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    ¿Qué es el Gas?

    ¿Qué es el Gas?

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    El gas es el estado de agregación de la materia que no tiene forma ni volumen propio. Su principal composición son moléculas no unidas, expandidas y con poca fuerza de atracción, haciendo que no tengan volumen y forma definida, provocando que este se expanda para ocupar todo el volumen del recipiente que la contiene, con respecto a los gases las fuerzas gravitatorias y de atracción entre particulas resultan insignificantes.

    Ley general de los gases

    Existen diversas leyes que relacionan la presión, el volumen y la temperatura de un gas.

    Ley de Boyle - Mariotte

    Cuando el volumen y la presión de una cierta cantidad de gas es mantenida a temperatura constante, el volumen será inversamente proporcional a la presión: V=KP (Donde K es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes).

    Cuando aumenta la presión, el volumen disminuye; si la presión disminuye el volumen aumenta. El valor exacto de la constante k , no es necesario conocerlo para poder hacer uso de la Ley; si consideramos las dos situaciones, manteniendo constante la cantidad de gas y la temperatura, deberá cumplirse la relación:

     

    Ley de Boyle Mariotte

     

    Al aumentar el volumen, las partículas (átomos o moléculas) del gas tardan más en llegar a las paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de tiempo contra ellas. Esto significa que la presión será menor ya que ésta representa la frecuencia de choques del gas contra las paredes.

    Ley de Avogadro

    Es aquella en el que las constantes son Presión y Temperatura, siendo el Volumen directamente proporcional al Número de moles (n)

    matemáticamente, la fórmula es:

     

    Ley de Avogadro

     

    Ley de Charles

    A una presión dada, el volumen ocupado por un gas es directamente proporcional a su temperatura.

    Matemáticamente la expresión:

     

    Ley de Charles 01

     o

    Ley de Charles 2

     

    Ley de Gay-Lussac

    La presión de un gas que se mantiene a volumen constante, es directamente proporcional a la temperatura:

     

    Ley de Gay Lussac

     

    Es por esto que para poder envasar gas, como gas licuado, primero se ha de enfriar el volumen de gas deseado, hasta una temperatura característica de cada gas, a fin de poder someterlo a la presión requerida para licuarlo sin que se sobrecaliente, y, eventualmente, explote.

    Ley de los gases ideales

    Las tres leyes mencionadas pueden combinarse matemáticamente en la llamada ley general de los gases. Su expresión matemática es:

     

    Ley de los gases ideales

    siendo P la presión, V el volumen, n el número de moles, R la constante universal de los gases ideales y T la temperatura en Kelvin.

    El valor de R depende de las unidades que se estén utilizando:

    R = 0,082 atm·l·K-1·mol-1 si se trabaja con atmósferas y litros
    R = 8,31451 J·K-1·mol-1 si se trabaja en Sistema Internacional de Unidades
    R = 1,987 cal·K-1·mol-1
    R = 8,31451 10-10 erg ·K-1·mol-1
    De esta ley se deduce que un mol de gas ideal ocupa siempre un volumen igual a 22,4 litros a 0 °C y 1 atmósfera. También se le llama la ecuación de estado de los gases; ya que solo depende de el estado actual en que se encuentre el gas.

    Gases finales

    Si se quiere afinar más o si se quiere medir el comportamiento de algún gas que escapa al comportamiento ideal habrá que recurrir a las ecuaciones de los gases reales que son variadas y más complicadas cuanto más precisas.

    Los gases reales no se expanden infinitamente, sino que llegaría un momento en el que no ocuparían más volumen. Esto se debe a que entre sus átomos/moléculas se establecen unas fuerzas bastante pequeñas, debido a los cambios aleatorios de sus cargas electrostáticas, a las que se llama fuerzas de Van der Waals.

