antorchas.

• Monitoreo: Incluye la recolección de datos estandarizados y la base de datos de Financiera Rural, informes anuales y cálculos y estimaciones de CRE. La sección A.4.4.2 define un plan de monitoreo en detalle.

• Identificación SSC-CPA: Con información específica para identificar cada uno de los ranchos CPA• Promoción del PA: incluye capacitación interna y externa, interna hace referencia a la Financiera Rural y

externa a productores y otros actores involucrados tales cómo agencias de gobierno, asociaciones, cámaras de comercio, bancos, etc.

En términos de monitoreo el DD del PA establece que el monitoreo debe ser llevado a cabo por el operador del sistema dentro del rancho o entidad productiva, quién se guiará en un manual que se encuentra en desarrollo por la Financiera Rural y los proveedores de la tecnología, el cual sería entregado a los dueños de los ranchos o entidades productivas junto a una capacitación que les permita posteriormente llevar a cabo un proceso adecuado de monitoreo y también estandarizar el proceso, particularmente la recolección de información desde todas las entidades productivas.

Financiera Rural es la entidad responsable de la implementación del proyecto y de la realización de los procedimientos de monitoreo del CPA, la información recopilada será manejada por los operadores en una base de datos que la resumirá y almacenará electrónicamente. Finalmente, la información será agregada a la base de datos electrónica manejada por Financiera Rural. Esto asegurará que cada CPA y su dueño está claramente identificado y registrado

25 Available at: http://proyectodeenergiarenovable.com/Empresas/Padron_Biodigestor/


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para el proceso de monitoreo y verificación. Reportes anuales de monitoreo y sus respectivos cálculos para obtener los CRE serán formulados a partir de esta información.

Se puede encontrar un ejemplo de monitoreo sugerido en el Capítulo 16 de este manual.

9.4 Apoyo nacional para registrar proyectos bajo el MDL BANCOMEXT-FOMECAR

BANCOMEXT, a través de su fondo FOMECAR (Fondo Mexicano de Carbono) ofrece programas de garantía para proyectos en el área de sustentabilidad que no estén necesariamente registrados bajo un proyecto del MDL.

La postulación deberá incluir : información completa de identificación de la empresa dueña del proyecto, su ubicación geográfica, tipo de actividades que desempeña, detalles del estatus y/o progreso del proyecto, el costo estimado del proyecto , la inversión y fuentes de financiamiento (cómo por ejemplo el interés de bancos comerciales), el núme-ro de reducción de emisiones en toneladas de CO2e al año que el proyecto lograría, una descripción del apoyo solicitado (DDP y/o validación y/o registro).

Se solicitará también otro tipo de documentación, por ejemplo: una carta de interés de un banco comercial para financiar el proyecto y la cantidad solicitada (la cantidad y cuanto representa esto del total del proyecto en porcentaje), la estructura financiera del proyecto (si el financiamiento será a partir de deuda o capital) utilizando proyecciones finales o preliminares calculando la Tasa Interna de Retorno con o sin CRE, variados documentos legales, contratos o subvenciones para desarrollar el proyecto (en caso de existir), autorizaciones para la generación de CRE y contratos con CFE, en casos donde sea necesario y finalmente un reporte basado en cálculos para la estimación de RE en toneladas de CO2e.

En la carta de postulación, la empresa postulante deberá expresar su compromiso a retornar el dinero solicitado una vez que el proyecto bajo el MDL haya sido registrado, con los pagos correspondientes de interés más una cuota porcentual en caso de lograr un proyecto exitoso a pagarse a FOMECAR. Este porcentaje corresponderá a un 3% de los CRE durante el primer año de certificación si el volumen de transacción es menor a 100,000 TmCO2e, un 2.5% para rangos entre 100,000 y 500,000 TmCO2e ó un 2% si el volumen es mayor a 500,000 TmCO2e.

FOMECAR también ofrece apoyo adicional para el registro de proyectos bajo el MDL, cuentan con una empresa que provee capacitaciones en proyectos del MDL, organización de seminarios y congresos, y provee asistencia técnica sobre: la factibilidad del proyecto, apoyos financieros para realizar el DDP, costos de validación y registro de proyectos sujetos a alcanzar el potencial de generación de CRE bajo el MDL u otros mercados alternativos, como por ejemplo el mercado voluntario de EEUU. FOMECAR también proporciona asesoramiento en la venta de bonos de carbono a fondos institucionales u otros compradores que transen en el mercado del carbono26.

26 Observatory of Renewable Energy in Latin America and ¬e Caribbean. Mexico: Final Report. Product 3: Financing Mechanism. August 2011. Latin American Energy Organization (OLADE) and the United Nations Industrial Development Organization (UNIDO).


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9.5 Apoyo nacional para registrar proyectos bajo el MDL

Existe una gran variedad de alternativas públicas y privadas de financiamiento para proyectos de biodigestor en la agricultura, las cuales incluyen subsidios, préstamos y micro financiamiento.

9.5.1 Subsidios

En general los subsidios tienden a estar indicados para financiamientos pequeños, normalmente estos están disponibles durante pequeñas ventanas de tiempo durante el año, de hecho se denominan “ventanillas”, y están definidas por las agencias que lo tramitan. La siguiente lista a continuación señala los subsidios disponibles en México.

Banco de Desarrollo

El Banco de Desarrollo Mexicano se encuentra bajo la Secretaría de Hacienda y Crédito Público (SHCP). El banco (SHCP). El banco ofrece 4 secciones de atención: Sector de negocios, Sector de Infraestructura, Sector Habitacional y Sector Rural. Bajo Sector Rural el banco distribuye fondos a Financiera Rural, FIRA y FOCIR (Fondo de Capitalización e Inversión del Sector Rural). Financiera Rural y FIRA se encuentran descritos abajo.

SAGARPA

SAGARPA ofrece financiamiento a productores agropecuarios y abastecedores de la tecnología a través de varios programas de subsidios de Financiera Rural y FIRCO, cómo también programas de crédito desde FIRA y Financiera Rural, descritos a continuación:

Financiera Rural

Financiera Rural ha implementado recientemente una estrategia financiera que mezcla varios recursos para apoyar el desarrollo de energías renovables, combina créditos y subsidios a proyectos de biodigestor para la agricultura además de otras oportunidades financieras integrales. Los subsidios se encuentran disponibles por cantidades de hasta el 50% del costo total del proyecto mientras no sobre pase el millón de dólares. SAGARPA también ofrece financiamiento a través de Financiera Rural a productores interesados en biocombustibles, energías renovables (incluyendo biogás), y eficiencia energética a través del programa de financiamiento “Bioenergéticos” el cual es manejado por Financiera Rural27.

Financiera Rural es la agencia que implementa y administra la provisión de las soluciones financieras ofrecidas por SAGARPA, y ofrece 4 programas de subsidio:

1) Manejo de post cosecha2) PROMAF3) Proyecto estratégico para el trópico húmedo, y4) Bioenergía y otras fuentes alternativas de energía

27 http://www.bioenergeticos.gob.mx/


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Bajo manejo de post cosecha no está realmente claro si los biodigestor serían directamente aceptados para su financiamiento. Sin embargo es posible que sean considerados bajo el sub-componente Proyectos Integrados de Alto Impacto donde los subsidios alcanzan hasta un 34% del costo total del proyecto, mientras no exceda 30 millones de pesos mexicanos y hasta $3,000 pesos mexicanos/m2 disponible por concepto de obra civil28. Estos son subsidios que se encuentran disponibles a nivel nacional. Existe un manual para determinar el puntaje que el proyecto obtendría en caso de postular a este subsidio, el que se puede encontrar en el Anexo XLIII, se denomina: “Guion para la elaboración de proyectos de inversión” específicamente en la tabla 429. Sin embargo el subsidio estuvo cerrado durante el año 2013, postulaciones abiertas durante 2014 tendrán que ser confirmadas.

Bajo PROMAF y con el objetivo de mejorar la competitividad de pequeños productores de maíz y frijoles, los biodigestor no serán financiados. Solamente existe una lista específica de maquinaria y equipos a financiarse bajo este subsidio que están dadas en el Anexo LI (Conceptos de Inversión Elegibles para la Maquinaria y Equipo para Producción Básica PROMAF)30. Bajo el subsidio Proyecto estratégico para el trópico húmedo los biodigestor tampoco se encuentran enlistados, ya que este subsidio se enfoca en mejoras de producción de cultivos, árboles frutales, café, miel y forraje para los proyectos integrados con impacto directo en la producción de carne o leche31.

Donde los biodigestor sí podrían ser considerados es bajo el subsidio Bioenergía y otras fuentes alternativas de energía, específicamente bajo el sub componente: “Energías Renovables” el que brinda hasta un 50% del costo total del proyecto, sin sobre pasar un millón de pesos mexicanos32. Generadores de electricidad también serían incluidos en el financiamiento, hasta un 50% serían financiados sin sobrepasar los $500,000 pesos mexicanos33. Este subsidio estuvo abierto en 2013 hasta el mes de diciembre, sin embargo no está claro si en 2014 estará disponible.

El manual de procedimientos operacionales para el Manejo de post cosecha, proyecto estratégico para el trópico húmedo, y Bioenergía y otras fuentes alternativas de energía recomienda que una postulación a un subsidio debe incluir al menos un financiamiento del 10-20% del costo final del proyecto por parte del productor, un 80-90% del costo total del proyecto a cubrirse por un crédito complementario y el resto a solicitarse en forma de subsidio, Figura 21.

28 http://www.financierarural.gob.mx/ApoyosProductoresIntermediarios/Programas/sagarpa/postproduccio%CC%81n.html29 http://www.financierarural.gob.mx/ApoyosProductoresIntermediarios/Programas/sagarpa/postproduccio%CC%81n.html30 http://www.financierarural.gob.mx/ApoyosProductoresIntermediarios/Programas/sagarpa/PROMAF.html 31 http://www.financierarural.gob.mx/ApoyosProductoresIntermediarios/Programas/sagarpa/humedo%20.html32 http://www.financierarural.gob.mx/ApoyosProductoresIntermediarios/Programas/sagarpa/bioenergia.html33 http://www.financierarural.gob.mx/ApoyosProductoresIntermediarios/Programas/sagarpa/bioenergia.html

Figura 21: Estructura financiera sugerida por Financiera Rural postular a subsidios para la implementación de proyectos de biocombustibles y fuentes alternativas de energía

(Fuente: Manual de procedimientos operacionales para el Manejo de post cosecha, proyecto estratégico para el trópico húmedo, y Bioenergía y otras fuentes alternativas de energía; SHCP y Financiera Rural, mayo de 2013, Sección 5.3.9)


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• Un sumario ejecutivo de las consideraciones técnicas, financieras y medio ambientales• Objetivos generales y específicos del proyecto, los cuales están en línea con los lineamientos del subsidio• Información general del proyecto (ubicación, descripción técnica, cotizaciones del proveedor de la tecnología, etc.)• Análisis de mercado en caso de tener la intención de producir energía con fines comerciales• Análisis financiero• Lista de activos fijos• Análisis de impacto• Análisis y evaluación de impacto medio ambiental• Planos técnicos que incluyan dibujos y diferentes escenarios para la operación• Balances energéticos de la energía generada y de los combustibles desplazados

Una guía de asignación de puntajes a proyectos que postulan a los subsidios puede encontrarse en el Anexo XLIII, Tabla 334, la cual considera los siguientes criterios:

1) Creación de nuevas fuentes de trabajo2) La rentabilidad del proyecto3) Proporción del subsidio dentro de la inversión total del proyecto4) Proporción de la contribución de la empresa/productor dentro de la inversión total del proyecto5) La situación del mercado y qué tan comercial es el proyecto6) El grado de innovación del proyecto7) Impacto medioambiental en términos de reducción de GEI8) Apalancamiento de crédito para el proyecto9) El nivel de marginalización del lugar donde el proyecto sería implementado 10) El número de beneficiarios del proyecto

Los factores que más puntaje asignan son los relacionados a: creación de nuevos puestos de trabajo, el grado de reducción de GEI, la innovación del proyecto por lo que estos aspectos son lo que más atención deberán recibir durante el proceso de postulación. El formato para la postulación a este subsidio se puede encontrar en la siguiente liga: http://www.financierarural.gob.mx/ApoyosProductoresIntermediarios/Programas/sagarpa/bioenergia.html

34 http://www.financierarural.gob.mx/ApoyosProductoresIntermediarios/Programas/sagarpa/postproduccio%CC%81n.html

Según la Guía para la elaboración de proyectos de inversión (anexo XLII) en su versión completa el procedimiento es bastante largo, entre otras actividades incluye:


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FIRCO

FIRCO opera con fondos de SAGARPA (Secretaría de agricultura, ganadería, desarrollo rural, pesca y alimentación). Bajo estos fondos, el programa denominado “Bioeconomía” especifica dentro de sus directrices una línea de acción llamada “Proyecto de utilización de energía renovable en actividades productivas del sector agrícola”. La cual está dirigida a individuos o empresas comprometidas con el sector agrícola, ganadero, pesca, acuicultura, negocios agrícolas, y el sector rural. Esta línea de acción ofrece subvenciones para tecnologías que permitan el uso de energía alternativa, incluyendo biodigestor.

Potenciales beneficiarios a esta subvención incluye proyectos en ranchos porcícolas con un número de animales mayor a 3,000, en el caso de tener menos animales el proyecto deberá demostrar que este es un proyecto piloto para demostrar la factibilidad de la tecnología y poder diseminarla.

Para poder recibir este financiamiento, se le solicitará al proyecto la presentación de un estudio de factibilidad tomando en cuenta factores técnicos, financieros y medio ambientales en un formato previamente elaborado por FIRCO. Adicionalmente el proyecto deberá presentar 3 cotizaciones de proveedores de la tecnología que estén registrados bajo FIRCO cómo proveedores certificados, además de la justificación de la selección hecha a través de la evaluación de las tres alternativas. No existe fecha específica de “ventanilla” para este apoyo, pero una vez que los lineamientos salen al público una vez al año las postulaciones podrán comenzar.

SEDATU

SEDATU (Secretaría de desarrollo agrario, territorial y urbano) busca promover y acelerar el desarrollo rural entre familias que estén en condiciones de contribuir al crecimiento productivo del país. La secretaría ofrece varios programas, sus directrices incluyen dentro de sus normas el apoyo a pequeños agricultores para la implementación de sistemas de digestión anaeróbica, presentados a continuación:

Página web % de apoyo al proyectohttp://www.firco.gob.mx/proyectos/Bioeconomia/ Paginas/Proyecto-de-Bioeconomia.aspx

Hasta 50% del costo total del proyecto, hasta un equivalente a $1,000,000 pesos mexicanos.

Programa Apoyo dirigido a Monto del apoyo Página webFAPPA (Fondo para el Apoyo a Proyectos Productivos en Núcleos Agrarios)

Residentes rurales que sufran algún grado de marginalización, vulnerabilidad o inequidad, ejemplo: mujeres rurales, comunidades indígenas, gente con discapacidades y ancianos.

Hasta $180,000 pesos mexicanos para grupos sin entidad legal constituida. Hasta $270,000 pesos mexicanos para grupos con entidad legal constituida.

http://www.sedatu.gob.mx/sraweb/programas/fappa/


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Las postulaciones a ventanillas están abiertas cada año entre marzo y abril y deben hacerse directamente en las oficinas de SEDATU.

SEMARNAT

SEMARNAT (Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales) Financia un programa que provee subenciones con énfasis en temas de género, por lo tanto brinda ayuda a grupos de mujeres, grupos de indígenas y gente joven bajo su programa “Igualdad de Género y Sustentabilidad Ambiental”. Este fondo intenta asegurar la conservación del medio ambiente y la participación de estos grupos en la construcción de un desarrollo sostenible. Estas subvenciones apoyan proyectos que busquen revitalizar conocimiento tradicional en cuanto a la utilización y manejo de recursos naturales a través de la conservación, protección y restauración de ecosistemas. Este programa apoya la instalación de biodigestor para pequeños productores para que sean capaces de cumplir con estas actividades y logren un desarrollo sostenible. El detalle aquí presentado ofrece los datos de contacto para la oficina en Jalisco, donde las postulaciones deberán ser hechas.

Programa Apoyo dirigido a Monto del apoyo Página webPROMUSAG (Programa de la Mujer en el Sector Agrario)

Mujeres de zonas rurales que se encuentren en alguna posición de gran vulnerabilidad, marginalización o inequidad. Grupos deben estar constituidos por grupos de 3 a 6 miembros.

Hasta $30,000 por miembro de grupo, con un total máximo de $180,000 pesos mexicanos por grupo.

http://www.sedatu.gob.mx/sraweb/programas/promusag/

Vivienda Rural Hogares con ingresos bajo la línea de la pobreza y viviendas rurales de baja calidad en zonas de alta marginalización, de hasta 5,000 habitantes

Hasta $61,200 pesos mexicanos dependiendo si el proyecto es para casas nuevas, expansión o mejoras también influye el grado de marginalización (con una contribución del 13% de parte del beneficiario)

http://www.sedatu.gob.mx/sraweb/programas/vivienda-rural/

Página web Contacto de la oficina central Cantidad del apoyohttp://www.semarnat.gob.mx/ apoyossubsidios/igualdaddegenero/Pages/inicio.aspx

Lic. Guadalupe Flores MedranoTel: (55) [email protected]

Hasta $22,000 pesos mexicanos ara capacitación y creación de capacidades y hasta $88,000 pesos mexicanos para apoyar la infraestructura y los equipos necesarios en la inversión.


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SEDESOL

SEDESOL (Secretaría de Desarrollo Social) maneja varios programas sociales que buscan promover el bienestar económico y las condiciones de vida de los mexicanos. El programa “3X1” (tres por uno) enfocado en ciudadanos mexicanos viviendo en el exterior, es una oportunidad para canalizar recursos hacia el país con el objetivo de desarrollar proyectos con impacto social. Estos proyectos apoyan el desarrollo de las comunidades y contribuyen a mejorar la calidad de vida de la población a través de varias acciones, incluyendo el saneamiento ambiental y la conservación de recursos naturales.

CDI

CDI (Comisión Nacional Para el Desarrollo de los Pueblos Indígenas) apoya programas que se enfocan en grupos indígenas que puedan contribuir a la mejora de su situación económica y social mientras que respeten sus procesos culturales y el manejo de recursos naturales. CDI tiene diferentes programas en los cuales los reglas de operación les permitiría apoyar proyectos que utilizan tecnologías verdes, solucionando temas de saneamiento y/o la utilización sostenible de recursos, y por lo tanto podrían apoyar proyectos de implementación de biodigestor. Sin embargo el tamaño de estos sistemas será de pequeña escala, debido al restringido acceso a espacio y animales por parte de las comunidades indígenas.

La mayoría de los programas ofrecidos por CDI requieren de la participación de una entidad implementadora, la cual podría ser una dependencia del estado, una agencia federal, gobiernos municipales y delegaciones de la comisión, quienes manejan los fondos.

Página web Oficina Contacto % de apoyohttp://www.sedesol.gob.mx/es/SEDESOL/ Infromacion_del_ Programa3x1_

Paseo de la Reforma 116, Col. Juárez. Del. CuauhtémocCP. 06600 México , D.F.

Tel: (55) 5328 500001 800 0073705

Hasta $1,000,000 de pesos mexicanos para infraestructura, equipos y servicios a la comunidad.

Programa Apoyo disponible a Cantidad del apoyo Página webPTAZI (Programa de Turismo Alternativo en Zonas Indígenas)

Asociaciones agrícolas indígenas y grupos de trabajo, quienes se encuentren en municipali-dades indígenas que tengan potencial para el turismo.