    El comportamiento de un gas suele concordar más con el comportamiento ideal cuanto más sencilla sea su fórmula química y cuanto menor sea su reactividad, tendencia a formar enlaces. Así, por ejemplo, los gases nobles al ser monoatómicos y tener muy baja reactividad, sobre todo el helio, tendrán un comportamiento bastante cercano al ideal. Les seguirán los gases diatómicos, en particular el más liviano hidrógeno. Menos ideales serán los triatómicos como el dióxido de carbono, el caso del vapor de agua aún es peor ya que la molécula al ser polar tiende a establecer puentes de hidrógeno lo que aún reduce más la idealidad. Dentro de los gases orgánicos el que tendrá un comportamiento más ideal será el metano perdiendo idealidad a medida que se engrosa la cadena de carbono. Así el butano es de esperar que tenga un comportamiento ya bastante alejado de la idealidad. Esto es porque cuanto más grande es la partícula fundamental constituyente del gas, mayor es la probabilidad de colisión e interacción entre ellas, factor que hace disminuir la idealidad. Algunos de estos gases se pueden aproximar bastante bien mediante las ecuaciones ideales mientras que en otros casos hará falta recurrir a ecuaciones reales muchas veces deducidas empíricamente a partir del ajuste de parámetros.

    También se pierde la idealidad en condiciones extremas, altas presiones o bajas temperaturas. Por otra parte, la concordancia con la idealidad puede aumentar si trabajamos a bajas presiones o altas temperaturas. También por su estabilidad química.

    Comportamiento de los gases

    Para el comportamiento térmico de partículas de la materia existen cuatro cantidades medibles que son de gran interés: presión, volumen, temperatura y masa de la muestra del material.

    Cualquier gas se considera como un fluido, porque tiene las propiedades que le permiten comportarse como tal.

    Sus moléculas, en continuo movimiento, logran colisionar las paredes que los contiene y casi todo el tiempo ejercen una presión permanente. Como el gas se expande, la energía intermolecular (entre molécula y molécula) hace que un gas, al ir añadiéndole energía calorífica, tienda a aumentar su volumen.

    Un gas tiende a ser activo químicamente debido a que su superficie molecular es también grande, es decir entre cada partícula se realiza mayor contacto, haciendo más fácil una o varias reacciones entre las sustancias.

    Para entender mejor el comportamiento de un gas siempre se realizan estudios con respecto al gas ideal aunque este en realidad nunca existe y las propiedades de este son:

    Un gas está constituido por moléculas de igual tamaño y masa, pero una mezcla de gases diferentes, no.
    Se le supone con un número pequeño de moléculas, así su densidad es baja y su atracción molecular es nula.
    El volumen que ocupa el gas es mínimo, en comparación con el volumen total del recipiente.
    Las moléculas de un gas contenidas en un recipiente, se encuentran en constante movimiento, por lo que chocan, ya entre sí o contra las paredes del recipiente que las contiene.
    Para explicar el comportamiento de los gases, las nuevas teorías utilizan tanto la estadística como la teoría cuántica, además de experimentar con gases de diferentes propiedades o propiedades límite, como el UF6, que es el gas más pesado conocido.

    Un gas no tiene forma ni volumen fijo; se caracteriza por la casi nula cohesión y a la gran energía cinética de sus moléculas, las cuales se mueven.

    Ecuación de van der Waals

    Para estudiar los gases reales con mayor exactitud, es necesario modificar la ecuación del gas ideal, tomando en cuenta las fuerzas intermoleculares y los volúmenes moleculares finitos. Este tipo de análisis fue realizado por primera vez por el físico holandés L.D. van der Waals en 1973. además de ser un procedimiento matemático simple, el análisis de van der Waals proporciona una interpretación del comportamiento del gas real a nivel molecular.

    Cuando una molécula particular se aproxima hacia la pared de un recipiente, las atracciones intermoleculares ejercidas por las moléculas vecinas tienden a suavizar el impacto de esta molécula contra la pared. El efecto global es una menor presión del gas que la que se esperaría para un gas ideal. Van der Waals sugirió que la presión ejercida por un gas ideal, Pideal, está relacionada con la presión experimental medida, Preal, por medio de la ecuación:

     

    Ecuacion de van der Waals

     

    donde a es una constante, n es el número de moles y V el volúmen del gas:

    Otra corrección es la concerniente al volumen ocupado por las moléculas del gas. En la ecuación del gas ideal, V representa el volumen del recipiente. Sin embargo, cada molécula ocupa un nivel intrínseco finito, aunque pequeño, de manera que el volumen efectivo del gas se convierte en:

     

    Ecuacion de van der Waals

    Donde n es el número de moles del gas b es una constante. El término nb representa el volumen ocupado por n moles del gas.

    Tomando en cuenta las correcciones de presión y volumen, se vuelve a escribir la ecuación del gas ideal en la forma siguiente:

     

    Ecuación de van der Waals correcciones de presión volumen

     

    ¿Qué es el Gas combustible?

    El Gas combustible es un gas que se utiliza como combustible para producir energía térmica mediante un proceso de combustión.

    El gas natural (cuyo mayor componente es el metano) es el más habitual, pero existen otros como:

    Gas licuado del petróleo, como propano o butano. Se obtienen mayoritariamente en torre de destilación en el refino del petróleo. Otra parte es obtenida al separarlos del gas natural.
    Hidrógeno. Se obtiene a partir de la electrólisis del agua invirtiendo energía eléctrica, o a partir de gas natural.[1] Es un vector energético y no una fuente de energía primaria. Puede llegar a ser utilizado en el futuro como gas combustible con una mejora de la tecnología.
    Gas de alumbrado (H2 y CO2), también conocido como gas de hulla o gas ciudad.
    Gas de agua (H2 y CO).

    ¿Qué es el Gas licuado de petróleo GLP?

    El gas licuado del petróleo (GLP) es la mezcla de gases condensables presentes en el gas natural o disueltos en el petróleo. Los componentes del GLP, aunque a temperatura y presión ambientales son gases, son fáciles de condensar, de ahí su nombre. En la práctica, se puede decir que los GLP son una mezcla de propano y butano.

    El propano y butano están presentes en el petróleo crudo y el gas natural, aunque una parte se obtiene durante el refino de petróleo, sobre todo como subproducto de la destilación fraccionada catalítica (FCC, por sus siglas en inglés Fluid Catalytic Cracking).

    GLP en refinerías

    El proceso se inicia cuando el petróleo crudo procedente de los pozos petroleros llega a una refinación primaria, donde se obtienen diferentes cortes (destilados) entre los cuales se tienen gas húmedo, naftas o gasolinas, queroseno, gasóleos atmosféricos o diésel, y gasóleos de vacío.

    Estos últimos (gasóleos) de vacio son la materia prima para la producción de gasolinas en los procesos de craqueo catalítico. El proceso se inicia cuando estos se llevan a una planta FCC y, mediante un reactor primario a base de un catalizador a alta temperatura, se obtiene el GLP, gasolinas y otros productos más pesados. Esa mezcla luego se separa en trenes de destilación.

    GLP de gas natural

    El gas natural tiene cantidades variables de propano y butano que pueden ser extraídos por procesos consistentes en la reducción de la temperatura del gas hasta que estos componentes y otros más pesados se condensen.Los procesos usan refrigeración o turboexpansores para lograr temperaturas menores de -40º C necesarias para recobrar el propano. Subsecuentemente estos líquidos son sometidos a un proceso de purificación usando trenes de destilación para producir propano y butano líquido o directamente GLP.

    El GLP se caracteriza por tener un poder calorífico alto y una densidad mayor que la del aire.

    Usos del GLP

    Los usos principales del GLP son los siguientes:

    • Obtención de olefinas, utilizadas para la producción de numerosos productos, entre ellos, la mayoría de los plásticos.
    • Combustible para automóviles
    • Combustible de refinería.
    • Combustible doméstico (mediante bombonas o redes de distribución).

    ¿Qué es el Gas natural?