Hasta $1.5 millones de pesos mexicanos para infraestructura y equipos para proyectos de sostenibilidad que incluyan tecnologías relacionadas al cuidado del medio ambiente

http://www.cdi.gob.mx/index.php?option=com_content&view=article&id=2670&Itemid=200004

PIBAI (Programa de Infraestructura Básica para la Atención de los Pueblos Indígenas)

Gente viviendo en comunidades donde:I Al menos 40% de los residentes son indígenasII Existe alta o muy alta marginalizaciónIII La población está entre 50 y 15,000 personas

El proyecto debe tener un componente de drenaje y saneamiento que incluya plantas de tratamiento de aguas. La cantidad brindada será en función del costo total del proyecto.

http://www.cdi.gob.mx/ index.php?option=com_content&view=article&id=2661&Itemid=200004


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OEIDRUS Jalisco

El fondo OEIDRUS en Jalisco manejo los recursos de SAGARPA y opera a través de “Programa de Sostenibilidad de recursos naturales: área de biocombustibles y fuentes alternativas de energía”. La cual está enfocada a individuos o empresas que deseen presentar proyectos de energías renovables en el sector de la producción de la agro industria, incluyendo la utilización de biodigestor. Cada municipalidad dentro del estado de Jalisco tiene su propia ventanilla para postular.

9.5.2 Créditos disponibles

Ya que la mayoría de los agricultores no tienen acceso fácil a créditos de consumo comerciales, puede ser difícil obtener créditos para individuos o grupos de usuarios. Una solución podría ser el establecimiento de un programa de créditos independiente, sin embargo la creación de este programa sería complicada y engorrosa sin la colaboración de una institución experimentada en el tema. Los siguientes factores serán importantes de tomar en cuenta previo al establecimiento de algún programa de créditos en particular ya que condicionarán su factibilidad35:

• Confirmar si existen otras formas de financiamiento u otras alternativas. Por ejemplo, capital disponible.• Realizar un estudio socioeconómico detallado de los ranchos objetivo del financiamiento, incluir preguntas del

tipo: Cuál es el límite de endeudamiento que el agricultor podrá aceptar?• Identificar y entender todo tipo de aportes financieros institucionales existentes, por ejemplo: bancos que

apoyen el desarrollo rural o cooperativas de crédito interesadas en este segmento

Programa Apoyo disponible a Cantidad del apoyo Página webPROCAPI (Programa de Coordinación para el Apoyo a la Producción Indígena)

Proyectos que contribuyan a la sostenibilidad de actividades productivas a través de apoyo económico para proyectos productivos realizados por grupos indígenas que estén o no constituidos legalmente.

Dependiendo del tamaño y del impacto social del proyecto, hasta $2 millones de pesos mexicanos.

http://www.cdi.gob.mx/ index.php?option=com_content&view=article&id=2668&Itemid=200004

Página web Oficina Contacto % de apoyohttp://www.oeidrus- jalisco.gob.mx/ programas/ convocatorias/2013/

Carretera a Chapala 655, Col. Álamo OrienteCP. 45560 Tlaquepaque, Jal.

Jesús Monroy MorenoTel: (33) 1404-5142 Ext. 66107

Hasta 50% del costo total del proyecto con un tope de $1,000,000 de pesos mexicanos

35 GTZ (1989) Biogas plants in animal husbandry. Chapter 9.


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• Establecer la estructura del programa en cuanto a su calidad de coordinación e implementación: créditos de programas integrados o aislados, incluyen apoyo técnico o económico cómo parte de la extensión, capacitación, mantención de los sistemas o reparaciones?

Si la evaluación demuestra que existen créditos disponibles en la región, los cuales ofrezcan condiciones favorables para la implementación del proyecto, el proyecto podría financiarse parcialmente a través de un préstamo.

Banco del Bajío

Banco del Bajío ofrece productos financieros que se enfocan en el segmento de individuos o corporaciones dentro de la agricultura y los sectores rurales a través de todo el país. La ubicación de las oficinas dentro de los estados puede encontrarse en: www.bb.com.mx. Banco del Bajío trabaja con sus propios fondos o aquellos de FIRA. Al obtener un crédito de FIRA será necesario realizar una evaluación técnica, con la cual se determinará si el proyecto es viable para recibir el financiamiento. El proyecto debe demostrar que es técnica y financieramente viable y que el beneficiario del financiamiento posee la capacidad de repago del crédito, demostrando solvencia financiera en los últimos 3 años de ejercicio.

Otros créditos

Existen variadas fuentes de micro financiamiento en el país, sin embargo no todas estas alternativas apoyarán proyectos de biodigestor. A través de micro financiamientos es más factible apoyar proyectos de biodigestor de pequeña escala (hasta 200m3), proyectos mayores solamente recibirán financiamiento parcialmente, cómo en casos de sistemas de lagunas cubiertas por ejemplo. Algunas fuentes de micro financiamiento incluyen: Financiera Rural y FIRA. Las alternativas viables están mencionadas a continuación.

Financiera Rural

Financiera Rural maneja dos tipos de préstamos: préstamo simple y activos fijos y todos los proyectos serán elegibles (refiriéndose a diversos tipos de negocios y volúmenes). Sin embargo los proyectos que se ejecuten en zonas marginalizadas con un número mayor a 50,000 habitantes serán preferidos, ya que la institución busca contribuir al desarrollo social. Financiera Rural llevará a cabo un análisis del proyecto y una investigación en terreno para determinar si la cantidad del financiamiento, los términos de trabajo y la tasa de interés están bien definidas. El productor puede postular a la oficina regional de FR dentro del Estado en cualquier momento del año a través de la oficina de créditos habiendo entregado la información del proyecto recién mencionada. Cómo pre requisito será necesario entregar una garantía por el financiamiento, la cual puede ser un título de propiedad.

Página Web Contacto: Apoyowww.financierarural.gob.mx/ Ana Karina Juárez

[email protected] No existen límites siempre y cuando el proyecto sea viable. Dependiendo del producto financiero, FR financiará hasta un 80% del costo total del proyecto.


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FIRA (Fideicomisos Instituidos en Relación con la Agricultura):

FIRA opera cómo un segundo prestamista, con patrimonio propio y recursos percibidos a través de bancos y otros intermediarios financieros como por ejemplo: la SOFOM (Sociedad Financiera de Objeto Múltiple). Esta modalidad brinda la oportunidad de dirigir a los beneficiarios a las instituciones correspondientes dependiendo de las necesidades de cada proyecto. FIRA ofrece esquemas de financiamiento a cualquier persona o entidad que realice proyectos en la agricultura, agro-forestería y el sector pesquero.

El equipo técnico de FIRA lleva a cabo una investigación de campo y una evaluación de las necesidades financieras del proyecto, las cuales serán evaluadas dependiendo de la magnitud de cada proyecto. El beneficiario deberá demostrarle a la institución financiera que cuenta con la capacidad financiera para re pagar el crédito bajo los términos acordados y que el proyecto es entonces técnica y financieramente factible.

FinTerra

FinTerra es una Sociedad Financiera de Objeto Múltiple, Entidad No Regulada, la cual busca apoyar la modernización y el crecimiento de la industria alimentaria mexicana a través de la provisión de servicios finaniceros que puedan mejorar las condiciones de vida de las comunidades y los negocios del sector.

FinTerra opera oficinas regionales en todo el país, incluyendo el Estado de Jalisco, provee tanto el capital de trabajo cómo el financiamiento de activos fijos para la inversión en diferentes sectores, incluyendo al ganadería.

El financiamiento está abierto a individuos y corporaciones y no existen restricciones sobre la escala del proyecto, pudiendo ser proyectos pequeños, medianos o grandes. Una vez que se compruebe el cumplimiento de los siguientes criterios, se realizará una evaluación del beneficiario. Los criterios incluyen: (a) experiencia en la actividad que quiere participar, (b) contar con un nivel adecuado de productividad y tecnología, (c) cuenta con un canal de ventas confiable y (d) provee información financiera confiable.

Página Web Contacto: Apoyohttps://www.fira.gob.mx Ing. Raúl Caín Salado Guluarte

[email protected] There is no limit as long as the project is viable but financing depends on the financial product applied for.

Página Web Contacto: Apoyowww.finterra.com.mx Jesus Arellano Padilla

Tel: 3647-7249, 3122-5465 [email protected]

Hasta $30 millones de pesos mexicanos, en función del estudio de factibilidad.


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CONSEDE

CONSEDE es la Sociedad Financiera de Objeto Múltiple, Entidad No Regulada, la cual provee oportunidades a empresarios rurales a través de servicios financieros. Cualquier individuo o entidad que tenga actividades en la agricultura, acuicultura y negocios agrícolas puede ser elegido para hacer uso de los productos financieros que brinda CONSEDE, aunque existen límites geográficos definidos dentro de los siguientes estados: San Martín Hidalgo, Ahualulco del Mercado, Tototlán, Jocotepec y Colima.

Consol Negocios

Consol negocios es una compañía financiera que opera como una Sociedad Financiera de Objeto Múltiple, Entidad No Regulada que brinda alternativas financieras a aquellos que no tengan acceso a créditos bancarios o no tengan garantías formales para solicitar el crédito. Sus productos finaniceros se enfocan en el segmento de residentes de pueblos o ciudades con un número de habitantes menor a los 50,000.

Negocios Consol ofrece alternativas al micro crédito y entre sus productos tiene una línea que ofrece créditos agrícolas y financiamiento rural. Cómo pre requisito a la postulación al crédito, se requiere demostrar la existencia de comprobantes activos fijos o hipotecas. La casa matriz se encuentra en Tlajomulco de Zuñiga y existen varias sucursales en Jalisco; El Salto, Lagos de Moreno, La Barca y Ciudad Guzman.

Kiva Micro financiamiento

Kiva es una plataforma de financiamiento en línea en donde un grupo de personas van a poner su dinero a disposición de un beneficiario, para que este sea capaz de llevar a cabo su proyecto y pague el préstamo una vez implementado. Kiva es una organización sin fines de lucro y entrega los préstamos a través de socios locales, cómo Instituciones de Micro Financiamiento o no necesariamente, ofreciendo créditos desde $25 dólares hacia arriba. Kiva está conformado por más de 900,000 personas prestamistas y una red internacional de socios. Hasta el momento le han brindado la oportunidad de inversión a más de 1 millón de beneficiarios, brindando financiamiento por una cantidad por sobre los $400 millones de dólares con tasas de reembolso de 98.9%36.

Página Web Contacto: Apoyowww.consede.com.mx Alejandro Ornelas Ibarra

Tel: 3632-3771, [email protected]

A productores individuales: Máx. $500,000 pesos mexicanos.A entidades legales: Hasta $4 millones de pesos mexicanos.

Página Web Contacto: Apoyowww.consolnegocios.com Pedro Camarena

Tel: [email protected] [email protected]

A productores individuales: desde 100,000 hasta 5 millones de pesos mexicanos.A entidades legales: Hasta $7.2 millones de pesos mexicanos.

36 Kiva Microfunds; About. Accessed at http://www.kiva.org/about. 10 April 2013.


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Un fabricante de biodigestor locales, que forma parte de la red de Kiva en México, ha administrado más de $90,000 dólares en préstamos para la implementación de proyectos de pequeños biodigestor desde abril de 2012. Esta empresa se especializa en sistemas de 4m3 hasta 300m3 utilizando biodigestor horizontales de flujo continuo modulares (Biodigestor de tipo laguna cubierta no entran en la categoría de financiamiento) y hasta el momento son los únicos socios locales que fabrican y comercializan biodigestor en México.

9.5.3 Programa de Financiamiento para Proyectos con Mezcla de Recursos

Financiera Rural ha desarrollado un set de recursos financieros que combina crédito, subsidios y subvenciones e in-cluye la posibilidad de obtener componentes de financiamiento desde el mercado de carbono, la estrategia para el fi-nanciamiento de innovaciones tecnológicas y fuentes alternativas de energía la cual fue preparada en enero de 2013, entrará en curso a fines de junio de 201337. Esta estrategia nace del Programa de Financiamiento para Proyectos con Mezcla de Recursos, con fecha 19 de julio de 2011. Y se puede encontrar aquí: http://www.financierarural.gob.mx/Prog_prod_cred/Paginas/ProgramasdeFinanciamiento.aspx

Los subsidios ofrecidos por Financiera Rural presentados en el capítulo 19 son parte de esta estrategia, la cual se enfoca en la producción de biocombustibles, prácticas de sostenibilidad, proyectos que generen fuentes alternativas de energía, entidades federales y organizaciones del sector público y privado que tengan actividades en esta área. La estrategia ofrece diversas alternativas financieras hechas a la medida de las necesidades y condiciones de producción específica de cada negocio o empresa38. La estrategia intenta operar a través de Instituciones Financieras, fabricantes o proveedores de la tecnología relacionados a la producción de fuentes de energía renovable o fuentes alternativas de energía renovable. Incluyendo tecnologías que hagan uso de “Residuos (agrícolas) o los recursos naturales que puedan generar energía útil para los procesos de producción, ventas y marketing, entre otras cosas39.

Instituciones financieras:

Las siguientes instituciones de primer y segundo nivel de financiamiento podrán postular a los siguientes productos de crédito:

• Crédito de Habilitación o Avío• Crédito Refaccionario• Crédito Simple• Crédito en Cuenta Corriente• Líneas de Crédito Simple• Líneas de Crédito en Cuenta Corriente• Líneas de Crédito en Cuenta Corriente Contingente

http://www.financierarural.gob.mx/ApoyosProductoresIntermediarios/Paginas/ConocelosProgramade FinancieraRural.aspx

37 Metodología; Estrategia de Financiamiento para la Innovación Tecnológica y Energías Alternativas. SCHP and Financiera Rural. June 2013. 38 Metodología; Estrategia de Financiamiento para la Innovación Tecnológica y Energías Alternativas. SCHP and Financiera Rural. June 2013. 39 Metodología; Estrategia de Financiamiento para la Innovación Tecnológica y Energías Alternativas. SCHP and Financiera Rural. June 2013.


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La postulación puede hacerse a uno de los 3 programas de financiamiento dependiendo de las necesidades específicas de las instituciones financieras.

• Programa financiero para proyectos con mezcla de recursos• Programa de financiamiento pre aprobado• Programa de financiamiento para instituciones financieras

Ranchos:

Los productores agropecuarios pueden postular a los programas de subsidios detallados en el Capítulo 9.3.1.

• Manejo de post cosecha• PROMAF• Proyecto estratégico para el trópico húmedo, y• Bioenergía y otras fuentes alternativas de energía

Proveedores de tecnología:

Los proveedores de tecnología pueden postular a un apoyo de financiamiento adicional a través de esta mezcla de recursos a partir del Esquema especial de financiamiento a Proveedores para Líneas de Crédito en Cuenta Corriente Contingentes.

Más información en: http://www.financierarural.gob.mx/Prog_prod_cred/Paginas/CreditoCuentaCorriente.aspx

9.6 NAMAs

Tomando en cuenta proyectos sectoriales más grandes, sería eventualmente posible buscar apoyo financiero a través de NAMAs, las Acciones Nacionales de Mitigación Apropiadas. NAMA son las acciones desarrolladas por un país en desarrollo para contrarrestar el cambio climático las cuales son apoyadas y facilitadas por tecnologías, financiamiento y creación de capacidades, de manera medible, notificable y verificable40. En la práctica NAMAs son acuerdos de financiamiento entre países desarrollados, proveedores de la tecnología del sector privado, consultores y gobiernos de países en desarrollo.

En general se distinguen 3 formas de financiamiento41:

(1) NAMA apoyados: son aquellos que se financian a través del financiamiento bilateral o multilateral, incluyendo la Asistencia Oficial al Desarrollo (AOD), además del Fondo Verde para el Clima (Green Climate Fund.)

(2) NAMA unilaterales: son los que se financian a nivel nacional (a partir de los fondos del gobierno mexicano). (3) NAMAs Acreditado: son los que se financia a través de la creación de bonos de carbono que se venden a los

países con metas de reducción de emisiones.

40 Chad Carpenter, “The Bali Action Plan: Key Issues in the Climate Negotiations,” An Energy and Environment Group Publication, September 2008, http://www.undp.org/climatechange/docs/UNDP_BAP_Summary.pdf41 Franke Roser, Xander van Tilburg, Stacey Davis, and Niklas Höhne, “Annual Status Report on Nationally Appropriate Mitigation Actions (NAMAs),” Ecofys, The Energy Research Center of the Netherlands, and the Center for Clean Air Policy, 2011, http://www.ecn.nl/docs/library/report/2011/o11078.pdf


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De los 38 proyectos NAMAs en los países Latino Americanos, 6 se encuentran en México, todos ellos reciben apoyos financieros domésticos42 incluyendo fondos de SEMARNAT, CONAVI y SENER. Sin embargo ninguno de estos 6 proyectos NAMA se encuentran en el área de la agricultura. La tabla 16 menciona las NAMAs mexicanos.

Tabla 16: NAMAs mexicanos

Sin embargo, dada la lentitud con la que las NAMAs han progresado y complejidad de las reglas en torno su registro, seguimiento y verificación estas solamente deberán ser consideradas dentro de un proyecto sectorial bien definida junto a un desarrollador de proyectos experimentado. Para iniciar la formación de una NAMA, el desarrollador del proyecto debe ponerse en contacto con la oficina de SEMARNAT de su estado.

Más información sobre los proyectos NAMA en México se puede encontrar en el informe “Construyendo desde lecciones aprendidas para promover la digestión anaeróbica, tecnología para el manejo de estiércol en México. Fase II: Desarrollo de Caminos para la inversión desde el Sector Privado. INFORME FINAL DEL PROYECTO “. El informe está disponible en: http://www.irrimexico.org/biblioteca-en-linea/.

Más información general sobre NAMA se puede encontrar en la CMNUCC:

https://unfccc.int/meetings/cop_15/copenhagen_accord/items/5265.php

42 “NAMA Database,” Ecofys, Updated March 4, 2013, http://namadatabase.org/index.php/Main_Page

SectorAgencia de gobierno

MexicanaApoyo financiero

internacionalApoyo técnico

Construcción SEMARNAT y CONAVI Ministerio Alemán de Medio Ambiente, Conservación de la Naturaleza y Seguridad Nuclear (BMU)

Perspectives LLC y Point Carbon

Transporte SEMARNAT Ministerio Holandés de Vivienda, Ordenamiento Territorial y Medio Ambiente (VROM)

GIZ (Sociedad Alemana para la Cooperación Internacional) y Ecofys

Transporte SEMARNAT Ministerio Holandés de Vivienda, Ordenamiento Territorial y Medio Ambiente (VROM)

Transporte Secretaría de comunicaciones y transporte

Banco Inter Americano de Desarrollo

Ecofys

Energía SENER GIZ (Sociedad Alemana para la Cooperación Internacional)

South Pole Carbon

Energía SEMARNAT - DNV KEMA


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9.7 Alternativas de financiamiento institucional internacionales

Existen variados fondos entre bancos de desarrollo internacional, cómo también entre gobiernos de ciertos países que tienen interés en apoyar proyectos que capturen metano. En la tabla 17 se detallan los fondos a los que el gobierno Mexicano podría postular para a su vez proveer de fondos a grupos de proyectos de gran escala que provean de biodigestor para su uso con residuos de la agricultura y ganadería. Son embargo es necesario tener en conocimiento que a estos fondos no se puede postular como un individuo, estas convocatorias no están abiertas para postulaciones directas desde desarrolladores de proyectos.