    El gas natural es una mezcla de gases que se encuentra frecuentemente en yacimientos fósiles, no-asociado (solo), disuelto o asociado con (acompañando al) petróleo o en depósitos de carbón. Aunque su composición varía en función del yacimiento del que se extrae, está compuesto principalmente por metano en cantidades que comúnmente pueden superar el 90 ó 95% (p. ej., el gas no-asociado del pozo West Sole en el Mar del Norte), y suele contener otros gases como nitrógeno, etano, CO2, H2S, butano, propano, mercaptanos y trazas de hidrocarburos más pesados. Como ejemplo de contaminantes cabe mencionar el gas no-asociado de Kapuni (NZ) que contiene hasta 49% de CO2. Como fuentes adicionales de este recurso natural, se están investigando los yacimientos de hidratos de metano que, según estimaciones, pueden suponer una reserva energética muy superiores a las actuales de gas natural.

    Puede obtenerse también con procesos de descomposición de restos orgánicos (basuras, vegetales - gas de pantanos) en las plantas de tratamiento de estos restos (depuradoras de aguas residuales urbanas, plantas de procesado de basuras, de alpechines, etc.). El gas obtenido así se llama biogás.

    El gas natural que se obtiene debe ser procesado para su uso comercial o doméstico. Algunos de los gases que forman parte del gas natural extraído se separan de la mezcla porque no tienen capacidad energética (nitrógeno o CO2) o porque pueden depositarse en las tuberías usadas para su distribución debido a su alto punto de ebullición. Si el gas será criogénicamente licuado para su almacenamiento, el dióxido de carbono (CO2) solidificaría interfiriendo con el proceso criogénico. El CO2 puede ser determinado por los procedimientos ASTM D 1137 o ASTM D 1945. El propano, butano e hidrocarburos más pesados en comparación con el gas natural son extraídos, puesto que su presencia puede causar accidentes durante la combustión del gas natural. El vapor de agua también se elimina por estos motivos y porque a temperaturas cercanas a la temperatura ambiente y presiones altas forma hidratos de metano que pueden obstruir los gasoductos. Los compuestos de azufre son eliminados hasta niveles muy bajos para evitar corrosión y olores perniciosos, así como para reducir las emisiones de compuestos causantes de lluvia ácida. La detección y la medición de H2S se puede realizar con los métodos ASTM D2385 o ASTM D 2725. Para uso doméstico, al igual que al butano, se le añade unas trazas de metil-mercaptano, para que sea fácil detectar una fuga de gas y evitar su ignición espontánea.

    Generación de CO2

    La combustión del gas natural, al ser un combustible fósil, produce un aporte neto de CO2 a la atmósfera. Esto le diferencia de otros combustibles más sostenibles como la biomasa, donde la tasa de carbono orgánico producido por unidad de carbono inorgánico emitido durante su combustión es casi igual a uno. Sin embargo, el gas natural produce mucho menos CO2 que otros combustibles como los derivados del petróleo, y sobre todo el carbón. Además es un combustible que se quema más limpia y eficazmente.

    La razón por la cual produce poco CO2 es que el principal componente, metano, contiene cuatro átomos de hidrógeno y uno de carbono.

    Como ventaja añadida es un combustible más versátil, que puede utilizar en sistemas de generación más eficientes como el ciclo combinado o la pila de combustible y su obtención es más sencilla en comparación con otros combustibles. Sin embargo, su contenido energético por unidad de volumen es bajo en comparación con otros combustibles.

    Se encuentra concentrado en las mismas bolsas y huecos subterráneos que el petróleo por lo que tarda tambien mucho tiempo en producirse.

    Generación de energía

    El gas natural puede ser empleado para producir hidrógeno que se puede utilizar en los vehículos de hidrógeno.

    1 Nm3 (metro cúbico en condiciones normales, 0ºC de temperatura y 1 atmósfera de presión) de gas natural produce aproximadamente 10,4 kWh.

    ¿Qué es el Biogás?

    El biogás es un gas combustible que se genera en medios naturales o en dispositivos específicos, por las reacciones de biodegradación de la materia orgánica, mediante la acción de microorganismos, (bacterias metanogénicas, etc...), y otros factores, en ausencia de aire (esto es, en un ambiente anaeróbico). Cuando la materia orgánica se descompone en ausencia de oxígeno, actúa este tipo de bacterias, generando biogás.

    El biogás por descomposición anaeróbica

    La producción de biogás por descomposición anaeróbica es un modo considerado útil para tratar residuos biodegradables ya que produce un combustible de valor además de generar un efluente que puede aplicarse como acondicionador de suelo o abono genérico. El biogas tiene como promedio un poder calorífico entre 4.500 a 5.600 (cinco mil seiscientos) kilocalorias por metro cúbico. Este gas se puede utilizar para producir energía eléctrica mediante turbinas o plantas generadoras a gas, en hornos, estufas, secadores, calderas, u otros sistemas de combustión a gas, debidamente adaptados para tal efecto. Se llama biogas a la mezcla constituida por metano CH4 en una proporción que oscila entre un 50% a un 70% y dióxido de carbono conteniendo pequeñas proporciones de otros gases como hidrógeno, nitrógeno y sulfuro de hidrógeno.

    ¿Pero qué es un biodigestor?

    Un biodigestor es un sistema natural que aprovecha la digestión anaerobia (en ausencia de oxigeno) de las bacterias que ya habitan en el estiércol, para transformar este en biogás y fertilizante. El biogás puede ser empleado como combustible en las cocinas, o iluminación, y en grandes instalaciones se puede utilizar para alimentar un motor que genere electricidad. El fertilizante, llamado biól, inicialmente se ha considerado un producto secundario, pero actualmente se esta considerando de la misma importancia, o mayor, que el biogás ya que provee a las familias campesinas de un fertilizante natural que mejora fuertemente el rendimiento de las cosechas.

    Los biodigestores familiares de bajo costo han sido desarrollados y están ampliamente implantados en países del sureste asiático, pero en Sudamérica, solo países como Argentina, Cuba, Colombia y Brasil tienen desarrollada esta tecnología. Estos modelos de biodigestores familiares, construidos a partir de mangas de polietileno tubular, se caracterizan por su bajo costo, fácil instalación y mantenimiento, así como por requerir sólo de materiales locales para su construcción. Por ello se consideran una ‘tecnología apropiada’.

    La falta de leña para cocinar en diferentes regiones de Bolivia hacen a estos sistemas interesantes para su difusión, divulgación y diseminación a gran escala. Las familias dedicadas a la agricultura, suelen ser propietarias de pequeñas cantidades de ganado (dos o tres vacas por ejemplo) y pueden, por tanto, aprovechar el estiércol para producir su propio combustible y un fertilizante natural mejorado. Se debe considerar que el estiércol acumulado cerca de las viviendas supone un foco de infección, olores y moscas que desaparecerán al ser introducido el estiércol diariamente en el biodigestor familiar. También es importante recordar la cantidad de enfermedades respiratorias que sufren, principalmente las mujeres, por la inhalación de humo al cocinar en espacios cerrados con leña o bosta seca. La combustión del biogás no produce humos visibles y su carga en ceniza es infinitamente menor que el humo proveniente de la quema de madera.

    En el caso de Bolivia, donde existen tres regiones diferenciadas como altiplano, valle y trópico, esta tecnología fue introducida en el año 2002 en Mizque, (2200 m.s.n.m. Cochabamba) como parte de la transferencia tecnológica a una ONG cochabambina. Desde entonces, en constante colaboración por Internet con instituciones de Camboya, Vietnam y Australia y la ONG de Cochabamba, estos sistemas han sido adaptados al altiplano. La primera experiencia fue en el año 2003 instalando un biodigestor experimental a 4100 m.s.n.m. que aprovechaba el efecto invernadero. Este diseño preliminar sufrió un desarrollo para abaratar costes y adaptarlo a las condiciones rurales manteniendo el espíritu de tecnología apropiada.