Tabla 17: Alternativas de financiamiento institucional internacional

43 http://www.caf.com/en 44 http://www.iadb.org/en/news/news-releases/2012-04-30/canadian-climate-change-fund-for-latin-america,9962.html45 http://web.worldbank.org/WBSITE/EXTERNAL/TOPICS/ENVIRONMENT/EXTCARBONFINANCE/0,,contentMDK:22974424~menuPK:5213558~pagePK:64168445~piPK:64168309~theSiteP-K:4125853~isCURL:Y,00.html46 http://web.worldbank.org/WBSITE/EXTERNAL/TOPICS/ENVIRONMENT/EXTCARBONFINANCE/0,,contentMDK:22974424~menuPK:5213558~pagePK:64168445~piPK:64168309~theSiteP-K:4125853~isCURL:Y,00.html

Institución / Fondo DescripciónBanco de Desarrollo de América Latina43

México es accionista del CAF, y ha recibido previamente capitales del CAF. Dentro del área de Medio Ambiente del CAF, el programa PROPEL (Financiamiento Especial para Proyectos de Energía Limpia) promueve la ejecución de proyectos de pequeña y mediana escala en los sectores de energía limpia y de eficiencia energética en América Latina. Los proyectos deben ser capaces de generar certificados RCE (CER) y el costo total del proyecto debe estar entre $ 3.000.000 USD y $ 30 millones de dólares.

Fondo Climático Canadiense (Canada Climate Fund, BID44)

El Fondo Climático Canadiense para el Sector Privado en el Banco Interamericano de Desarrollo tiene como objetivo movilizar la inversión privada en tecnologías limpias, que suelen tener mayores costos iniciales y los más largos periodos de recuperación de la inversión que la tecnología que utiliza combustibles fósiles. Los proyectos apoyados incluyen las energías renovables, la eficiencia energética, la agricultura y proyectos de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero forestales.

World Bank Carbon Finance Unit45 and Climate Investment Funds46

La unidad de financiamiento de proyectos de carbono y los Fondos de Inversión en Clima del Banco Mundial proporcionan una amplia gama de fondos y servicios de Carbono para adquirir CRE obtenidos en proyectos en países en desarrollo, a través de uno de los fondos de carbono del UFC en nombre de los contribuyentes en el marco del mecanismo del Protocolo de Kyoto para el Desarrollo Limpio (MDL) o Mecanismo de Implementación Conjunta (JI). Incluye el Fondo Holandés de Mecanismo de Desarrollo Limpio, el Fondo Italiano de Carbono, el Fondo Español de Carbono y el Fondo de Carbono danés. El Fondo de Inversión Climática financia proyectos en las áreas de energía renovable, la eficiencia energética, el transporte limpio, la gestión sostenible de los bosques, y resiliencia al cambio climático.


92

47 “Financial Resources,” Global Climate Change Alliance, http://www.gcca.eu/about-the-gcca/financial-resources48 Observatory of Renewable Energy in Latin America and ¬e Caribbean. Mexico: Final Report. Product 3: Financing Mechanism. August 2011. Latin American Energy Organization (OLADE) and the United Nations Industrial Development Organization (UNIDO). “Sustainable Energy and Climate Change Initiative,” World Bank, http://www.iadb.org/en/topics/climate-change/secci,1449.html

Institución / Fondo DescripciónFondo para el Medio Ambiente Mundial (Global Environment Facility47)

Programa de Pequeñas Donaciones del FMAM ha financiado anteriormente proyectos de energía limpia a pequeña escala en América Latina implementados por la sociedad civil y organizaciones de base comunitaria. Fondo Especial de Cambio Climático del FMAM puede financiar también proyectos de energía limpia en México. Anteriormente, el FMAM ha desarrollado fondos especiales para México, como el Programa de Desarrollo Rural Sostenible para México, implementado por SAGARPA / FIRCO con el objetivo de promover tecnologías, sobre todo en las energías renovables, con el fin de reducir la emisión de gases de efecto invernadero del sector agroindustrial en México

Inter-American Development Bank48; BID-Clean Technology Fund y BID-Sustainable Energy and Climate Fund Initiative (SECCI)

El Fondo de Tecnología Limpia del BID, ha financiado anteriormente proyectos de energía renovable a gran escala en México. Se había previsto que dichos fondos, sumados a las inversiones públicas y privadas, las fuentes de financiamiento local y multilateral, financiamiento de carbono y contribuciones técnicas podrían generar importantes inversiones en México. Adicionalmente la SECCI marco de la Unidad de Cambio Climático del BID ofrece préstamos a bajo interés para proyectos de energía renovable, el desarrollo sostenible de los biocombustibles, el acceso a los mercados de carbono, y la adaptación al cambio climático. La unidad de acceso a los mercados de carbono se especializa en la creación de capacidades, asistencia técnica, y apoyo a instituciones financieras.

Consideraciones del diseño del sistema

10

Esta sección trata sobre las consideraciones necesarias para seleccionar el diseño del biodigestor y las compañías proveedoras de la tecnología, además de las consideraciones para dimensionar el volumen del biodigestor.

10.1 Diseño del biodigestor y empresas instaladores en México

Los proyectos de biodigestor deben diseñarse e instalarse por profesionales y empresas registradas. FIRCO tiene un Padrón de Empresas Confiables en el Proyecto de Energía Renovable y Eficiencia Energética que se puede encontrar y revisar en http://proyectodeenergiarenovable.com/empresas/#

Este registro brinda información sobre el progreso en la verificación de la empresa con FIRCO, su experiencia como contratantes o sub contratantes, si es que son fabricantes o distribuidores, y la ubicación geográfica y rango de acción dentro de la República Mexicana, además de su experiencia específica en cuanto al desarrollo de proyectos de biodigestor para la agricultura.

La Tabla 18 ofrece criterios de puntuación para la selección y comparación de diseños de biodigestor y las empresas que los instalan. Esta etapa del proyecto es de suma relevancia, la elección de la empresa no debería solamente basarse en el costo total del sistema cotizado.

Tabla 18: Criterios para seleccionar el diseño del biodigestor y la empresa que hará la instalación (Fuente: Guía para la reducción de riesgos en el Programa de Actividades de captura de metano

en sistemas ganaderos en México. Financiera Rural. Diciembre 2012. Tabla 6.3

Criterio Descripción % de

puntuación total

Servicio de cotización

Se refiere a un servicio eficiente en la entrega de cotizaciones y otro tipo de información, la cual sea entregada dentro de días laborales y no se extienda mucho más allá

3%

Calidad La cual se define por las competencias y el rendimiento en relación a la entrega de especificaciones y necesidades para los sistemas de biogás

15%

Capacidad Evaluación de las empresas proveedoras tomando en consideración la experiencia en la instalación de sistemas y el inicio de su funcionamiento

15%

Experiencia General

Periodo de tiempo en que la empresa ha instalado sistemas y está presente en el mercado

6%

Experiencia con materias primas similares

Periodo de tiempo en que la empresa ha instalado sistemas para el tratamiento de flujos de materias primas similares

7%


94


95

Criterio Descripción % de

puntuación total

Experiencia en el extranjero

Experiencia de la empresa con proyectos similares fuera del país 3%

Educación/ Capacitaciones del personal

Evaluación de las capacidades del proveedor para diseñar e instalar sistemas de alta calidad, tiene certificaciones?

6%

Sistemas probados

Evaluar si el Proveedor ha llevado a cabo investigación, proyectos piloto y pruebas de laboratorio en universidades o instituciones de investigación que confirmen que la tecnología es adecuada para el tratamiento de basuras.

5%

Precios Precio de la cotización en pesos mexicanos 15%% de disminución de DOQ

Evaluación de la eficiencia de disminución del DOQ , mientras más alta mejor, ya que el efluente tendrá una mejor calidad. Esto se puede establecer a través de análisis de laboratorio

10%

Generación de biogás

Evaluación de la cantidad de biogás generado y almacenado que podrá utilizarse en el desplazamiento de combustibles tradicionales

10%

Garantías y compromisos

El grado de garantía y compromiso al proyecto que incluya garantías en la calidad el efluente, la producción de biogás, el tiempo esperado de vida del sistema y su instalación

5%

10.2 Consideraciones sobre el dimensionamiento del sistema

Biodigestor de laguna cubierta deben diseñarse de acuerdo a los Estándares Técnicos Mexicanos49 y la legislación pertinente (ver Capítulo 7). También deben tomarse en cuenta otros estándares de mejores prácticas de otros tipos de sistemas, incluyendo estándares publicados a disposición de todo el público, experiencias, guías de instalación, etc. Normalmente la parte peor diseñada es el dimensionamiento de sistemas, según el estudio realizado en 2011, un 47% de los sistemas de biodigestor encuestados tenían problemas de diseño, relacionados a: tiempos de retención hidráulica sobre 60 días, relaciones de agua:materia prima con valores de agua muy altos (9:1 por ejemplo), etc. Estas características influirán fuertemente en la producción de biogás, debido a esto es entonces muy importante realizar el dimensionamiento y el diseño del biodigestor junto a diseñadores y proveedores de la tecnología50. En la Figura 22 se detallan las consideraciones iniciales para el diseño y dimensionamiento. La Tabla 19 ofrece un diagrama de actividades necesarias para llevar a cabo el proceso.

49 Technical Standards for the Design and Construction of Bio-digesters in Mexico. SAGARPA, SEMARNAT, FIRCO. March 2012.50 Guía para la reducción de riesgos en el Programa de Actividades de captura de metano en sistemas ganaderos en México. Financiera Rural. December 2012. Chapter 6. Technical issues dis-cussed within this section here are derived from a study conducted in 2009, where surveys of 283 biodigester systems in Mexican hog and dairy farms were conducted, evaluating the operations and functionality of the systems and detecting the main causes of system malfunction.


96

Figura 22: Consideraciones iniciales para el dimensionamiento de biodigestor (Fuente: Guía de diseño y manual de instalación. Biodigestor de polietileno tubular de

bajo costo para trópico, valle y altiplano. GTZ, PROAGRO. 2008. Cuadro 4.3)

Tabla 19: Proceso de diseño de dimensionamiento de biodigestor domésticos (Fuente: Biodigestor Familiares – Guía de diseño y manual de instalación. Biodigestor de polietileno

tubular de bajo costo para trópico, valle y altiplano. GTZ, PROAGRO. 2008. Tabla 4.2 y Manual de biogás. MINENERGIA / PNUD (UNDP) / FAO / GEF. FAO, 2011. Tabla 5.2)

A B C = A x B DE = C x D x % de tiempo estabulados

F (en relación

a E)H

Peso del ganado (Peso promedio del animal adulto)

Número de animales

Peso total animales

Kg de excremento producido cada 100kg de animal al día (kg/día)

Kg de excremento disponible (kg/día)

Agua necesaria (Relación agua- excremento) en litros

Clima local y tiempo de retención hidráulica (TRH)

Experiencia GeneralExperiencia con materias primas similares


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A B C = A x B DE = C x D x % de tiempo estabulados

F (en relación

a E)H

Experiencia en el extranjeroEducación/ Capacitaciones del personalSistemas probadosPrecios % de dis-minución de DOQGeneración de biogásGarantías y compromisos

10.2.1 Producción de biogás

La Tabla 20 ofrece rangos de producción de biogás a partir de diferentes sustratos de materia prima y lo relaciona a la demanda de biogás requerida para alimentar estufas a biogás o motores generadores. Adicionalmente en algunos casos será necesario tener sistemas de almacenamiento de biogás, particularmente en casos en que la demanda diaria sea menor a la producción de biogás, o en casos en que la producción de biogás diaria fluctúa mucho.

Tabla 20: Biogás producido por diferentes sustratos de materia prima (Fuente: Biodigestor Familiares – Guía de diseño y manual de instalación. Biodigestor de

polietileno tubular de bajo costo para trópico, valle y altiplano. GTZ, PROAGRO. 2008. Y Manual de biogás. MINENERGIA / PNUD (UNDP) / FAO / GEF. FAO, 2011. Tabla 3.6)

Tipo de excrementoLitro de biogás producido por kg de excremento

fresco utilizados en el biodigestor Aves de corral 65-80Cerdos 40-60 Ganado vacuno 32-40 Ovejas 40-50Cabras 40-50Caballos 35-40Conejos 55-60


98

En climas calurosos será conveniente utilizar techos para evitar la deshidratación del excremento, ya que mientras más fresco mejor será su potencial de generación de biogás. Al hacer uso de corrales unidos a la entrada del biodigestor se puede aprovechar el agua para limpiar los corrales para introducir la mezcla al sistema, hay que cuidar las relaciones de agua indicadas para cada caso, para evitar la dilución innecesaria del excremento. Por otro lado en regiones en donde el agua es un bien escaso, será necesario utilizar la orina o el mismo efluente para limpiar los corrales y así proveer la cantidad necesaria de agua incluso en épocas de baja disponibilidad. Sin embargo esto es un factor que se debe considerar previo a la instalación del sistema.

Para ranchos de producción de ganado vacuno en sistemas semi estabulado o estabulado los siguientes sistemas de recolección serán adecuados: sistemas de excremento a través de agua, sistemas de remoción a través de flotamiento del excremento (sin cama de paja), recolección de excremento (con cama de paja), recolección de excremento en canales desde los cubículos de estabulado sin cama de paja.

Para ranchos de producción porcícolas los siguientes tipos de corrales serán indicados para su conexión a un sistema de biodigestión: cubículos de estabulado con pisos parcial o totalmente ranurados sin cama de paja, camas individuales y grupales con canales para la recolección de excremento sin cama de paja.

Para productores de aves de corral el problema podría ser las plumas y la arena mezcladas en el excremento. En sistemas de producción intensiva donde ocurre desinfección de los establos tras la venta y comercialización de las aves no se podrá hacer uso de los desechos.

10.3 Otras consideraciones

10.3.1 Diseño de los corrales o establos para los animales51

El diseño de los corrales o establos en que los animales se encuentren estabulados será de vital importancia para el adecuado funcionamiento del biodigestor. Los animales idealmente se encuentran estabulados en forma parcial o total con el objetivo de poder recolectar la mayor cantidad de excremento posible. Estos deben encontrarse cerca del biodigestor cuando se busca tener un sistema de llenado directo del biodigestor, para que el excremento fluya por gravedad hacia el sistema. Los corrales o establos deberán tener pisos de concreto u otro material que permita la limpieza y recolección del excremento y la orina sin contaminaciones importantes (con arena o suelo por ejemplo). Corrales con pisos de suelo comparado aumentarán la relación de sólidos totales hasta en un 60%, permitiendo también la perdida de orina a través de su infiltración. Canales o tuberías de recolección se podrán utilizar para la recolección y conducción del excremento y la orina hacia el biodigestor, siendo posible utilizar canales abiertos o tuberías cerradas para tal propósito. Piedra cantera o ladrillos también pueden utilizarse para revestir estos canales para distribuir el excremento. Si estos canales serán cerrados deberán construirse con alguna forma de monitoreo para evitar taponamientos. Sobre todo en casos en que los establos o corrales tienen paja sobre el piso, esta deberá ser de máximo 2 a 6 cm de longitud, y se deberá evitar la utilización de aserrín, ya que este en grandes cantidades no podrá ser metabolizado dentro del biodigestor.

51 GTZ (1989) Biogas plants in animal husbandry. pp22.


99

10.3.2 Calidad de la geomembrana

Los estándares técnicos Mexicanos52 también establecen la necesidad de garantía de parte de los proveedores de geomembrana, quienes deberán garantizar la calidad del material, el material deberá resistir variadas condiciones a las que estará expuesto dentro del sistema. Los requerimientos mínimos de las propiedades del material están dados en la siguiente tabla (tabla 21). El Estandar solicita a los proveedores presentar certificados de los estándares GRI-GM y ASTM y deberán adjuntarse certificados de control de calidad dentro de cada rollo de material distribuido. El estándar técnico establece que las recomendaciones del fabricante deberán tomarse en cuenta durante la instalación para un adecuado despliegue del material. Por ejemplo las uniones de la geomebrana deberán traslaparse por lo menos unas 5 pulgadas para asegurar una adecuada soldadura de las uniones a partir de la fusión termal. Uniones entre tuberías, la cubierta, entre segmentos del biodigestor y reparaciones deberán ser realizadas con una soldadora de extrusión.

52 Technical Standards for the Design and Construction of Bio-digesters in Mexico. SAGARPA, SEMARNAT, FIRCO. March 2012.

Propiedades de la geomembrana

UnidadLímites inferiores

permitidosDensidad Kg/m3 940Resistencia al desgarro N/mm 210Límite elástico (límite elástico) N/mm 25% de elasticidad % 13Resistencia a la tracción N/mm 43% de estiramiento a la rotura % 700Espesor de la base y la cubier-ta del biodigestor Mm 1.5

Vida útil Años 20Garantía Años 10

Tabla 21: Propiedades mínimas de la geomembrana para su selección (Fuente: Normas Técnicas para el Diseño y Construcción de Biodigestor en México,

SAGARPA, SEMARNAT, FIRCO, marzo de 2012, sección 7.2.8)

Instalación y colocación del biodigestor

11


101

Esta sección discute puntos importantes a considerar para la colocación e instalación del biodigestor, cómo también para escoger al ubicación del sistema completo (área de pre tratamiento, uso del biogás y post tratamiento).

11.1 Consideraciones de colocación y ubicación

Las consideraciones para la ubicación del biodigestor se encuentran detalladas en los estándares técnicos de SEMARNAT-SAGARPA-FIRCO en la sección 7.2. Primeramente los estándares técnicos establecen que “dependiendo de la escala del proyecto, el productor deberá presentar una evaluación de impacto medio ambiental o un informe preventivo”, bajo los términos establecidos en la Ley General para el Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente (LGEEPA) y sus ordenanzas. Además menciona que “la ubicación física del sistema debe considerar varios factores para la operación adecuada del sistema, como por ejemplo el nivel del suelo donde será instalado el sistema, las distancias del rancho al biodigestor, seguridad y protección”.

Los estándares técnicos también establecen que “en caso que el proyecto está diseñado para generar, manipular y utilizar más de 500kg de metano, el rancho debe registrarse cómo un negocio con actividades de alto riesgo, y deberá presentar una evaluación de riesgos y un programa de prevención de accidentes a la autoridad medio ambiental designada según el “Segundo Listado de Actividades Altamente Riesgosas”, publicado por SEMARNAT”. Ver Capítulo 7.

• El sitio escogido idealmente deberá estar a una distancia equidistante de:• El lugar donde se generan los residuos (los establos de los animales, por ejemplo)• El lugar donde el biogás será utilizado, motor generador, boiler, cocina, etc• El lugar donde el efluente será almacenado o utilizado cómo fertilizante, por ejemplo: negocio de plantas,

invernadero, cultivos, etc.• Lugar de abastecimiento de agua para el biodigestor, pozo, recolección de aguas pluviales, o provisión municipal

Se debe tener suficiente espacio para todos los componentes del sistema, incluyendo almacenamiento de excremento o efluente de ser necesario.

Los estándares técnicos enlistan las siguientes restricciones a tomar en cuenta para seleccionar el sitio adecuado:

1. Evitar proximidad a aeródromos o aeropuertos de servicio público; 2. No ubicar biodigestor dentro de parques naturales o zonas protegidas; 3. Instalar biodigestor a una distancia mínima de 500 metros de una zona poblada; 4. No lo colocar biodigestor en las siguientes zonas: marismas, manglares, ensenadas, pantanos, humedales,

estuarios, planicies aluviales, las zonas arqueológicas, fracturas o fallas geológicas; 5. La distancia a los cuerpos de agua superficial con un flujo constante, lagos o lagunas, debe ser de un mínimo de

500 metros; 6. El biodigestor debe ubicarse fuera de zonas inundables;


102

7. La distancia entre el sistema y pozos para la extracción de agua debe ser de un mínimo de 500m; 8. La profundidad de las napas subterráneas en el sitio debe ser de un mínimo de 7 m.

Otros puntos a tomar en cuenta:

• Para los sistemas de pequeña escala con menor producción de biogás el sitio debe ser, idealmente, a menos de 50 m del punto de utilización de biogás. Las distancias superiores a 300 m no serán recomendables ya que el biogás no está presurizado o licuado (como en caso del GLP); • Debe dejarse suficiente espacio para el área donde el estiércol se cargará al biodigestor; • Para mantener la temperatura óptima dentro de los biodigestor, estos deben ser expuestos al sol o se colocan dentro de un invernadero o poli-túnel. Esta es una consideración muy importante en climas templados y fríos; • El sistema y sus componentes no deben bloquear las rutas de acceso dentro del rancho; • Debe existir suficiente espacio alrededor del sistema para facilitar su operación; • En caso de existir antorchas estas no deben ubicarse en zonas donde hayan fuertes vientos; • Existe suficiente inclinación para permitir el llenado natural del biodigestor por gravedad.

11.2 Consideraciones sobre la instalación

Las secciones 7.2 y 7.3 de las Normas Técnicas dan sugerencias para diseñar las medidas de construcción y seguridad del sistema. Las Normas Técnicas establecen que la instalación debe ser realizada por técnicos cualificados con experiencia constatada, y, si es posible, estar certificados por la Asociación Internacional de Instaladores de Geosintéticos (IAGI).

Las Normas Técnicas establecen que las recomendaciones del fabricante deben observarse durante la instalación para el correcto despliegue del material. Las costuras o sellos de la geomembrana deben ser solapadas por lo menos 5 pulgadas para asegurar la correcta soldadura de las costuras a través de fusión térmica. Otras uniones entre tuberías, la tapa, los parches y las reparaciones deberán ser realizadas por soldadura de extrusión.

Las siguientes consideraciones deben tomarse en cuenta durante las instalaciones:

11.3 Características de la zanja

Algunos puntos importantes en relación a la excavación de la zanja y su construcción incluyen:

• El suelo debe estar limpio y nivelado• Para biodigestor de laguna cubierta, esta no deberá excavarse en casos en que los niveles de las napas freáticas

estén a menos de 7 metros desde la superficie del suelo


103

• Cuando el nivel freático se encuentra a una profundidad de 7 -10m , el biodigestor se debe construir a nivel de la superficie o en una zanja parcialmente excavada dependiendo del tipo de suelo y subsuelo. Deberán ser suelos que garanticen la estabilidad del biodigestor

• De haber evidencia de un alto contenido de materia orgánica en el suelo del sitio escogido, se deberá instalar un sistema para la capturar los gases que eventualmente se generen. Para esto se debe instalar un sistema de drenaje debajo del biodigestor que corre a lo largo de toda su longitud y anchura y que conduce los gases hasta la corona del biodigestor

• Las pendientes en la zanja deben ser de tal forma que estas le proporcionen estabilidad y resistencia necesaria a la estructura del biodigestor de acuerdo al estudio de suelos. Se recomienda una razón de 1:3, no superiores a 1:1

• La superficies del fondo de la zanja deben ser compactadas al 90 % según la escala de compactación Proctor, para así evitar daños a la geomembrana durante la instalación

• Dependiendo de la calidad del suelo y el sitio, se puede un geotextil sobre las paredes de la zanja y la base del biodigestor para proteger la geomembrana

Para biodigestor de la laguna cubierta existen varias consideraciones específicas respecto a la preparación de la zanja, mencionadas a continuación:

• Las esquinas en la cubierta del biodigestor deben formarse a partir de ángulos rectos, evitando hacer semicírculos, para así asegurar que las costuras de la geomembrana están bien selladas

• La corona del biodigestor (la formación de suelo que enmarca la zanja del biodigestor) debe tener al menos 3 metros de ancho a cada lado para permitir el paso de la maquinaria, debe compactarse al 85-90 % en la escala de compactación Proctor. Una vez que el sistema ha sido construido, el tráfico pesado no debe circular alrededor de este marco perimetral

• Para anclar la geomembrana a la corona se deberá realizar una zanja de 0,5m de ancho x 0,9m de profundidad a lo largo de todo el perímetro del biodigestor, a una distancia de 1 m desde el inicio de la pendiente interior

• Se debe evitar el crecimiento de vegetación alrededor del marco perimetral del biodigestor, para esto se puede utilizar herbicidas o mantener el área libre de malezas y plantas no deseadas. Este procedimiento sólo debe hacerse una vez que el biodigestor esté completamente cubierto y sellado y las cámaras de inspección están listas

11.3.1 Líneas de biogás, filtrado y uso del biogás

En cuanto a la instalación de línea de biogás, debe tomarse en cuenta que hay varios dispositivos que deben ser incorporados a la conducción de biogás desde el biodigestor hasta el punto final de uso.

En primer lugar, válvulas de escape de presión deben ubicarse inmediatamente después del biodigestor para evitar la peligrosa acumulación de biogás. Válvulas de escape de presión instaladas tras las válvulas de salida de biogás y/o filtros de biogás no podrán realizar correctamente su función.


104

Filtros de biogás deberán instalarse antes de la utilización final de biogás en quemadores, motores o antorchas para así eliminar altas concentraciones de sulfuro de hidrógeno que pueden corroer los componentes metálicos de los equipos que hagan uso del biogás. Tamaño y tipos de filtro deben haberse determinado durante el diseño del sistema.

Las líneas de conducción de biogás deben ser instaladas de la forma más directa posible. Los puntos bajos en el trayecto de la línea acumularán agua producto de la condensación del vapor de agua existente naturalmente en el biogás, para eliminarla se debe instalar un colector de agua para evitar bloquear la línea y el flujo de biogás. En climas cálidos o con alta fluctuación de temperaturas entre el día y la noche las tasas de condensación las tasas de condensación serán más altas por lo que se requerirá de una mayor frecuencia de vaciado de las mismas.

Sistemas tubulares horizontales de flujo continuo requerir de un depósito de gas separado, este podrá instalarse suspendido por encima o cerca del biodigestor. El depósito de biogás debe estar conectado directamente a la tubería de salida de biogás desde el biodigestor, antes de la válvula de escape de presión y la válvula de bola de salida, para asegurar que no haya pérdidas de biogás incontroladas o innecesarias.

11.3.2 Protección del sistema

Ya que los sistemas más comunes en México están construidos en geomembrana es importante es importante tomar en cuenta las siguientes consideraciones para proteger los biodigestor de potenciales daños.

Para sistemas de laguna cubierta y sistemas tubulares horizontales de flujo continuo:

• Escoger lugares donde no hayan árboles o en caso de no ser posible, eliminar árboles que pudieran caer sobre el biodigestor

• Construcción de un muro para proteger el biodigestor de animales y personas circulando alrededor del sitio.

Para los sistemas tubulares horizontales de flujo continuo más pequeños, también puede ser útil cubrirlos con un techo para evitar que la zona se inunde durante épocas de lluvia.

Si se van a utilizar antorchas los sistemas deben estar bien protegidos del viento a fin de proteger el encendido piloto y que se apague durante fuertes vientos y tormentas.

Otras consideraciones relativas a seguridad se enumeran en la sección 7.3 de las Normas Técnicas.

11.4 Puesta en marcha del sistema

Previo a la puesta en marcha del sistema, los biodigestor deben llenarse con agua para asegurar la existencia de un sello hidráulico y generar la, indispensable, condición anaeróbica dentro del reactor. El volumen de agua necesario dependerá del tamaño del biodigestor el cual ya ha sido definido durante el diseño del proyecto.


105

Una vez que se establece el sello hidráulico del sistema este puede ser cargado con la materia prima. Estiércol de ganado vacuno es el más adecuado para todos los biodigestor agrícolas, independiente de la materia prima a utilizar posteriormente, ya que este funciona cómo la semilla que otorgará las bacterias metanogénicas idóneas para la digestión de la materia orgánica. El período de estabilización del sistema y cosecuente producción de biogás será de 2 a 6 semanas para biodigestor de pequeña escala (hasta 120m3 ) y un máximo de 4 meses para los biodigestor tipo laguna cubierta.

Al llenado inicial de excremento se le debe incluir el volumen de agua equivalente a un quinto del volumen de agua total utilizada para crear el sello hidráulico del sistema. Por ejemplo:

Si el biodigestor se sella con 6,100 litros de agua, el volumen de agua que la mezcla requerirá durante la primera semana de llenado será:

6,100 litros / 5 = 1,200 litros para un periodo de 7 días.

Lo que equivale a:

1,200 litros / 7 días = 174 litros diarios

Esta cantidad se reduce tras la primera semana de llenado, la materia prima se puede cargar de forma normal, tal y como se determinó durante el diseño biodigestor.

Usos y aplicaciones de biogás

12


107

Esta sección trata sobre los posibles usos de biogás, los métodos para la filtración del biogás antes de su uso e importantes puntos para el almacenamiento y su uso en la generación térmica, mecánica y eléctrica.

12.1 Generación de biogás, composición y usos

Como se ha visto en el capítulo 2, el biogás se obtiene como un subproducto de la descomposición anaeróbica de los residuos orgánicos como por ejemplo, estiércol. El biogás es un gas rico en metano, el cual es un gas combustible que puede ser utilizado en varias aplicaciones, por ejemplo: generación de energía térmica, mecánica y eléctrica, así como para la obtención de créditos de carbono. El biogás se compone de metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), sulfuro de hidrógeno (H2S), vapor de agua y trazas de otros gases (ver Tabla 22). Gases traza incluye siloxanos e hidrocarburos halogenados que podrían estar presentes en concentraciones muy bajas, así como partículas no son gaseosas. Las variaciones en la materia prima, el pH y la temperatura pueden afectar la producción y composición de biogás (ver Figura 23). El rendimiento óptimo para la producción de metano se logrará en el rango de pH de 6.5 - 7.5.

Tabla 22: Composición del biogás y sus valores energéticos

Características del biogás ValoresContenido de metano (CH4) (%) 50 – 75 %Contenido de dióxido de carbono (CO2)(%) 25 – 45 %Contenido de sulfuro de hidrógeno (H2S) (%) ~3 % (50 – 5000 ppm)Contenido de vapor de agua (H2O (g)) (%) ~1 %Contenido de otros gases (%) 1 – 3 %Amoníaco NH3 < 300 ppmRequerimiento mínimo de metano para la ignición (% biogás) 6 – 12 % Valor energético 21.5 mJ/m3

5,140 kCal/m3

Figura 23: Variación de la composición del biogás en función del pH en la solución del biodigestor(Fuente: Manual de biogás. MINENERGIA / PNUD (UNDP) / FAO / GEF. FAO, 2011.)


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Los usos de biogás más comunes en México incluyen:

• Uso en estufas y calderas (energía térmica);• La quema en una antorcha para convertir el metano en dióxido de carbono, a menudo utilizado en proyectos

que generan créditos de carbono; • El uso en motores para generar energía mecánica y eléctrica.

La Tabla 23 proporciona ejemplos de biogás y rangos de eficiencias logradas en cada uso.

Tabla 23: Ejemplos de uso de biogás y las eficiencias alcanzadas (Fuente: Adaptación de Plantas de biogás en ganadería, GTZ 1989)

Figura 23: Variación de la composición del biogás en función del pH en la solución del biodigestor(Fuente: Manual de biogás. MINENERGIA / PNUD (UNDP) / FAO / GEF. FAO, 2011.)

Aparato alimentado a biogás Consumo Eficiencia (%)Quemador de estufa 300 – 600 L/h 50 – 60 %Lámpara a biogás (60 W) 120 – 170 L/h 30 – 50 %Refrigerador (100 L) 30 – 70 L/h 20 – 30 %Motor a biogás 0.5 m3/kWh o Hph 25 – 30 %Hornilla a biogás (10 kW) 2,000 L/h 80 – 90 %Motor de cogeneración 0.5m3/kWh : 2 kW energía térmica Hasta un 90 %


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12.2 Filtrado de biogás

El biogás debe ser filtrado antes de su utilización para la eliminación del sulfuro de hidrógeno y vapor de agua y de esta manera evitar la corrosión del quemador y el equipo del motor generador y causar reducciones de la vida útil y la eficiencia de los equipos. El sulfuro de hidrógeno en el biogás en bruto puede variar desde 50 hasta 5,000 ppm el cual deberá reducirse a valores entre 200 y 500 ppm para la utilización en motores de biogás y quemadores. Para el uso dentro de las líneas de gas natural la concentración deberá reducirse por debajo de las 4 ppm.

Figura 25: Uso del biogás y acondicionado

Los filtros de biogás se deben instalar tras las válvulas de seguridad pero antes de cualquier equipo de combustión. La eliminación de vapor de agua a través de las trampas de agua se debe instalar antes del filtro. Métodos comunes de eliminación de vapor y de filtración de H2S se describen en la Tabla 24 y 25:


110

Método de eliminación de H2S

Descripción técnica Comentarios

Hierro hidróxido u óxido Medios filtrantes compuestos por:• astillas de madera y óxido o hidróxido de hierro, o• lana de acero o • “lodo rojo” peletizado (subproductos de la

producción de aluminio) El óxido de hierro hidratado (III) combina con sulfuro de hidrógeno en el biogás para crear sulfuro de hierro sólido y agua;Fe2O3(s) + H2O(l) + 3 H2S(g) → Fe2S3(s) + 4 H2O(l)Para regenerar el óxido de hierro, el cartucho de filtro debe ser desinstalado, llenado con agua y aireado, y luego se vuelve a instalar ;2 Fe2S3(s) + 3 O2(g) + 2 H2O(l) → 2 Fe2O3(s) + 2 H2O(l) + 6 S(s)

El medio filtrante puede ser peligroso cuando se desecha.NOTA: el sulfuro de hierro puede prender espontáneamente cuando se expone al aire durante la eliminación.

Carbón activado Medios compuesto de carbono activado impregnado con:• Yoduro de potasio (KI) o• Ácido sulfúrico ( H2SO4) Normalmente se usa posterior a la inyección de aire al biogás. H2S es convertido a azufre elemental (S) el cual es devuelto al biodigestor

La regeneración de carbono activado produce emisiones dañinas, por lo que debe llevarse a cabo en un laboratorio especializado

Hidróxido de sodio El biogás es burbujeado en una solución de hidróxido de sodio (NaOH), lo que producirá sulfuro de sodio o sulfuro de hidrógeno de sodio. El proceso requiere menos agente de lavado en comparación al lavado con agua pura, pero no se puede hacer regenerativo el proceso.

Las soluciones cáusticas deben ser manejadas con cuidado. Agua de lavado contendrá sulfuro de sodio o sulfuro de hidrógeno de sodio.

Depuración con agua El sulfuro de hidrógeno se disuelve en agua mediante el paso del biogás en forma de burbujas a través de un flujo de agua a contracorriente. Normalmente este método sólo se utiliza en combinación a tecnologías de mejora de biogás por medio de agua de lavado.

El proceso puede ser diseñado para ser regenerativo, para reducir los volúmenes de descarga de agua de lavado.

Tabla 24: Métodos comunes de filtración para separar el sulfuro de hidrógeno del biogás(Fuente: On-farm Anaerobic Digestion; Waste Discharge Authorization Guideline. British Columbia

Ministry of Environment. May 14, 2010. Section 6)


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Método de eliminación de H2S


Fijación biológica 2 - 6% de aire es ventilado en el espacio gaseoso al interior del biodigestor. Bacterias oxidantes de azufre convertirán H2S a azufre elemental (S) y agua. El exceso de aireación puede conducir el proceso de oxidación de H2S a producir ácido sulfúrico en lugar de azufre elemental.

La presencia de nitrógeno en el biogás resulta en emisiones de NOx cuando se quema. El ácido sulfúrico se amortigua temporalmente en el efluente y no es eliminado.

Dosificación de cloruro de hierro

La solución de cloruro de hierro líquido se inyecta directamente al tanque de mezcla de materia prima a una dosis de 4 g/l. El sulfuro de hidrógeno se convierte a Fe2 (SO4) 3 en la mezcla.

Los iones cloruro permanecen en el efluente donde no causan ningún problema.

Método de remoción del vapor de agua


Trampa de agua simple Trampas de agua instaladas en los puntos bajos de las tuberías que conducen el biogás para el agua condensada. Se fabrican a partir de componentes básicos de PVC.

Se utiliza en sistemas de domésticos de flujo continuo. Las trampas deben ser vaciadas periódicamente.

Enfriamiento de gas pasivo Parte de las tuberías de conducción de biogás son enterradas para que el vapor de agua condense en este punto y sea posible eliminarlo, al ser el punto más bajo y más frio en la línea de conducción es muy efectivo.

El agua condensada puede descargarse al alcantarillado o reciclarla al biodigestor.

Refrigeración Uso de intercambiadores de calor para enfriar el biogás y lograr la condensación del vapor de agua. El biogás puede ser presurizado para lograr una mayor efectividad.

El refrigerante contaminado debe eliminarse adecuadamente

Absorción El biogás pasa a través de un medio de sales higroscópicas de glicol que absorberá el agua. El medio de secado se puede reutilizar mediante el secado a alta temperatura.

Eventualmente el medio de secado tendrá que ser reemplazado. Las sales higroscópicas resultantes del proceso no son peligrosas

Adsorción El gel de sílica u óxido de aluminio adsorben agua al hacer pasar el biogás por estos medios. El medio de secado se puede regenerar mediante el secado a alta temperatura y alta presión o a través de la inyección de aire.

Eventualmente los medios de secado tendrán que ser reemplazados, estos residuos sólidos no son peligrosos.

Tabla 25: Métodos para la remoción del vapor de agua más utilizados (Fuente: Digestión Anaerobia in situ. Manual de autorización para el vertido de aguas residuales.

Ministerio de Medio Ambiente de la Columbia Británica, 14 de mayo de 2010. Sección 6)


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Tabla 26: Características del biogás purificado para su utilización en líneas de gas natural

Otras consideraciones para el filtrado de biogás incluyen53:

Eliminación de amoníaco

Las concentraciones de amoníaco (NH3) del biogás generalmente se encuentran por debajo de 1 ppm sin embargo este nivel ya puede ser corrosivo cuando se quema, las piezas mecánicas de metal formarán óxidos de nitrógeno (NOx) de no removerlo. El amoníaco es soluble en agua y por lo tanto puede ser eliminado por eliminación de vapor de agua a través de refrigeración o depuración con agua.

Partículas

Las partículas de polvo y aceite que puedan estar presentes en el biogás desde los compresores deben ser filtradas utilizando filtros de papel de 2 a 5 micrones, estos filtros deben ser reemplazados con regularidad.

Siloxanos e hidrocarburos halogenados

Impurezas del biogás tales cómo siloxanos e hidrocarburos halogenados puede causar corrosión y depósitos de abrasivos. Normalmente en biogás producido a partir de estiércol animal no se encuentran en grandes cantidades, pero en caso de ser así estas podrán eliminarse a través del uso de filtros de carbón activado.

Nitrógeno

Si la eliminación de sulfuro de hidrógeno se lleva a cabo a través de la inyección de aire, el nitrógeno presente en el biogás diluye el contenido energético del biogás. La eliminación de nitrógeno en concentraciones tan bajas (3-4 %) es difícil y muy costosa y provocará la emisión de NOx al combustionar el biogás.

12.2.1 Purificación del biogás

Para la utilización del biogás en líneas de gas natural normalmente se debe aumentar la concentración de metano de la mezcla, eliminando otros gases que diluyen su potencial energético principalmente dióxido de carbono. Este proceso es complejo y caro y normalmente no se lleva a cabo si el biogás será utilizado directamente para la producción de energía térmica (combustión). Características del biogás mejorado para su uso en líneas de gas natural se muestran en la Tabla 26.

53 SOURCE: On-farm Anaerobic Digestion; Waste Discharge Authorization Guideline. British Colombia Ministry of Environment. May 14, 2010. Section 6

Componente de biogásCaracterísticas requeridas para su uso en líneas de gas natural

Anhídrido sulfúrico (H2S) < 4 ppmOxigeno (O2) 0.2 %Dióxido de carbono (CO2) 2 %Contenido de humedad 65 mg / nm3Metano (CH4) THV 36 MJ / m3


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Sistemas de purificación de biogás diseñados por contratistas profesionales de ingeniería podrían incluir :

• Depuración con agua • Adsorción por cambio de presión • Filtración a través de membranas • Adsorción física o química • Destilación criogénica

12.3 Combustión del biogás en antorchas y uso para generación de energía térmica

El biogás puede ser eliminado en una antorcha para quemar el gas, con la opción de generación de créditos de carbono de ciertos estándares, o puede ser utilizado como combustible en una estufa o en una caldera para la generación de energía térmica.