    Son tres los límites básicos de los biodigestores: la disponibilidad de agua para hacer la mezcla con el estiércol que será introducida en el biodigestor, la cantidad de ganado que posea la familia (tres vacas son suficientes) y la apropiación de la tecnología por parte de la familia.

    Los biodigestores familiares de bajo costo

    Este modelo de biodigestor consiste en aprovechar el polietileno tubular (de color negro en este caso) empleado en su color natural transparente en capas solares, para disponer de una cámara de varios metros cúbicos cerrada herméticamente. Este hermetismo es esencial para que se produzcan las reacciones biológicas anaeróbias.

    El film de polietileno tubular se amarra por sus extremos a tuberías de conducción, de unas seis pulgadas de diámetro, con tiras de liga recicladas de las cámaras de las ruedas de los autos. Con este sistema, calculando convenientemente la inclinación de dichos tuberías, se obtiene un tanque hermético. Al ser flexible el polietileno tubular es necesario construir una ‘cuna’ que lo albergue, ya sea cavando una zanja o levantando dos paredes paralelas. Una de las tuberías servirá como entrada de materia prima (mezcla de estiércol con agua de 1:4). En el biodigestor se alcanza finalmente un equilibrio de nivel hidráulico, por el cual, según la cantidad de estiércol mezclado con agua que se introduzca, saldrá una determinada cantidad de fertilizante por la tubería del otro extremo.

    Debido a la ausencia de oxígeno en el interior de la cámara hermética, las bacterias anaerobias contenidas en el propio estiércol comienzan a digerirlo. Primeramente se produce una fase de hidrólisis y fermentación, posteriormente una acetogénesis y finalmente la metanogénesis por la cual se produce metano. El producto gaseoso llamado biogás, realmente tiene otros gases en su composición como son dióxido de carbono (20-40%), nitrógeno molecular (2-3%) y sulfhídrico (0,5-2%), siendo el metano el más abundante con un 60-80%.

    La conducción de biogás hasta la cocina se hace directa, manteniendo todo el sistema a la misma presión: entre 8 y 13 cm de columna de agua dependiendo la altura y el tipo de fogón. Esta presión se alcanza incorporando en la conducción una válvula de seguridad construida a partir de una botella de refresco. Se incluye un ‘tee’ en la conducción, y mientras sigue la línea de gas, el tercer extremo de la tubería se introduce en el agua contenido en la botella de 8 a 13 cm. También se añade un reservorio, o almacén de biogás, en la conducción, permitiendo almacenar unos 2 a 3 metros cúbicos de biogás.

    Estos sistemas adaptados para altiplano han de ser ubicados en ‘cunas’ enterradas para aprovechar la inercia térmica del suelo, o bien dos paredes gruesas de adobe en caso que no se pueda cavar. Además se les encierra a los biodigestores en un invernadero de un sola agua, apoyado sobre las paredes laterales de adobe. En el caso de biodigestores de trópico o valle, el invernadero es innecesario pero se ha de proteger el plástico con una semisombra.

    Los costes en materiales de un biodigestor pueden variar de 110 dólares para trópico a 170 dólares para altiplano, ya que en la altura tienen mayores dimensiones y requieren de carpa solar.

    Adaptación de los biodigestores

    Los biodigestores han de ser diseñados de acuerdo a su finalidad, a la disposición de ganado y tipo, y a la temperatura a la que van a trabajar. Un biodigestor puede ser diseñado para eliminar todo el estiércol producido en una granja de cerdos, o bien como herramientas de saneamiento básico en un colegio. Otro objetivo sería el de proveer de cinco horas de combustión en una cocina a una familia, para lo que ya sabemos que se requieren 20 kilos de estiércol fresco diariamente. Como se comentó anteriormente, el fertilizante líquido obtenido es muy preciado, y un biodigestor diseñado para tal fin ha permitir que la materia prima esté mayor tiempo en el interior de la cámara hermética así como reducir la mezcla con agua a 1:3.