12.3.1 Combustión en atorchas

Sistemas de digestión de laguna cubierta deben instalarse con un sistema de antorcha, ya sea como método de eliminación principal del metano o como un sistema de emergencia complementario al uso del biogás como combustible. Se debe escoger una antorcha con capacidad de combustión total del biogás generado en el biodigestor y las estructuras asociadas para su uso en casos excepcionales de mantenimiento o situaciones de emergencia.

Las antorchas pueden ser abiertas o cerradas;

• Las antorchas abiertas tienen un diseño simple, una mayor pérdida de calor y son menos eficaces en materia de control de emisiones. Antorchas abiertas deben ser instaladas con cierta elevación debido al excesivo calor producido. Las antorchas abiertas son más adecuadas para los flujos de biogás intermitentes.

• Las antorchas cerradas están diseñadas para flujos de biogás específicos y pueden controlar las emisiones de manera más eficaz, pero están diseñadas para flujos de gas continuos.

Las antorchas deben ser diseñadas e instaladas por contratistas ingenieros profesionales de acuerdo a las especificaciones del fabricante y la legislación mexicana (véase el Capítulo 7), incluyendo los límites máximos de emisiones permisibles en la atmósfera según la NOM- 085- SEMARNAT- 1994.

Las Normas Técnicas Mexicanas54 especifican los siguientes requisitos de diseño para las antorchas:

• Fabricación en acero inoxidable (no de acero al carbono)• Diámetro mínimo de 18 “• Diseñada para alcanzar una eficiencia del 90%

54 Technical Standards for the Design and Construction of Bio-digesters in Mexico. SAGARPA, SEMARNAT, FIRCO. March 2012.


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• Equipada con una chispa de auto-ignición que emita una chispa cada 2 a 5 segundos• Presencia de detectores de llamas que cortan el suministro de biogás al apagarse la llama para evitar los riesgos

de explosión• Instalación a por lo menos 30m de distancia de los biodigestor, cables o equipos de biogás.• Para su utilización en proyectos que busquen vender certificados de reducción de emisiones (créditos de

carbono) es imprescindible que las antorchas se encuentren bien protegidas de vientos y lluvias, que tengan pilotos y encendidos automáticos que funcionen bien para así poder garantizar la reducción de emisiones del proyecto.

12.3.2 Bóiler y estufas

Al igual que con antorchas, las Normas Técnicas Mexicanas establecen que los quemadores se deben instalar en una plataforma de metal estable o de hormigón a por lo menos 30 metros del biodigestor, cables o equipos de biogás. El biogás no se debe utilizar en estufas y calderas tradicionales ya que el biogás no va presurizado como el GLP. El biogás debería quemarse solamente en estufas y calderas especializadas o adaptadas. Para el uso de gas en estufas, rangos de consumos promedio de biogás por persona por comida van en el rango de 150 a 300 l/d incluyendo alimentos como el arroz, frijoles o tortillas55.

12.4 Uso del biogás en generadores

Proyectos que utilicen biogás en motores de generación eléctrica y mecánica deberán seguir los siguientes requisitos para las instalaciones eléctricas, según la norma NOM-001-SEDE-2005, con especial atención al artículo 110.

Instalaciones de generadores eléctricos deberán seguir los requisitos establecidos en el Artículo 445 - Generadores y Artículos 705 -Fuentes Producción de Energía Eléctrica Conectadas, que apoyen la instalación principal de generación de energía eléctrica operando en paralelo a una o más fuentes de energía.

La sección 7.2.12 de las Normas Técnicas Mexicanas especifica directrices para los requisitos de voltaje, conductores, aislamiento, cableado y equipamiento de conexión a tierra relacionados con las instalaciones de generación de biogás.

Los motores para uso de biogás pueden incluir los siguientes tipos56:

• Motor diésel modificado de combustión interna, utilizado para sistemas de menor escala (hasta 200m3)• Motores Gas- Otto para motores pequeños de hasta 100 kWe que requieren un mínimo de 45% de contenido

de metano• Motores de biogás de encendido con combustible piloto que requieren de 1 a 30 % de combustible piloto (por

ejemplo: diésel) en función del motor y su funcionamiento• Micro -turbinas, sin embargo estas pueden ser muy costosas con capacidad eléctrica de sólo 200 kWe (máx.).

También se pueden usar intercambiadores de calor para extraer el calor de los gases de escape de estos motores a fin de utilizar el biogás en co-generación.

55 GTZ (1989) Biogas plants in animal husbandry. Table 5.1756 BiG>East Biogas for Eastern Europe Biogas Handbook. Al Seadi, Rutz et al. University of Southern Denmark Esbjerg. 2008. Section 5.3.

Manejo del efluente y la producción de bio fertilizante

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En esta sección se analiza el uso y los beneficios del efluente del biodigestor como biofertilizante y resume los puntos relevantes a la producción, gestión y uso del biofertilizante.

En la agricultura moderna, convencional y/o intensiva se utilizan fertilizantes químicos convencionales o agroquímicos para aumentar las tasas de crecimiento y eficiencia de los cultivos. Mientras que los fertilizantes químicos proporcionan macro elementos que las plantas necesitan para un crecimiento saludable, a menudo no incluyen a muchos micro y oligoelementos que las plantas también requieren.

• Macronutrientes primarios: nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K)• Macronutrientes secundarios: calcio (Ca), azufre (S), magnesio (Mg)• Los micro y oligoelementos : Silicio (Si), boro (B), cloro (Cl) , manganeso (Mn), hierro (Fe), zinc (Zn), cobre (Cu),

molibdeno (Mo), níquel (Ni), selenio (Se) y sodio (Na)

Sin embargo fertilizantes derivados de materia orgánica incluyendo el estiércol animal proporcionan tanto macro cómo micro nutriente. El efluente o efluente de la digestión anaerobia de estiércol animal pueden utilizarse de esta manera.

Tabla 27: Valores nutricionales de fertilizantes orgánicos (Fuente: BiG> East Manual de biogás, biogás para el este de Europa. Al Seadi, Rutz et al. Universidad

del Sur de Dinamarca Esbjerg. 2008. Tabla 6.1 y la Tabla 5.1. Manual de biogás. MINENERGIA / PNUD (PNUD) / FAO / GEF. FAO, 2011. Cuadro 5.2. Y Universidad de California Davis, 200957.)

Beneficios del uso de efluente anaeróbico como un fertilizante bio , en lugar de fertilizantes químicos , o como complemento de los fertilizantes químicos u otros fertilizantes biológicos incluyen:

1 Reducción de costos

Los fertilizantes químicos son costosos y sus precios están vinculados a fluctuaciones del mercado y la inflación, por lo tanto tienden a incrementar sus costos cada año. Muchos fertilizantes químicos también requieren de aplicaciones complementarias, como por ejemplo de cal, esto debido a los ácidos que contienen y con la intención de mantener el pH del suelo, adicionando costos a su utilización.

Efluente del biodigestor CompostaEstiércol fresco de

ganado vacunoNitrogeno total % 0.5 - 1.8% 1.0 - 2.0% 0.5% NH4-N 0.4% 0.1% 0.3%Fósforo % 1.0 - 8.0% 4.1% 0.1% - 1.5%Potasio % 0.3 - 0.5% 0.4% 0.35 - 2.0%pH 7.5 - 7.9 7.1 - 7.3 6.4 - 6.7Relación C:N 25 - 35 10 - 15 10 - 30

57 http://vric.ucdavis.edu/events/2009_osfm_symposium/UC%20Organic%20Symposium%20010609%2005b%20Hartz.pdf


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Los costos relacionados al uso de biofertilizante derivado de la digestión anaeróbica están solamente asociados a los costos de capital del biodigestor y los costos relativos a la mano de obra necesaria para gestionar, almacenar y aplicar el efluente. En comparación a los costos de fertilizantes químicos, los costos de la disponibilidad permanente de biofertilizante son pagados en menos de 5 años, o incluso menos cuando también se toman en cuenta los costos de capital del biodigestor pagados a través del uso del biogás.

2 Acondicionamiento del suelo y lombricomposteras

Los fertilizantes químicos contienen ácidos como el sulfúrico y clorhídrico que se disuelven los suelos y hacen que se compacten, lo que hace dificulta la infiltración del agua de lluvia o de riego hacia el suelo. Esta acidez también afecta a las lombrices de tierra que son de gran importancia para la aireación y reciclaje de nutrientes del suelo. Es muy raro ver a las lombrices de tierra en suelos tratados químicamente. El efluente o efluente tiene un pH más alcalino que los fertilizantes químicos y algunos otros fertilizantes biológicos tales como ¿ y el compost, contribuyendo a mantener las condiciones idóneas del suelo.

3 Enfermedades de plantas y microbiología del suelo

Los ácidos de los fertilizantes químicos alteran el pH de los suelos y muchos de los microorganismos benéficos para las plantas no son capaces de sobrevivir. La relevancia de estos microorganismos es que ayudan a prevenir enfermedades de las plantas, ya que a medida que crecen alrededor de sus raíces y secretan sustancias químicas que actúan como antibióticos para ellas. Además, los fertilizantes químicos tienen un alto contenido de nitrógeno en comparación con los fertilizantes orgánicos. Un exceso de nitrógeno en relación al fosfato hace que las plantas sean más susceptibles a las infecciones de mosaico. El alto contenido de nitrógeno en el fertilizante químico combinado a las bajas cantidades de elementos traza está también relacionada a enfermedades fúngicas y bacterianas. Efluente es un biofertilizante de liberación lenta que contiene cantidades más equilibradas de macro y micronutrientes lo que fomenta suelos equilibrados y el crecimiento saludable de las plantas.

4 Calidad de los cultivos

Los estudios han demostrado que los productos cultivados con fertilizantes químicos tienen menor valor nutritivo y menos sabor debido a la falta de micronutrientes y oligoelementos contenidos en los fertilizantes utilizados durante su crecimiento. Los fertilizantes químicos también impiden la absorción de micronutrientes y oligoelementos, ya que inundan las cargas electro-químicas negativas de las partículas del suelo con carga positiva (proveniente del sodio) evitando la atracción de elementos cargados positivamente como por ejemplo el potasio, sodio, calcio, boro, hierro, manganeso, magnesio y cobre todos requeridos por las plantas para su crecimiento saludable.

5 Contaminación de aguas subterráneas y superficiales

Los fertilizantes químicos son altamente solubles y por lo tanto se disuelven rápidamente en el suelo. Las plantas son incapaces de absorber todo el fertilizante disuelto durante su periodo de crecimiento por lo que grandes cantidades de productos químicos se filtran al suelo y finalmente al agua subterránea. Esto a su vez contamina los ecosistemas en las cuencas hidrográficas y el abastecimiento de agua para uso y consumo humano. Del mismo modo durante eventos de lluvia intensa los fertilizantes químicos se lavan por el agua superficial causando eutrofización y contaminación del suministro de agua. En los puntos donde los fertilizantes químicos penetran el subsuelo, estos son acumulados y combinados con suelos arcillosos, formando capas impermeables que impiden el movimiento adecuado de las aguas subterráneas a través de los suelos.


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6 Facilidad de aplicación

El efluente es menos demandante mano de obra que el compost debido a fu forma de presentación (líquida). Puede ser más fácil de bombear que los lodos sólidos ya que los sólidos presentes en el efluente se encuentran descompuestos por el proceso de digestión.

7 Reducción de olor

Otros fertilizantes biológicos tales como estiércol o purines pueden tener un olor fuerte y desagradable que va aumentado con su almacenamiento y puede molestar a los vecinos de la zona debido a la presencia de vientos. La digestión anaeróbica reduce la cantidad de sustancias olorosas en la materia prima tales como los ácidos volátiles, fenol y derivados de fenol.

Para que el efluente pueda ser bien utilizado como biofertilizante debe utilizarse correctamente como se detalla en la siguiente sección. El efluente podrá ser utilizado dentro de la misma granja, o de ser tratado adecuadamente, podrá ser vendido a otros productores como fertilizante biológico.

13.1 Manejo del efluente

El efluente o efluente producto de la digestión anaeróbica puede ser utilizado directamente o puede separarse (o acondicionado) en dos componentes (a) el efluente líquido y (b) todas las fibras que el biodigestor no es capaz de metabolizar. Ambos componentes tienen usos relevantes en los cultivos. El acondicionado se utiliza cuando no hay espacio suficiente para el almacenamiento o las distancias de transporte hasta el lugar de uso son muy largas con el objetivo de reducir el volumen a través de la disminución del contenido de agua y la eliminación de fibras del efluente concentrando el contenido de nutrientes. El concentrado puede entonces diluirse al momento de requerir su aplicación.

En proyectos de mediana a gran escala el acondicionamiento puede llevarse a cabo a través de:

• Separadores de tornillo y cedazos de espiral (15 a 20% de separación de sólidos)• Decantadores (remoción de sólidos del 60%)• Separación de membrana (para contenidos altos de agua y eliminación de partículas sólidas finas, se utiliza

después de un decantador de primera etapa, alto consumo de energía)• Evaporación (para la eliminación del contenido de agua)

Los procesos de acondicionamiento pueden ser altamente intensivos en el uso de energía, especialmente el método de separación con membranas y la evaporación. Por lo tanto, tienden a ser sólo económicamente viables para las plantas de biogás con una capacidad superior a 700 kW. Plantas de menor escala que deseen acondicionar efluente podrían considerar un menor uso energético, pero un mayor uso de mano de obra.

Una vez que el efluente se ha acondicionado, la fibra separada es voluminosa y aunque contiene fuentes de carbono y fósforo, en general su nivel de nutrientes es más bajo que la parte líquida del efluente. Sin embargo tiene varias aplicaciones relevantes, tales como:

• materia prima para compostaje• un substrato de formación de suelos al incorporarlo al compost


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• mantillo para proteger los horizontes más fértiles del suelo• uso cómo biofertilizante de bajo grado o para la recuperación de suelos, aplicados de manera similar al compost• sustrato para la plantación de camas de semilla• cubierta superior de vertederos

El efluente líquido puede ser almacenado y aplicado periódicamente. Idealmente el almacenamiento debe limitarse a 2-4 semanas para reducir las pérdidas de nitrógeno a través de la evaporación de amoniaco. Por lo tanto, los tanques de almacenamiento deberían diseñarse de acuerdo a la tasa de producción y la tasa de uso del efluente. Un suministro de 30 días de efluente líquido corresponde aproximadamente al 50 % del volumen total del biodigestor58. En algunos casos, el metano puede continuar produciéndose durante su almacenamiento. En este caso el biogás podría ser capturado y distribuido a los sistemas de almacenamiento de biogás.

Ya que el efluente líquido es rico en nitrógeno (hasta un 90% de nitrógeno) la pérdida de amoníaco debe ser minimizada. Consejos para minimizar las pérdidas de nitrógeno por volatilización de amoníaco durante el almacenamiento de efluente:

• Los tanques de almacenamiento deben presentar una cobertura permanente y deben tener una capa de corteza flotante;• Los tanques deben estar situados a la sombra y alejados de viento;• Efluente debe ser bombeada desde el fondo del tanque para minimizar la mezcla con la parte sólida;• Para reducir el pH y la probabilidad de volatilización de amoniaco se podría añadir ácido directamente antes de

su aplicación a los cultivos

13.2 Aplicación como fertilizante

Varias consideraciones deben tomarse en cuenta en relación a la aplicación del efluente como biofertilizante, por ejemplo59

• Efluente enfrió, una mínima agitación será más eficaz• Efluente debe aplicarse en días o momentos frescos y húmedos (o tras la lluvia) en días de poco viento. Días

secos, soleados y con viento disminuirán la eficiencia de asimilación de nitrógeno en el suelo• Aplicaciones de temporada durante el inicio de la época inicial de crecimiento y posteriormente durante el

crecimiento vegetativo, con la máxima dosificación durante la época de mayor crecimiento;• Aplicación de complemento al plan de fertilización convencional deberá ser reevaluado por hectárea, en relación

a los tipos de cultivo, rendimiento deseado de los cultivos, el tipo de suelo y la condición preexistente del suelo;• El efluente no debe ser aplicado con rociadores ya que alentará la volatilización del amoníaco, la inyección u otras

formas de riego basado en el uso de mangueras serán preferibles (arrastrando por mangueras por ejemplo)• Aplicación en cultivos durante climas fríos debe utilizar solamente 1/3 de las necesidades totales de nitrógeno;• Aplicación del efluente para satisfacer la demanda de fósforo, con satisfacción parcial de la demanda de nitrógeno.

Información sobre dosificaciones de biofertilizante efluente en cultivos comúnmente cultivados en México se puede encontrar en: http://sistemabiobolsa.com/wp-content/uploads/2013/08/Sistema-Biobolsa-Manual-del-BIOL-web.pdf

58 GTZ (1989) Biogas plants in animal husbandry. pp 2759 BiG>East Biogas for Eastern Europe Biogas Handbook. Al Seadi, Rutz et al. University of Southern Denmark Esbjerg. 2008. Section 6.3.

Consideraciones de mantenimiento y operación

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Esta sección trata sobre las consideraciones para la operación y mantenimiento de los sistemas de biodigestores, incluidas las precauciones sobre seguridad, directrices para la carga de materia prima y los factores operacionales óptimos como también los inhibidores.

14.1 Consideraciones operacionales

En esta sección se ofrece orientación sobre las consideraciones para el adecuado funcionamiento del biodigestor.

14.1.1 Consideraciones de seguridad

Ciertas directrices de seguridad se deben seguir durante la operación de los biodigestores. Un set completo de directrices relativas a medidas de seguridad para garantizar el funcionamiento seguro de los sistemas se da en la sección 7.3 de las Normas Técnicas para el diseño y construcción de biodigestores en México, de FIRCO.

La seguridad del operador

El acceso al sistema y al equipo del biodigestor debe estar restringido con una cerca perimetral para así evitar que personas no autorizadas accedan al biodigestor cómo también evitar el acceso de animales del rancho. Cuando el pasto que rodea al biodigestor sea cortado, el material de corte de la podadora debe dirigirse lejos del biodigestor para evitar que estos se dirijan al sistema.

Se debe instalar señalización en todos los puntos de peligro, incluyendo una advertencia en relación a60:

• Prevención de explosiones e incendios• Peligros mecánicos• Seguridad eléctrica• Seguridad térmica• Protección contra emisiones de ruido• Prevención de asfixia y envenenamiento• Seguridad e higiene veterinaria• Evitar emisiones de contaminantes a la atmósfera• Prevención de fuga de residuos hacia aguas subterráneas y de superficie• Evitar contaminación durante la eliminación de residuos• Seguridad para evitar inundaciones


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60 BiG>East Biogas for Eastern Europe Biogas Handbook. Al Seadi, Rutz et al. University of Southern Denmark Esbjerg. 2008. pp 103.


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El personal operativo debe estar provistos de Equipos de Protección Personal (EPP ) tales como como: guantes, overoles, botas de seguridad y en el caso plantas de biogás grandes de alta generación se deberá utilizar cascos. Para el personal que trabaja directamente con biogás será necesario contar con máscaras de gas. Para trabajos en la geomembrana de grandes biodigestores tipo laguna cubierta, el personal debe contar con chalecos salvavidas y arneses para evitar y proteger eventuales caídas. El personal que trabaje en la geomembrana deberá usar zapatos de goma con suela lisa para evitar que esta sufra daños o se rompa. Los trabajos sobre la cubierta de geomembrana siempre deberán llevarse a cabo en parejas para asegurar la seguridad del trabajador, se deberán considerar una distancia mínima de 7.5 m entre ellos para evitar sobre pasar el peso que soporta la geomembrana.

Consideraciones de seguridad relacionadas a la manipulación de biogás y prevención de incendios

En caso de inhalación accidental de una alta concentración de biogás atención médica se deberá proporcionar de inmediato. La víctima debe ser trasladada a un área abierta con aire fresco, mantener abrigada y dejarla descansar. Si la persona no se encontrara respirando se le deberá brindar oxígeno o respiración boca a boca.

Las líneas de conducción de biogás deberán contar con válvulas de liberación de presión antes del punto final de uso del biogás, para permitir la liberación de excesiva de biogás y su escape a la atmósfera en caso de exceso de presión en el interior del biodigestor.

Para evitar incendios existen varias consideraciones:

• No permitir a las personas fumar alrededor del biodigestor, tuberías de biogás y biogás• Informar a los ranchos y empresas vecinas a cerca de la ubicación del biodigestor para evitar actividades que

pudieran provocar un incendio• Los extintores deben estar instalados alrededor del biodigestor y equipos de generación de energía eléctrica, de

acuerdo con la norma NOM -002 - STPS -2000• Capacitar al personal para saber cómo responder a un incendio e idear un plan de escape • Durante la realización de actividades alrededor del biodigestor, equipos que generen chispa deberán ser evitados

en caso de que se utilizarán, estos deberán ser realizados a la mayor distancia posible donde haya flujo de viento en dirección contraria al biodigestor

• Uso de líquidos corrosivos y explosivos se debe evitar en las cercanías del biodigestor, de modo que la geomembrana no se dañe, causando fugas de biogás y riesgos de incendio

• En sistemas de biogás grandes sensores de temperatura con cierre automatizado de flujo de biogás deberán ser instalados dentro de la tubería, para proteger el sistema de alzas de temperatura

14.1.2 Carga de materia prima diaria

Los biodigestores funcionan mejor si se cargan diariamente y con la cantidad de residuos con los que el sistema fue diseñado. Si hubiera cambios significativos en la cantidad o calidad de la materia prima, como por ejemplo a partir de cambios en la dieta de los animales o el método de limpieza de los establos el rendimiento del biodigestor se verá afectado y esto se verá reflejado en la producción y calidad del biogás.


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Al utilizar excremento como materia prima del biodigestor este se deberá mezclar antes de entrar al sistema de manera que grandes piezas de sólidos sean disueltas. Esto se puede realizar manualmente en sistemas pequeños o dentro de los canales de drenaje o tanques de mezcla de sistemas más grandes. La Tabla 28 especifica proporciones de agua a utilizar con la materia prima para la adecuada preparación de la materia prima que ingresará al biodigestor. El estiércol debe estar libre de piedras, basura, material de cobertura de establos y otras impurezas antes de ser cargado en el biodigestor. Desechos o residuos mezclados con mucho material de cobertura de establos, tales como el estiércol de caballo, deberán ser examinados y revisados antes de su descarga al biodigestor para eliminar fibras o impuresas. Las fibras u otros desechos indeseados pueden ser compostados o propagados en el campo.

Si los animales están bajo tratamiento de antibióticos su estiércol no se debe cargar en el biodigestor hasta 4 días después del tratamiento con medicamentos.

Tabla 28: Requerimientos de agua para la preparación de la materia prima, por tipo de excremento animal

14.1.3 Agitación

Tanto como los biodigestores de laguna cubierta y los biodigestores de flujo continuo horizontal requieren de agitación para optimizar la digestión y evitar exceso de sedimentación de los sólidos. La agitación es más efectiva si se realiza antes o durante la carga de la materia prima del biodigestor. Se han notificado biodigestores de laguna cubierta en México sin agitación los cuales se han vuelto impermeables e ineficientes. Aperturas para la eliminación de sólidos no sustituyen sistemas de agitación, especialmente en sistemas grandes.

La agitación de los sistemas de lagunas cubiertas debe llevarse a cabo a través de la instalación de sistemas mecánicos, de bombeo o dispositivos de inyección. En el mercado se pueden encontrar todo tipo de equipos específicos para la tarea para tarea de agitación del estiércol, y estos deben ser instalados y operados de acuerdo a las instrucciones del fabricante y del instalador. Para sistemas de flujo continuo horizontal pequeños, se requiere agitación manual suave desde la superficie y el costado del biodigestor, creando ondas de movimiento a través del reactor.

Excremento deRelación de agua requerida (excremento: agua) (kg : L)

Aves 1:4Conejos 1:5Ovejas 1:5Cabras 1:5Cerdos 1:5Caballos 1:3Ganado vacuno 1:3


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Tabla 29: Químicos inhibidores de la actividad y el rendimiento de los sistemas de biodigestión (Fuente: Series ”Boletín de digestión” de GTZ-ISAT, 1.999 Vol I página 14. Manual de biogás,

MINENERGIA / PNUD (UNDP) / FAO / GEF. FAO, 2011 sección 3.9 y Curso compacto de biogás doméstico, tecnología y diseminación, experiencias de Asia. SNV y El Programa de postítulos de energías renovables

de la Universidad de Oldenburgo, 2009, página 16.)

14.1.4 Inhibidores

Ya que el sistema de biodigestión es un sistema biológico, los inhibidores químicos pueden afectar seriamente la producción y composición del biogás. La Tabla 29 ofrece información respecto al tipo y cantidades de los elementos inhibidores que dañarían el sistema.

InhibidorConcentraciones dañinas

(mg/l)Posibles fuentes

Calcio (Ca 2+) 2,500 – 8,000 Sobreuso de cal para equilibrar el pH del sistema

Cromo (Cr 3+) 200 – 2,000 Las aguas residuales industriales o municipales utilizadas para la mezcla de materia prima del biodigestor

Amonio 1,500 Desequilibrio de pH dentro del sistema Cobre (Cu 2+) 10 – 250 Las aguas residuales industriales o municipales utilizadas

para la mezcla de materia prima del biodigestor

Magnesio (Mg 2+) 1,500Manganeso (Mn 3+) 1,500Niquel (Ni 3+) 350 – 1,000Nitrato (as N) 50 Agua reciclada o de riego utilizada para la mezcla de

materia prima del biodigestorPotasio (K +) 2,500 – 4,500

Cloruro de sodio (NaCl) 40,000Agua de salmuera utilizada para la mezcla de materia prima del biodigestor utilizadas en la limpieza de corrales

Sulfatos (SO4 2-) 5,000 Las aguas residuales industriales utilizadas para la mezcla de materia prima del biodigestorZinc (Zn 2+) 200 – 1,000

Hidrocarbonos clorados TrazasCiano-compuestos 25Herbicidas Trazas Agua reciclada o de riego utilizada para la mezcla de

materia prima biodigestorInsecticidas TrazasAntibioticos Trazas Los antibióticos administrados al ganado

Detergentes sintéticos 40 De los productos químicos utilizados en la limpieza de corrales


125

Un pH por encima de 7,6 provoca la inhibición de la metanogénesis a través del exceso de producción de amoniaco, mientras que un pH inferior a 6,2 causaría un exceso de producción de ácidos inhibiendo a las bacterias. Cuando el pH cae demasiado (ácido) se puede añadir cal (bicarbonato de calcio) a la mezcla de materia prima y agua para aumentar el pH. Cuando el pH es demasiado alto (medio básico), se debe utilizar menos agua en la mezcla, así se logra reducir el pH de la solución.

En lo que respecta a la temperatura, la producción de biogás se restringirá a temperaturas extremas ya que las bacterias metanogénicas se vuelven inactivas. La temperatura óptima para biodigestión y la producción de biogás es 35 °C. Cuando la temperatura ambiente cae a 10 °C, la producción de biogás prácticamente se detiene, aunque las bacterias permanecerán en vida latente. Un aislamiento adecuado del biodigestor ayuda a aumentar la producción de biogás en la estación fría. Una satisfactoria producción de biogás tiene lugar en el rango mesofílico de temperaturas, esto es entre 25 y 30°C. Cuando la temperatura ambiente es de 30 °C o menor, la temperatura media dentro del biodigestor se mantendrá de 2 a 4°C por encima de la temperatura ambiente61.

14.1.6 Relación carbono-nitrógeno

Las principales fuentes de energía para las bacterias dentro del biodigestor son el carbono y nitrógeno presentes en la materia prima. Las bacterias metanogénicas consumen 30 veces más carbono que el nitrógeno, y por lo tanto la proporción de carbono y nitrógeno (C:N) de la materia prima es óptima en el intervalo de 20:1 a 30:1. Cuando la relación es superior a 35:1, la digestión será lenta debido a que las bacterias se reproducirán lentamente por la falta de nitrógeno. En este caso, la orina de los animales en dosis bajas puede ser añadida al biodigestor. Con una proporción de 8:1 o menos, se generan altas concentraciones de amoníaco, el que es tóxico para las bacterias. En este caso, fuentes de carbono tales como residuos verdes o periódico de desecho podrán ser añadidos a la mezcla de materia prima para aumentar la relación de CN.

Tabla 30: Relación carbono-nitrógeno por tipo de excremento (Fuente: MINENERGIA / PNUD (UNDP) / FAO / GEF. FAO, Varnero, María Teresa, 2011.Sección 3.9)

61 http://www.fao.org/waicent/faoinfo/sustdev/EGdirect/EGre0022.htm

Tipo de excremento Relación C/N

Aves de corral19:1 pollos47:1 patos50:1 pavos

Cerdos 13 - 16:1Ganado vacuno 25:1Ovejas 35:1Cabras 40:1Caballos 50:1Conejos 13 – 23:1

14.1.5 pH y consideraciones de temperatura

Para el óptimo funcionamiento del sistema, el pH de la suspensión (mezcla de materia prima con agua durante el proceso de digestión) del biodigestor debe ser observado con frecuencia y mantenido dentro del rango de pH entre 7 y 7,2. Cuando el pH se mueve fuera de este rango la actividad bacteriana dentro del sistema se ve afectada disminuyendo el rendimiento de biogás, bajando la concentración de metano y aumentando los niveles de sulfuro de hidrógeno (por lo tanto habrá más olor a huevo podrido desprendido del biogás).


126

14.1.7 Patógenos del efluente (biol) del biodigestor

Para poder utilizar el efluente del biodigestor como un biofertilizante, es importante asegurarse de que el material de alimentación se ha digerido correctamente. La tabla 31 define los tiempos de retención necesarios para la reducción de patógenos en diferentes intervalos de temperatura.

Tabla 31: Reducción de patógenos del efluente de la digestión anaeróbica (Fuente: Adaptación de Plantas de biogás en ganadería, GTZ 1989)

Patógeno

Digestión psicrofílica (8 a 25°C) Digestión mesofílica (35 a 37°C)Mínimo de días

para remoción de patógenos

% eficiencia remoción de patógenos

Mínimo de días para remoción de

patógenos

% eficiencia remoción de patógenos

Salmonella 44 100 % 2 100 %Shigella 30 100 % 1 100 %Poliviruses - - 9 100 %Schistosoma 22 100 % 7 100 %Anquilostoma 30 90 % 10 100 %Ascaris lumbriciodes 100 53 % 36 98 %Colititer 60 10-5– 10-4 21 10 -4

14.2 Consideraciones sobre mantenimiento

El estado mexicano de Normas Técnicas que los fabricantes e instaladores de sistemas deben proporcionar el operador con un manual de operaciones y mantenimiento.

Se requieren inspecciones periódicas y el mantenimiento del sistema para el mantenimiento del sistema y deben incluir los siguientes puntos:

Actividades diarias:

• Limpie los tanques de mezcla de la materia prima/canales• Compruebe que los tubos de entrada de materia prima y los tubos de salida de efluentes no se encuentren

bloqueados • Agite el biodigestor• Revise la presión del biogás• Revise el aspecto y el olor del efluente del biodigestor• Revise el estado de la geomembrana, existencia de fugas, roturas y desgaste general


127

Actividades semanales/mensuales :

• Elimine o utilice el efluente del biodigestor • Limpie e inspeccione los quemadores de biogás y motores • Inspeccione y vacíe trampas de agua • Revise las líneas de biogás• Sustituya los filtros según las instrucciones del fabricante • Realice un mantenimiento regular del generador, las bombas y el resto del equipo de acuerdo a las recomendaciones

del fabricante • Inspeccione, limpie y ajuste periódicamente la válvula de suministro de combustible para garantizar un

funcionamiento óptimo

Actividades anuales:

• Inspeccione el biodigestor para evitar la formación de escoria flotante, quítela según sea necesario• Inspeccione todos los componentes del sistema que deban ser impermeables y herméticos al gas • Realice una prueba de presión de todas las válvulas, accesorios y tuberías de biogás• Compruebe que los componentes de metal no estén afectados por la corrosión y/o vuelva a pintar o reemplazar

según sea necesario• Extraer los lodos acumulados en el fondo del biodigestor utilizando bomba de sólidos, eliminándolos en un

vertedero o compost

14.2.1 Limpieza general y remoción de agua de lluvia

Es necesario limpiar el sistema de biodigestor y biogás regularmente. El área que rodea al biodigestor debe mantenerse limpia de objetos cortantes como clavos, alambre de metal, herramientas de trabajo y vegetación en crecimiento o espinuda. El espacio por encima del biodigestor también debe mantenerse limpio y despejado evitando cualquier cosa que pueda caer de los techos o árboles que sobresalen alrededor del sistema.

Después de cada lluvia, el agua acumulada sobre la cubierta del biodigestor debe ser bombeada mediante bombas sumergibles portátiles. Si el agua vuelve a aparecer sobre la parte superior de la cubierta del biodigestor, cuando se bombea o posteriormente, el sistema probablemente tiene una fuga de líquido y tendrá que ser reparado. La inspección regular y la eliminación de agua pueden ayudar a la detección temprana de este tipo de fugas.


128

14.2.2 Lavado y remoción de material decantado

Para mantener el biodigestor saludable y funcional es importante lavar regularmente el contenido sólido de los biodigestores y quitar la acumulación de lodos. El lavado debe llevarse a cabo en periodos del año en que hay una producción de biogás menor a lo habitual o al menos una vez al año. La limpieza se lleva a cabo mediante la introducción agua equivalente a un ¼ del total del volumen del biodigestor, mientras se agita constantemente.

Cada 3 ó 5 años es necesario eliminar el lodo acumulado en la parte inferior del biodigestor, cuando el efluente aparece más oscuro o más turbio de lo normal o cuando la producción de biogás más allá de lo normal. Sistemas de biodigestión de laguna cubierta grandes deben contar con tuberías de extracción de lodo y una bomba de succión de sólidos respectivamente, para la eliminación de los lodos. La manera más simple de eliminar el lodo es a través del uso de una bomba de sólidos con la manguera conectada directamente a la base del biodigestor. Lodo eliminado se puede utilizar en aplicación directa a los suelos o en pilas de compostaje.

14.2.3 Reemplazo del filtro de biogás

Para evitar la corrosión de los aparatos de biogás los cartuchos filtrantes deben ser cambiados con regularidad según las recomendaciones del fabricante, por lo menos cada 2 a 3 meses. Los filtros usados por un periodo de tiempo mayor no serán capaces de eliminar el sulfuro de hidrógeno y los quemadores de biogás, antorchas y motores podrán dañarse.

Antes de cambiar los filtros se deben cerrar todas las válvulas de biogás para asegurar que este no escape y se reduzca el riesgo de incendio. El personal que opere el cambio del filtro debe usar guantes y protección para los ojos. Si el medio de filtro utilizado es óxido férrico, se debe tener cuidado al abrir el filtro ya que los medios de filtrado de óxido férrico pueden quemarse al exponerse al aire.

14.2.4 Equipo de manipulación de biogás

Es importante asegurarse de que las mangueras de biogás, bombas y tuberías están libres de obstrucción y posibles fugas. Si el equipo de manejo de biogás no está funcionando debido a una falla o mal mantenimiento, será necesario ventilar el biogás hacia la atmósfera para evitar daños que la alta presión generaría en el sistema.

14.2.5 Consideraciones de temporada

En épocas de bajas temperaturas y/o heladas de invierno, el biodigestor debe cubrirse plástico para construcción de invernaderos, o se le debe construir una estructura tipo invernadero alrededor para mantener las temperaturas adecuadas de funcionamiento y mantener el biodigestor lo más activo posible a lo largo de la temporada fría.


129

14.2.6 Lista de puntos relevantes durante operación y mantenimiento

La siguiente lista detalla las acciones que se deben evitar durante la operación y mantenimiento de sistemas de biodigestores:

• Fumar o tener cualquier tipo de llama abierta en las proximidades del biodigestor y equipos de almacenamiento y biogás

• Caminar sobre la superficie de la geomembrana con zapatos inadecuados que puedan dañar el biodigestor • Trabajar cerca o sobre la geomembrana con clavos, soldadura, equipo pesado u objetos punzantes• Permitir el acceso a animales, niños y personal no autorizado al sistema• Administrar las mezclas de materias primas (estiércol) o efluentes del biodigestor sin equipo de protección

adecuado• Manipular el sistema de biogás sin máscara de gas ni ventilación• Hacer funcionar el equipo de biogás sin un sistema de quemado de emergencia (antorchas)• Utilizar el biogás sin un filtro de biogás instalado y en funcionamiento• Aplicar efluentes del biodigestor como fertilizante en aspersión en cultivos que serán consumidos frescos u

otros que serán cosechados dentro de una semana (por el potencial riesgo de contaminación con patógenos)

Capacitación y educación de usuarios y otros actores involucrados

15

Esta sección se refiere a la capacitación y la educación que los usuarios de biodigestores y otros interesados en el proyecto requerirán para asegurar el éxito total del proyecto. A menudo, cuando la tecnología se implementa sin una capacitación adecuada, los sistemas de biogás fallan, por lo que es imprescindible incluir estos elementos dentro de los proyectos en general.

La capacitación y la educación deben ser incluidos dentro de los proyectos de captura de metano si se espera la plena adopción del sistema de DA y sus respectivos beneficios. Debido a esto es muy importante que todos los sectores interesados en el proyecto comprendan los diferentes conceptos involucrados en el sistema.

15.1 Capacitación para usuarios de biodigestores domésticos rurales

Es muy importante que la familia participe en la instalación del biodigestor para que se sientan implicados en el proceso desde un principio y la adopción de la tecnología se dé más naturalmente. La familia puede participar en la excavación de la zanja y ayudar con la instalación de las líneas de biogás hacia los puntos de utilización (a la cocina por ejemplo).

Será muy importante incluir a las mujeres de la familia en el proceso de instalación y capacitación, ya que normalmente los usuarios que más beneficios percibirán serán las duelas de casa. Normalmente las mujeres son quienes utilizar el biogás para cocinar y calentar agua, y por lo tanto se darán cuenta de sus ventajas. Por ejemplo: ahorro de tiempo y mejoras en la salud al utilizar menos leña para cocinar. Por lo general, la carga del biodigestor y el uso del biofertilizante recaen en los hombres en la familia, aunque en algunos casos o algunas comunidades indígenas esta tarea también puede caer sobre las mujeres.

Es importante educar a los niños por tres razones principales: (1) a menudo son respondables de tareas que serán alivianadas, tales como cuidado de los animales, recolección de excremento o limpieza de establos, recolección de leña (2) tienen más probabilidades de dañar o destrozar el biodigestor jugando cerca del sistema, y el punto más relevante (3) es que transformarán en personas con una visión diferente , y por lo tanto podrán llevar a cabo una implementación de prácticas agrícolas más sostenible en el futuro.

Los sistemas de biogás exitosos podrán ser utilizados como sistemas de demostración para dar capacitación a la comunidad en general y promover un mayor conocimiento de la tecnología, y a la vez estimular la creación de una red de apoyo entre familias que utilicen la tecnología, para el intercambio de conocimientos y clarificación de dudas.