    La temperatura ambiente en que va a trabajar el biodigestor indica el tiempo de retención necesario para que las bacterias puedan digerir la materia. En ambientes de 30 ºC se requieren unos 10 días, a 20 ºC unos 25 y en altiplano, con invernadero, la temperatura de trabajo es de unos 10 ºC de media, y se requieren 55 días de tiempo de retención. Es por esto, que para una misma cantidad de materia prima entrante se requiere un volumen cinco veces mayor para la cámara hermética en el altiplano que en el trópico.

    Lecciones aprendidas en divulgación y diseminación

    En todo este proceso de desarrollo, divulgación y diseminación de esta tecnología en Bolivia hay varias lecciones aprendidas.

    La introducción de los biodigestores en una familia significa que ya no se requiere buscar leña diariamente para cocinar, tarea normalmente asignada a las mujeres y niños. Por ello es necesario que sea la mujer la que se apropie de la tecnología como nuevo combustible para cocinar. Incluso para hacer las cocinas de biogás se han adaptado las cocinas tradicionales de barro mejorado para que la combustión de biogás sea más eficiente. Esta liberación de la carga de trabajo de las mujeres implica mayor disponibilidad de tiempo para otros usos productivos, capacitación, participación social, etc. Por otro lado, la producción de fertilizante despierta mayor interés en el hombre, ya que suele ocuparse de los cultivos, y por tanto es importante capacitarle convenientemente en su uso de forma que él también se apropie de la tecnología que le provee de un fertilizante ecológico y natural. Los niños y niñas también es importante tenerlos en cuenta, y hacerlos partícipes como parte de la familia, evitando que en juegos o vandalismo, pudieran dañar el biodigestor.

    La estrategia para la divulgación y diseminación de esta tecnología que se ha visto más acertada es a través de biodigestores demostrativos. Esto es, instalar uno o dos biodigestores por comunidad, en una granja municipal si hay interés de las autoridades o en granjas o centros educacionales ‘modelo’ que existan, de forma que los vecinos vean su funcionamiento, manejo y beneficios. Esta estrategia no es agresiva y se da a conocer una tecnología nueva, de modo que las familias tendrán información y criterios propios para decidir la conveniencia de introducir, o no, un biodigestor en sus viviendas y manejo agropecuario. En posteriores visitas a las comunidades se puede hacer ya una diseminación mayor a las familias interesadas.

    Una lección de última hora aprendida es introducir los biodigestores demostrativos en dos familias a la vez en una comunidad, de forma que se genera un apoyo mutuo entre ambas familias en cuanto a trabajo, dudas y transmisión de conocimiento.

    La participación de la familia en toda la instalación de biodigestor ayuda a su apropiación y entendimiento de la tecnología. Se han dado casos en los que la familia ha desmontado y vuelto a montar un biodigestor por considerar otra ubicación más idónea, o para repararlo. El trabajo propio de la familia cavando la zanja que servirá de ‘cuna’, instalando la línea de biogás desde el biodigestor hasta la cocina es importante valorarlo.

    Cuando un biodigestor se instala se realiza su primer llenado con gran cantidad de estiércol y agua, hasta que el lodo interior tape las bocas de las tuberías de entrada y salida para asegurar una atmósfera anaeróbia. Es importante hacer un seguimiento posterior, puesto que el biodigestor tardará tantos días como tiempo de retención se haya considero para entrar en plena producción de biogás y fertilizante. En el caso del altiplano esto puede suponer dos meses cargando diariamente un biodigestor que aun no da los productos esperados, y por tanto es necesario acompañar y apoyar a la familia en este proceso para que no se siente que el trabajo es vano.

    Es importante aprovechar las estructuras sociales propias de cada lugar, como por ejemplo la asociación de productores de leche local u otros tipos de asociaciones. De esta manera ya existe una forma de represtación, de comunicación, convocatoria y de control interno que no es necesario generar con cada nuevo proyecto.