15.2 Capacitación para usuarios de biodigestores de mediana y gran escala

La diferencia entre la formación de usuarios de pequeña escala y mediana o gran escala es que en los biodigestores más pequeños por lo general es la familia la que va a utilizarlos y mantenerlos. En las grandes explotaciones estas responsabilidades caerán sobre los empleados del rancho (operadores agrícolas), por lo general el grupo de personas que pueden necesitar entrenamiento será más grande.


131


132

También puede ser que los operadores independientes estarán a cargo de tareas separadas y por lo tanto varios entrenamientos específicos serán necesarios, por ejemplo: capacitación sobre la carga de materia prima del biodigestor para el operador que se encargue de limpiar el estiércol de los corrales, capacitación sobre la utilización del efluente para el operador que se encargue de la aplicación del bio fertilizante a los cultivos. La capacitación en este caso también podría incluir el uso de generadores de energía eléctrica o mecánica (moto generadores de electricidad o energía mecánica).

Al igual que en el caso de los pequeños biodigestores, el propietario del rancho y posiblemente también su familia podrían ser entrenados. Los operadores agrícolas también deberían participar en la instalación del biodigestor, pudiendo excavar la zanja. También es posible que el propietario del rancho contrate servicios externos para la construcción de la zanja.

15.3 Programa general de capacitación

La Tabla 32 a continuación describe los diferentes grupos de interés que tienen que ser entrenados en función del tipo de proyecto y de los puntos relevantes para cada grupo de interesados. Estos detallan los objetivos de aprendizaje y los resultados esperados de este aprendizaje.

Tabla 32: Estructura requerida para la capacitación de los diferentes actores involucrados

Grupo de actores involucrados y

tamaño del proyecto de biogás

Duración y estilo de la capacitación

Contenido de la capacitación (Ver Tabla 33 para más

detalle) Instructor

Grupo familiar

Biodigestor doméstico de pequeña escala (Biodigestor tubular)

1 díaEvento demostrativo promocional a nivel comunitario

• Los fundamentos del sistema y la DA • Los beneficios de un sistema de DA • Consideraciones para la instalación • Alternativas de financiamiento

Un experto en biogás o técnico con vasta experiencia en proyectos agrícolas

1 díaEn el sitio donde se está instalando el sistema

• Los fundamentos del sistema y la DA • Los beneficios de un sistema de DA • Consideraciones de operación y

mantenimiento • El uso del biogás • El uso de efluentes • Consideraciones de seguridad

Un técnico en proyectos de biodigestores con vasta experiencia en proyectos agrícolas

Seguimiento de rutina, visita a la casa, hasta los 18 meses tras la instalación

• Consideraciones de operación y mantenimiento

• El uso del biogás • El uso de efluentes • Consideraciones de seguridad• Cualquier otra duda o problemas

de los participantes


133





detalle) Instructor

Mujeres beneficiarias


Día 1 Evento demostrativo promocional a nivel comunitario

• Los fundamentos del sistema y la DA • Los beneficios de un sistema de DA • Consideraciones para la instalación• Alternativas de financiamiento


Día 1En el sitio donde se está instalando el sistema


mantenimiento • El uso del biogás • El uso de efluentes • Consideraciones de seguridad


Seguimiento de rutina, visita a la casa, hasta 18 meses tras la instalación



de los participantesNiños beneficiarios


1 díaEvento demostrativo promocional a nivel comunitario

• Los fundamentos del sistema y la DA • Los beneficios de un sistema de DA

Experto en educación infantil, a través de métodos lúdicos y explicaciones demostrativas

1 díaEn el sitio donde se está instalando el sistema

• Los fundamentos del sistema y la DA • Los beneficios de un sistema de DA • Consideraciones de seguridad

Técnico en biogás

Propietario del rancho

Biodigestores medianos o grandes (biodigestores tubulares o lagunas cubiertas)

1 díaEvento demostrativo promocional en el mismo rancho u otro de similar tamaño

• Los fundamentos del sistema y la DA • Los beneficios de un sistema de DA • Consideraciones para la instalación • Alternativas de financiamiento



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detalle) Instructor

Propietario del rancho

Biodigestores media-nos o grandes (biodi-gestores tubulares o lagunas cubiertas)

1 día – 1 semana(En función del tamaño del biodigestor) en el rancho durante la instalación


mantenimiento • El uso del biogás • El uso de efluentes• Consideraciones de seguridad




de los participantes Operarios del rancho

Biodigestores medianos o grandes (biodigestores tubulares o lagunas cubiertas)








de los participantes


135





detalle) Instructor

Financiadores y representantes agrícolas

Todos los tamaños de biodigestores


• Los fundamentos del sistema y la DA • Los beneficios de un sistema de DA • DA cómo mecanismo de

cooperación para el desarrollo sostenible

• Tipos de biodigestores• Consideraciones de instalación• Consideraciones de operación y

mantenimiento • El uso del biogás • El uso de efluentes• Consideraciones de seguridad • Alternativas de financiamiento• Plan operacional del proyecto


Potenciales futuros técnicos instaladores de biogás

Todos los tamaños de biodigestores

1 semanaCurso de capacitación dictado por el imple-mentador del proyecto o expertos locales

• Los fundamentos del sistema y la DA • Los beneficios de un sistema de DA • DA cómo mecanismo de

cooperación para el desarrollo sostenible

• Tipos de biodigestores• Consideraciones de instalación• Consideraciones de operación y

mantenimiento • El uso del biogás • El uso de efluentes• Consideraciones de seguridad • Alternativas de financiamiento• Plan operacional del proyecto

Un experto en biogás con vasta experiencia en proyectos agrícolas

2-3 mesesExperiencia práctica supervisada por un técnico experimentado en el tema



Un biogás o técnico con vasta experiencia en proyectos agrícolas

Conferencias o talleres regionales o nacionales

Variada, dependiendo de la conferen-cia o taller

Expertos en el sector (biodigestores, biogás, agricultura, Desarrollo rural)


136

El contenido de la capacitación también debe ser específico al interés de las partes interesadas, con métodos de aprendizaje, resultados y objetivos definidos por los diferentes temas de estudio bajo el tema de digestión anaeróbica y biogás.

Tabla 33: Learning outcomes and objectives for Anaerobic Digestion study topics(Adapted from Eaton & Renteria (2013) IRRI Mexico Biogas Course Curriculum)

Resultado del aprendizajeConceptos cubiertos:

Objetivos de aprendizajeLos beneficiarios van a:

Las bases de un sistema DA • Entender que la digestión anaerobia (DA) es un proceso biológico• Reconocer que DA es una técnica de “desecho a energía”• Identificar la materia prima (desecho orgánico) y los productos (biogas y

biol)Beneficios de un sistema DA: Los beneficios socio- economicos, ambientales y de salud de digestores para manejar desechos

Resumir los beneficios socio-económicos:• Ahorros en el costo de combustible en el hogar• Ahorros en el costo de fertilizante• Ahorros en los costos por eliminación o tratamiento de excremento• Adaptación a los cambios climáticos y energía• Ahorros en tiempo empleado para recolectar madera para combustible

(empoderamiento de la mujer)Identificar los beneficios ambientales:• Prevenir la contaminación de los mantos acuíferos• Prevenir la deforestación por recolección de madera• Reducir la emición de gases de invernaderoComprender los beneficios básicos a la salud:• Problemas sanitarios (moscas, olores, agentes patógenos)• La calidad del aire mejora al prevenir la quema de madera y la emisión de

humo• Evitar la toxicidad de los fertilizantes químicos

La diferencia entre los tipos de digestores

Comprender los diferentes componentes de un biodigestor:• Influente• Efluente• Módulo DA• Trampas de agua• Almacenamiento de biogás• Traslado de biogás• Válvulas para control de biogás y seguridad• Equipo para utilización de biogás (antorchas o generadores)Comparar diferencias entre tipos de biodigestor:• Diseño (en términos de los componentes)• Tamaño de la granja/rancho• Funcionalidad


137



Consideraciones para la instalación de biodigestores

Evaluar sitios potenciales para ubicar un biodigestor:• Terreno, incluyendo probabilidades de inundación• Accesibilidad para su construcción, instalación y mantenimiento• Disponibilidad de materia prima y su ubicación• Ubicación de la línea de gas• Lugar de uso del efluente

Operación y mantenimiento de un biodigestor

Conocer que un sistema DA requiere:• Suficiente materia prima al día• Suficiente acceso a fuentes de agua• Agitación regular (manual o mecánica, dependiendo del tamaño y tipo)• Uso del biogás (antorcha o uso productivo)• Uso o desecho final del efluenteComprender importantes factores que podrían afectar la DA:• Agua clorada• Antibióticos en el ganado• Niveles de pH• Temperatura• Escombros• Componentes metálicos• Formación de sólidos (agitación insuficiente)

Almacenamiento y udo se biogás Comprender cómo y dónde se encuentra el biogás:• Almacenado (y su línea de uso final)• Si el biogás no se enciende hay un bloqueo en la línea que impide que

llegue a su destino final• Consideraciones de seguridad, incluyendo válvulas a lo largo de la línea

Almacenamiento y uso de eflu-ente

Comprender la función y aplicación del efluente:• Dosis basadas en el tipo de ganado y cosecha• Valor en el mercado del efluente• Contenido mineral y nutricional• Consideraciones de seguridad para el uso del efluente

Consideraciones de seguridad Llevar a cabo las siguientes medidas de seguridad:• No fumar cerca del biodigestor• No manipular objetos punzocortantes cerca del biodigestor• Cercar el área del biodigestor e instalar un techo protector sobre él en

caso de ser necesario/posible• Instalar una antorcha de emergencia para el biogás (para sistemas de

mayor tamaño)• Instalar válvulas de seguridad para biogás


138



Opciones de financiamiento Reconocer las diferentes opciones de financiamiento disponibles:• Subsidios gubernamentales• Préstamos gubernamentales• Préstamos del sector privado• Financiemiento de implementadores del proyecto que generarán y

comercializarán productos del biodigestor• Préstamos micro-financieros

Sistemas DA como un apoyo de desarrollo sostenible

Asociar los biodigestores con:• Reducción de gases de invernadero• Independencia energética• Reducción de la deforestación• Manejo de desechos• Prevenir contaminación de mantos acuíferos• Beneficios a la salud• Promover servicios al ecosistema• Beneficios globales para el medio ambiente

Plan operativo del proyecto Incluir :• Definición de tiempos (fechas clave)• Responsabilidades de los actores involucrados (donadores, beneficiarios,

organización que implementa el proyecto)• Requisitos para financiemiento• Cualquier aspecto relacionado con la generación y venta de productos

del biodigestor

Monitoreo, evaluación ypresentación de informes

16


140

Tabla 34: Plan de monitoreo para sistemas de biogás no financiados a través del mercado de carbono

Esta sección describe los pasos necesarios para llevar a cabo un seguimiento periódico de los sistemas de biodigestores, incluyendo aquellos proyectos que estén bajo el programa de actividades de Financiera Rural para determinar cómo se transforman estos resultados de monitoreo en las evaluaciones requeridas del sistema.

Los requisitos de monitoreo y evaluación de un proyecto de digestión anaeróbica se diferencian por el tamaño del proyecto como también si el proyecto forma parte de un proyecto más amplio en un régimen de programa de actividades o el esquema de créditos de carbono.

El Documento de Diseño del programa de actividades de Financiera Rural sugiere que cualquier plan de monitoreo deberá incluir inspecciones en terreno con el fin de garantizar la correcta recolección de datos y la supervisión del desempeño, incluyendo las siguientes tareas62:

• Limpieza general en el área de biodigestores; • Mantenimiento de las tuberías que conducen el estiércol al biodigestor; • Mantenimiento de las bombas; • Calibración de los equipos de control y medición; • Revisiones de potenciales fugas • Mantenimiento de todos los equipos relacionados. Consulte el Capítulo 14 para las consideraciones de operación y mantenimiento.

16.1 Información básica para el monitoreo y evaluación de proyectos de biodigestores de pequeña escala

16.1.1 Monitoreo

El seguimiento debe llevarse a cabo en forma regular. La tabla 34 a continuación define un plan de monitoreo básico de los sistemas de pequeña escala, las cuales no son financiadas a través de la generación de créditos de emisiones. Todos los resultados de seguimiento deben todos ser registrados en un cuestionario previamente diseñado y transferido a una base de datos de Excel en caso de no tener una base de datos electrónica. Se debe incluir un registro de las pruebas de la precisión de medidores y dispositivos de medición de temperatura usados, y las especificaciones de los equipos de biogás utilizado en términos de capacidad y la eficiencia.

62 Methane Capture, Combustion and Possible Electricity Generation from AWMS in Mexico. Version 01. 15/07/2011. (Financiera Rural PoA SMALL-SCALE CDM PROGRAMME OF ACTIVITIES DESIGN DOCUMENT). Section E.7.

ParámetroFrecuencia de

monitoreoNotas respecto a las mediciones

Cantidad de excremento tratado (kg/día)

Diario Medido a partir de registros diarios de la granja, según el tipo de animales, de ser posible

Cantidad de agua utilizada en el biodigestor (l/kg)

Diario Medido a partir de registros de la granja


141



Parámetros internos del biodigestor (t° en °C y pH) Semanal Medido con medidor manual de pH con sensor de

temperatura incorporado

Uso de biogás (l/d) Diario De los registros de la granja y del medidor de flujo de biogás, promedio semanal

Producción teórica de biogás (m3/día) Mensual Calculado a partir de residuos tratados, el uso del agua

y los parámetros internos del digestor Producción real de biogás (m3/día) Mensual Medición de flujo continuo y su extrapolación Otros usos de energíaElectricidad (kWh/mes)Gas licuado de petroleo (kg/mes)Leña (kg/mes)

Mensual o bimen-sual

El uso de electricidad se define a partir de los recibos bimestrales de electricidad y cálculo promedio durante un período de meses

Producción de efluente (l/mes) Mensual El uso de GLP define desde la compra de tanques de gas durante el período mensual.

Uso de fertilizante químico (kg/año)Dentro de la época de crecimiento

Sobre la base de la producción diaria teórica del uso del agua

Ahorro de tiempo (horas/semana) Mensual Medido a partir de registros de la granja



Cantidad de excremento tratado (kg o toneladas al año)

Mensual Medido a partir de registros de la granja, según el tipo de animal si es posible o en % del total de residuos agrícolas a lo largo del año

Ahorros en combustible tradicional por reemplazo por biogás ($MXN/mes)

Mensual Medido a partir de registros de uso de biogás y otros combustibles de la granja contrastado a la información de línea base de utilización de combustibles

Reducción de emisiones de GEI (TCO2e/año)

Anual Calculado a partir de encuestas de producción de biogás en ranchos y de los datos de generación de residuos y línea base de energía.

Ahorros del reemplazo de fertilizante químico por uso del efluente ($MXN/año)

Anual, tras crecimiento de los cultivos

Medido a partir de registros del rancho sobre el uso de efluentes y fertilizante químico comparado con la información de línea base

16.1.2 Evaluación

Impacto del sistema biodigestor se puede derivar de los datos de seguimiento en intervalos regulares.

Tabla 35: Parámetros de evaluación de sistemas de biodigestores no financiados por la venta de créditos de carbono


142



Costo oportunidad a partir del tiempo generado ($MXN/año)

Mensual Ganancias monetarias de potenciales actividades realizadas durante el tiempo libre generado tras la instalación del biodigestor. Alternativamente ganancias a partir del uso productivo de biogás o la ventas de bio-fertilizantes

Otros beneficios medio ambientales Mensual Ganancia que puede ser cualitativa o cuantitativa según el tipo de beneficio, por ejemplo, kg de residuos vertidos en cuerpos de agua evitados, mejor salud debido a la mejorada calidad del aire en la cocina, etc.

16.2 Monitoreo y evaluación de programas de actividades bajo proyectos en el mercado de carbono

Dentro de los proyectos que están registrados bajo un programa de actividades u otros esquemas para la generación de créditos de carbono se requiere un mayor nivel de monitoreo.

El documento de diseño de proyecto del programa de actividades establece que Financiera Rural desarrolla un manual de monitoreo en colaboración con los proveedores de tecnología que establece los procedimientos adecuados que deberán seguirse con el fin de operar y mantener la tecnología funcional de una manera adecuada. Para esto será necesario cumplir con ciertos requisitos de precisión y control de datos63. Se debe obtener una copia de este manual y respetar sus lineamientos al ser parte del programa de actividades de la Financiera Rural. Las secciones A.4.4.2, E.6 y E.7 del plan de monitoreo del documento de diseño de proyecto del programa de actividades de la Financiera Rural detallan los planes y requisitos a desarrollar64.

El monitoreo se lleva a cabo por los operadores de ranchos, Financiera Rural es responsable de la implementación y el cumplimiento de los procedimientos de monitoreo en las CPA. Los datos de seguimiento deben ser recopilados por los operadores del rancho en una base de datos para resumir y almacenar los datos en forma electrónica. Por último los datos se deberán subir a la base de datos electrónica del programa de actividades gestionado por Financiera Rural. Esto asegurará que cada CPA y su propietario se identifica y se registran para fines de monitoreo y verificación. Los informes de seguimiento anuales y cálculos RCE (CER) se calcularán a partir de estos datos.

Para los proyectos del programa de actividades de FR y otros esquemas de créditos de carbono los datos recolectados deben conservarse durante al menos 2 años tras el período de comercialización o la última emisión de certificados de reducción de emisiones de carbono que ocurra después. La Tabla 36 establece los requisitos de monitoreo para proyectos de digestión anaerobia registrados bajo el programa de actividades de Financiera Rural los que deberán estar en línea con el plan de monitoreo de CPA .

63 Methane Capture, Combustion and Possible Electricity Generation from AWMS in Mexico Version 01. 15/07/2011. (Financiera Rural PoA SMALL-SCALE CDM PROGRAMME OF ACTIVITIES DESIGN DOCUMENT). Section A.4.4.1.64 Methane Capture, Combustion and Possible Electricity Generation from AWMS in Mexico Version 01. 15/07/2011. (Financiera Rural PoA SMALL-SCALE CDM PROGRAMME OF ACTIVITIES DESIGN DOCUMENT)


143

Símbolo Unidad ParámetroFuente de

información Notas respecto a las

medicionesFormato del

informe FVRG, h m3 biogás/ año Flujo de biogás Medidor de

flujo de biogás Medición continua Cada 15 días,

crear archivo de Excel electrónico

Temperatura °C Temperatura de Biogás

Sensor de temperatura

Requerido para el cálculo de la producción real de metano. Con contadores de gas especializadas esto no es necesario

NA

Presión Atm Presión del biogás a la salida del biodigestor

Sensor de presión


NA

Fvi, h % Porcentaje de metano en el biogás

Valor por defecto: 60% del total de biogás

Si es un analizador continuo que se añade, debería ser capaz de cumplir con un nivel de confiabilidad / precisión de 90/10

Anotar cada 15 días y guardar en el archivo de Excel electrónico

t° de la llama °C Temperatura de la llama

Termocupla Medición continua A diario, guardando en el archivo electrónico Excel

Eficiencia de la llama

% Eficiencia de la llama

Temperatura de la llama

Por defecto: 90% de la temperatura de la antorcha

A diario, guardando en el archivo electrónico Excel

Vf m3 biogás al año

Flujo de biogás al moto generador de electricidad

Medidor de flujo de gas

Medición continua Mensual, guardar en el archivo de Excel electrónico

EGBL, y MWh/año Cantidad de electricidad de la red consumida por el proyecto

Equipos electrónicos utilizados para el proyecto

Supuestos que las funciones del equipo a su máxima capacidad, con 10% de pérdidas durante un promedio de 8,760 horas al año

Estimación mensual basada en el consumo de los equipos

Tabla 36: Parámetros para monitorear proyectos de digestionanaerobia bajo un esquema de créditos de carbono


144




informe MS%i,y % Fracción de

estiércol alimentado al sistema al año

Inventario del rancho

Cuando existen fugas en la tubería de transporte de estiércol. Las fugas deben ser monitoreados mediante inspección visual y reparadas dentro de 24 horas

Semanal, guardar en el archivo electrónico de Excel

NLT,y Número Media anual de los animales


El inventario agrícola se debe descargar a un archivo de Excel mensualmente

Mensual, guardar en el archivo electrónico de Excel

Presión Atm Presión del biogás a la salida del biodigestor

Sensor de presión


NA

Peso por defecto

kg Peso promedio de cierta población de animales

Tabla 10A-4 pág. 77, cuadro 10 A-5 pág. 78, cuadro 10 A-7 pág. 80 y la Tabla 10A-8 pág. 81 de las Directrices del IPCC de 2006 para los inven-tarios naciona-les de GEI, vol. 4, Ch. 10

Uso de pesos promedios: 400 kg para vacas lecheras, 305 kg vacas de carne y 28 kg para cerdos

Regularmente a lo largo de toda la vida del proyecto

Sólidos volátiles por defecto

Kg/animal /año Tasa de producción de sólidos volátiles en el estiércol de la población de ganado del rancho

Mismas tablas del valor del peso por defecto

El uso de medias de 2.9 Kg/cabeza/día por vaca lechera, 2.5 Kg/cabeza/día vaca de carne y 0.3 Kg/ cabeza/día para cerdos

Regularmente a lo largo de toda la vida del proyecto


145




informe Peso de los animales en el rancho

kg El peso promedio de los animales en el rancho

Inventario del Rancho

Los datos deben ser definidos de acuerdo a las características específicas del rancho


VSLT,y Materia seca (Kg/animal/año)

Sólidos volátiles basados en el estiércol seco cargado en el digestor

Ecuación 2 de la versión D AMS-III de la metodología 17

Para vacas lecheras: VS = kg de peso promedio de los animales*2.9*días por año que el sistema se encuentra en funcionamiento/(400)

Para las vacas de carne: SV = promedio kg peso de animales*2.5*días por año del sistema en funcionamiento/(305)

Para porcinos: SV = promedio kg de peso de los ani-males*0.3*días por año del sistema en funcionamiento/(28)

n° de días en que el sistema no funciona

Días Número de días que el sistema no está funcionando

Informes del rancho

Descontar los días que la granja no opera


Apropiada aplicación al suelo

Frecuencia Eliminación de lodos

Informes del rancho

Asegúrese de que se mantiene la condición anaeróbica

Cada vez que los lodos se apliquen como fertilizante

N/A N / A Origen genético


Cada vez que se adquieran nuevos animales en el rancho

Cada vez que se adquieran nuevos animales en el rancho, archivar en registro electrónico de Excel


146




informe % % Fracción de

sólidos volátiles Inventario del rancho

Muestras tomadas para análisis de laboratorio

Mensual, guardar en registro electrónico

Días Días Intervalo promedio anual entre la recogida y el tratamiento de estiércol

Informes del rancho

Cuando se almacena estiércol y el digestor se carga

Cuando el digestor se carga, guardar en el archivo electrónico

16.3 Formato de entrega de informes

Los informes de evaluación de los sistemas de biodigestores anaeróbicos generados deben incluir las siguientes secciones:

• Resumen y conclusiones: Un breve resumen de la evaluación del sistema, presentación de las principales conclusiones de los informes de seguimiento;

• Introducción: Descripción del sitio del sistema de biogás y biodigestor, incluir fotografías, planos del sitio y los objetivos de la evaluación;

• Métodos y materiales: Una descripción de los métodos y materiales empleados en la evaluación del desempeño; • Resultados: recapitulación de los resultados obtenidos a partir de los informes de seguimiento; • Discusión: discusión de los resultados obtenidos especialmente respecto a las similitudes y diferencias respecto

a resultados previamente reportados; • Referencias y apéndices: bibliografía citada en el informe, una copia de los informes de seguimiento que incluya

resultados de análisis de laboratorio de la materia prima entrante y del efluente del biodigestor.


147

Medidor de flujo de biogás:

Para medir la producción de biogás y la concentración de metano (m3 biogás/año y % presencia de metano en el biogás)

16.4 Equipos para el monitoreo del sistema

Para facilitar el seguimiento del rendimiento del biodigestor, los siguientes equipos se pueden instalar :

Sensor de temperatura:

Para medir la t° en caso de que no esté incluido en el medidor de flujo

Barómetro o manómetro:

Para medir la presión de biogás (atm), si no está incluí-do en el medidor de flujo de biogás

Termocupla:

Para medir la temperatura de la antorcha debiogás (°C) y asegurar la adecuada combustión de biogás

Referencias

Manuales revisados Este manual se basó en información recolectada desde un proceso de revisión de otros 20 manuales sobre proyectos de captura de metano agrícola o guías similares. Estos manuales se originaron en 11 diferentes países, entre ellos México, Honduras, Bolivia, Argentina, Chile y los EE.UU. Desde autores destacados dentro del sector de biodigestores como son GIZ (ex GTZ) y SNV65. La lista de manuales revisados se resume en la tabla 37 a continuación. Se intentó citar todos los materiales adaptados citados en este manual.

Tabla 37: Manuales internacionales sobre proyectos de captura de carbono agrícola revisados durante el desarrollo de este manual


149

65 GTZ, now GIZ; Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit, The German International Cooperation and SNV; the Netherlands Development Organisation.

País ManualMéxico Guía para la reducción de riesgos en el Programa de Actividades de captura de metano en

sistemas ganaderos en México. Financiera Rural. December 2012.Implementación de Biodigestores para pequeños y medianos productores porcícolas. SAGARPA & INIFAP. Mayo 2012.Manuales de Buen Manejo del Campo SA de CV (Empresa privada mexicana de biodigestores de pequeña escala) sobre su biodigestor Sistema Biobolsa. Sin fecha, brindado por los mismos autores.• Manual de Instalación: Sistema Biobolsa • Manual de Operación y Mantenimiento: Sistema Biobolsa Sistema Biobolsa Manual de Biol:

Aplicaciones de Biol en diferentes cultivos agrícolas (Manual de Biol | Sistema Biobolsa)Honduras Guía de Implementación de sistemas de biodigestión en eco-empresas. SNV para FIDE y

Embajada Real de Dinamarca. Julio 2012.Bolivia Biodigestores Familiares – Guía de diseño y manual de instalación. Biodigestores de polletileno

tubular de bajo costo para trópico, valle y altiplano. GTZ, PROAGRO. 2008Argentina Manual para la producción de biogás. Instituto de Ingeniería Rural I.N.T.A. – Castelar. Ing. A. M.

Sc. Jorge A. Hilbert. 2012.Chile Manual de biogás. MINENERGIA / PNUD / FAO / GEF. FAO, 2011. María Teresa Varnero.

http://www.rlc.fao.org/es/publicaciones/manual-biogás/EEUU Protocolo para la cuantificación y presentación de informes de desempeño de sistemas de

digestión anaeróbica de estiércol de ganado. Preparado para el Programa AgStar, Agencia de Protección Ambiental de los EE.UU. Grupo de Investigación del Este, Inc. 2011 .

Canadá Digestión Anaerobia in situ; Directriz para la autorización de vertido de líquidos. Ministerio de Medio Ambiente de la Columbia Británica. 14 de mayo 2010.

Reino Unido Digestión anaeróbica de residuos agrícolas y de procesamiento de alimentos: El desarrollo de una industria sostenible. Normas de buena prácticas. Biogen británico. Sin fecha .


150

País ManualAlemania • Guías de GTZ- ISAT serie “Boletín de Biogás” 1999

• Volumen I. Introducción al biogás• Volumen II. Biogás - Aplicación y Desarrollo de Productos• Volumen III . Biogás - Costos y Beneficios y Ejecución del Programa• Obtenido desde http://www.gate-international.org/energy.htm . Marzo de 2013.Las plantas de biogás en la cría de animales . Werner, Stöhr y Nicolas Hees para la GTZ 1989

Dinamarca Manual de biogás para el este de Europa. Al Seadi, Rutz et al. Universidad del Sur de Dinamarca Esbjerg. 2008.

Camboya Construyendo programas de biogás doméstico viable: Factores de éxito en el desarrollo del sector. SNV, 2009.Curso compacto de biogás doméstico, tecnología y experiencias de masificación en Asia. SNV y el Programa de Postgrado de Energías Renovables de la Universidad de Oldenburgo. 2009

Panel Intergubernamental del Cambio Climático

Directrices del PICC para el Inventario Nacional de Gases de Efecto Invernadero -Volumen 4: Agricultura, silvicultura y otros usos de suelo. Capítulo 10: Emisiones de la ganadería, y aprovechamiento del estiércol. Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático, 2006

Apéndices


152

Apéndice A: Proceso bioquímico involucrado en el proceso de digestión anaeróbicaAdaptado de: Manual de biogás. MINENERGIA / PNUD / FAO / GEF. FAO, 2011. María Teresa Varnero, capítulo 2.

Como se mencionó en el Capítulo 2, el proceso de digestión anaeróbica puede ser dividido en etapas. De hecho, hay cuatro fases de la digestión anaeróbica, pero en el Capítulo 2 se consideran dos de ellos bajo la “fase acidogénesis”. Este apéndice detalla en este proceso bioquímico en mucho más detalle.

Figura 26: Procesos bioquímicos involucrados en la digestión anaeróbica usando estiércol animal como materia prima

Fase 1: hidrólisis

Aquí las bacterias anaerobias facultativas comienzan a descomponerse la fuente de materia orgánica de cadena larga compleja (polímeros) tales como hidratos de carbono, proteínas y lípidos produciendo moléculas solubles simples tales cómo monómeros y oligómeros.

Durante la hidrólisis, las bacterias facultativas excretan enzimas hidrolíticas que degradan los enlaces de los polímeros y los convierten en compuestos más simples y solubles, como se muestra a continuación. Los subproductos de esta reacción son hidrógeno y dióxido de carbono.


153

Las bacterias facultativas sólo son capaces de sobrevivir en presencia de niveles muy bajos de oxígeno, y son muy sensibles a los cambios de temperatura y pH (acidez). Se reproducen rápidamente en comparación a las otras bacterias que participan en el proceso.

Fase 2: Acidogénesis

Este grupo de microorganismos incluye bacterias anaerobias facultativas y obligadas, conocidas colectivamente cómo bacterias acidogénicas. La importancia de la presencia de este grupo de bacterias no sólo radica en el hecho de que producen “alimento” para los grupos bacterianos en las fases acetogénicas y metanogénicas, sino también que eliminan todas las trazas de oxígeno disuelto en el sistema.

En esta fase, los productos procedentes de la fase de hidrólisis se vuelven a descomponer por las bacterias acidogénicas (ácido formando) que producen ácidos grasos volátiles (AGVs), hidrógeno, dióxido de carbono y otras sustancias en cantidades pequeñas.

El hidrógeno, el dióxido de carbono y otros compuestos solubles pequeños que se producen pueden ser utilizados directamente por las diversas bacterias metanogénicas (Fase 4) con el fin de producir metano. Los otros compuestos orgánicos pequeños producidos (principalmente ácido propiónico, ácido butírico, ácido valérico, ácido láctico y etanol) ofrecen “alimento” para las bacterias acetogénicas de la Fase 3.

Estas bacterias sobreviven en una relación simbiótica con las bacterias metanogénicas que consumen el hidrógeno y el dióxido de carbono. A través del consumo de estos productos por las bacterias metanogénicas es posible alcanzar el equilibrio de todo el sistema y permitir que las bacterias acidogénicas continúen la descomposición de los productos de la hidrólisis.

Grasas (Lipidos) → Ácidos grasos, glicerol

Lipasas

Carbohídratos(Monosacaridos) → Azúcares

(Polisacaridos)CelulasasXilanasasAmilasas

Proteínas → Amino ÁcidosProteasas


154

Fase 3: Acetogénesis

Mientras que algunos productos de las fases de hidrólisis y acidogénesis puede ser directamente metabolizados por las bacterias metanogénicas, otros productos tales como el etanol y el AGV deben descomponerse previamente en productos más simples tales como acetato (CH3COO -) e hidrógeno por las bacterias acetogénicas. Los productos de la etapa acetogénesis y ácidos volátiles simples, se convierten en el sustrato para las bacterias metanogénicas en la siguiente etapa.

El tipo específico de bacterias acetogénicas, llamadas homoacetogénicas, son capaces de crecer heterotróficamente en presencia de azúcares o compuestos de un sólo carbono, tales como mezcla de hidrógeno, produciendo acetato como el único subproducto. A diferencia de otras bacterias acetogénicas, éstos no producen hidrógeno como resultado de su metabolismo, pero lo consumen como el sustrato. Esto por tanto mantiene la presencia de hidrógeno baja y por lo tanto permite la actividad regular de bacterias acetogénicas y otros bacterias acidogénicas.

Fase 4: Metanogénesis

Las bacterias metanogénicas utilizan compuestos simples como el hidrógeno, el dióxido de carbono, acetato de etilo y ácido fórmico para producir metano y dióxido de carbono. Estas bacterias son estrictamente anaeróbicas, se reproducen lentamente y son muy sensibles a cambios en la temperatura y el pH.

Las bacterias metanogénicas son generalmente de dos grupos: hidrogenotróficas y acetoclásticas. Las bacterias metanogénicas hidrogenotróficas utilizan hidrógeno y dióxido de carbono para formar metano, mientras que las acetoclasticas utilizan ácido acético, metanol y algunas aminas presentes antes de la digestión. Alrededor del 70% de metano producido en la digestión anaeróbica es producido por las bacterias acetoclásticas al descomponer el ácido acético.

Simbiosis de bacterias

Es importante entender la que simbiosis entre las bacterias metanogénicas y acidogénicas, ambas se basan en la otra para mantener las condiciones óptimas para su crecimiento. Las bacterias acidogénicas crean un ambiente ideal para las bacterias metanogénicas, el mantenimiento de un ambiente anaeróbico y la producción de compuestos simples que estas puedan digerir. El consumo las bacterias metanogénicas de estos compuestos simples mantiene el pH requerido por las bacterias acidogénicas. Si las bacterias metanogénicas no digieren estos compuestos ácidos del medio ambiente, este se vuelve tóxico para las bacterias acidogénicas y el sistema anaeróbico deja de producir biogás rico en metano. Hay que tomar en cuenta que si la materia prima inicial es demasiado ácida las bacterias acidogénicas pueden verse afectadas y la cadena de reacciones se rompe, dando lugar a la producción irregular de biogás.


155

DETALLES DEL RANCHONOMBRE DEL RANCHO Y DATOS DE CONTACTO: UBICACIÓN: GPS, dirección o la liga del mapa googleFECHA DE LA EVALUACIÓN:CLIMA LOCAL: Temperatura, lluvia, temporadas de lluvia/temporada seca NO. DE LOS MIEMBROS DE LA FAMILIA Y LOS TRABAJADORES EN LA GRANJA:

Para definir el uso del biogás, diferentes alternativas de uso por parte de trabajadores o familiares del rancho

NO. DE ANIMALES ANIMAL ADULTOS JUVENILES RECIÉN NACIDOSn° Peso

promedion° Peso

promedion° Peso

promedioRes Cerdo Caballo Cabras Oveja Aves de corral Conejos Otro

¿ESTÁN LOS ANIMALES ESTABULADOS?

Los animales están estabulados o pastan libremente?

DISPONIBILIDAD DE AGUA:

Fuentes de agua actuales, existen diferencia en la disponibilidad de las estaciones lluviosas y secas?, necesidad de fuentes de agua adicionales para el funcionamiento del biodigestor

CULTIVOS: Tipo de cultivos y hectáreas cultivadas USO ACTUAL DE FERTILIZANTE

Tipo de fertilizante, en kg por hectárea por año y el costo anual

USO ACTUAL DE COMBUSTIBLE Y ELECTRICIDAD:

El uso de electricidad actual y el costo de los 2 años anteriores, otros usos de combustible y el costo de los 2 años anteriores, por ejemplo: gas licuado del petroleo

Apéndice B: Lista de chequeo para la evaluación en sitio de un proyecto de biogás

Esta lista de chequeo cubre los temas que deben ser considerados cuando se realiza una evaluación del sitio o el estudio de línea de base en un proyecto de captura de metano de ganado agrícola o biodigestores en ranchos.


156

MATERIA PRIMA PRODUCCIÓN ANUAL DE RESIDUOS (ton): ACTUAL MÉTODO DE TRATAMIENTO DE RESIDUOS: TIEMPO (hrs) ACTUAL UTILIZADO POR TRABAJADORES AGRÍCOLAS EN MANEJO DEL EXCREMENTO:

Horas al día, semana o mes

EXCREMENTO PROMEDIO DIARIO A SER TRATADO (ton): ALMACENAMIENTO NECESARIO PARA EL EXCREMENTO:

De ser necesario: previo a su uso en el biodigestor, tipo y tamaño del lugar de almacenamiento

RECOLECCIÓN O MOVIMIENTO DE EXCREMENTOS:

• En camiones, por tubería u otro • Si se utilizarán tuberías: volumen y tipo de material que se utilizarán• Pipas: el tipo de camión, así como el volumen y el tipo de material que se transportan

en los camiones • Camiones: tipo de camión, así como el volumen y el tipo de material que se

transportan en camionesCARACTERÍSTICAS DEL EXCREMENTO:

• Tipo de residuos animales • Resultados de análisis físico y químico de todas las materias primas no agrícolas

(incluyendo el análisis de metales pesados)BIODIGESTOR Y UBICACIÓNTIPO DE BIODIGESTOR:

• Tipo de digestor, el tamaño y el fabricante • Temperatura operativa prevista para el proceso de digestión

ÁREAS DE INUNDACIONES:

Notar cualquier área dentro o alrededor del rancho en que las inundaciones puedan representar un riesgo para el biodigestor. Agregar método de solución para este problema.


157

MATERIA PRIMA UBICACIÓN: La distancia mínima entre cualquier infraestructura relacionada con la digestión anaeróbica

en la finca y: • límite terrestre; • toma del suministro de agua para uso doméstico; • arroyos naturales, arroyos canalizados y canales o acequias construidas

CONTROL DE OLOR:

• Identifique todos los potenciales puntos de generación de olores en la instalación. Por ejemplo, escape de aire de los tanques de almacenamiento de líquidos durante el llenado de la materia prima, descarga de la materia prima seca, compostaje de los sólidos digeridos sólidos separados, etc

• Estrategia para minimizar olores, incluyendo equipos y diseño de la infraestructura, así como las prácticas de gestión

USO DE BIOGÁSUSO PROPUESTO PARA EL BIOGÁS:

• Composición química esperada del biogás • Combustión, calentamiento del agua, cogeneración, la generación de electricidad, el

uso doméstico• Antorcha / caldera / tipo de motor

MÉTODO DEFILTRACIÓN BIOGÁS SUGERIDO

• El método (s) que se utilizará para purificar los biogás • Concentración prevista de H2S en el biogás cuando alcanza el punto de uso

ANTORCHA DE EMERGENCIA

• Tipo de antorcha• Tiempo estimado operativa anual de la antorcha • Los puntos en la red de corriente de biogás desde donde el biogás pueden ser

dirigidas hacia la antorchaUSO O DESCARGA DEL EFLUENTE USO PROPUESTO PARA EL EFLUENTES:

Biofertilizante/Adición de compost/tratamiento y descarga

PRE-TRATAMIENTO COMPLEMENTARIO:

En caso de ser atingente: tratamiento previo antes del uso de materia prima

ALMACENAMIENTO REQUERIDO

Almacenamiento requerido para el tratamiento previo y posterior

EQUIPO REQUERIDO

Mangueras de arrastre, tanques de almacenamiento, etc

manual para la implementación de proyectos de captura de ... captura metano...9.3.1 introducción...

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