    En caso de existir subvenciones monetarias para adquirir los materiales, ya sea por parte de ONGs, municipios o cualquier otro tipo de ayuda, nunca ha de ser total, y por tanto hay que hacer partícipe a la familia en los costos. Es importante que la familia no solo ponga parte de la mano de obra para la construcción de la ‘cuna’, sino que además aporte dinero. Esta cantidad de dinero puede ser variable de acuerdo al contexto social, pero es recomendable que no sea inferior a los 30$us. De esta forma las familias que decidan instalar un biodigestor, lo harán en un grado muy importante de apropiación de la tecnología, además que obliga a la institución o promotor a tener una responsabilidad y dar garantía en los materiales empelados y en el funcionamiento del sistema. De otro modo, tanto la apropiación de la tecnología por parte de la familia así como el compromiso del buen hacer del instalador pueden ser menores.

    Talleres de difusión de la tecnología

    Disponiendo de una tecnología apropiada, de gran potencial en Bolivia, pero de poca difusión, divulgación y diseminación, la mejor forma de comenzar es a través de talleres prácticos. El objetivo de estos talleres es capacitar a personas en el diseño, instalación, propuesta y ejecución de proyectos de diseminación de biodigestores.

    Los talleres se plantean de forma intensiva con una duración de tres días. El primer día se tratan los conceptos biológicos que rigen este sistema natural, se dan las claves y parámetros para su diseño según el objetivo del biodigestor (generación de biogás, producción de fertilizante o de manejo de residuos orgánicos por criterios medioambientales). Además se invita a personas con experiencia en biogás, proyectos de biodigestores, manejo del fertilizante, etc. para que compartan sus experiencias con los asistentes.

    El segundo día resulta el más interesante, ya que se traslada a los participantes a alguna comunidad campesina cercana para la instalación de un biodigestor. Previamente la familia ya ha construido la ‘cuna’ donde se albergará el biodigestor. Durante una mañana se trabaja junto con los participantes y la familia en la instalación, paso por paso, del biodigestor. Este día sirve de clase práctica al taller, no solo en cuanto a tecnología, sino también en la capacitación de la familia en su construcción, manejo y mantenimiento.

    Y el tercer día se imparten clases sobre la ejecución de proyectos, su identificación, planificación, presupuestos y forma de diseminación y ejecución. A la tarde, en una mesa redonda entre todos los participantes, se plantea las formas de financiamiento y sostenibilidad de esta tecnología a medio plazo en Bolivia. Además se realiza un mapeo nacional de los primeros proyectos que coordinarían las instituciones participantes en el taller.

    A partir de estos talleres son varias las instituciones que deciden incorporar a los biodigestores familiares de bajo costo en sus programas de desarrollo rural. Es importante subvencionar inicialmente la tecnología.

    ¿Qué es el Gas de alumbrado?

     Con el nombre de gas de alumbrado, gas de hulla o gas de coque, y en algunos países gas ciudad, se designan a las mezclas de gases combustibles que arden con llama luminosa y que se forman por destilación seca de hulla o carbón de piedra, sin aire, a temperaturas de 1200 a 1300 °C. También pueden emplearse para obtenerlo otros materiales, como la madera. Esta tecnología fue empleada antes del desarrollo de la explotación y conducción del gas natural desde el yacimiento hasta los grandes consumindores. En 2006 se produce a SinteGas, (del inglés SynGas, synthesis & gas), para usos petroquímicos, desde el propio gas natural:

    CH4 + H2O → CO + 3 H2

    Antecedentes

    1727: el concepto de un gas inflamable a partir del carbón o de otras materias orgánicas surge con Stephen Hales, párroco inglés. En su libro Vegetable Staticks, de "... al calentar carbón en un recipiente sellado emitía un "aire inflamable"..."

    1801: el Ing. francés Philippe Lebon demostró en una vivienda de París que este gas se podía usar para calentar y para alumbrar, y que se podía conducir de la fábrica a los consumidores mediante tuberías empotradas, pero sus experimentos despertaron poco entusiasmo y llegaron a su fin en 1804, cuando es asesinado en los Campos Elíseos.

    1792: el mecánico escocés William Murdoch logra alumbrar una casa en Redruth (Cornwall). En 1802 instaló antorchas de gas en cada extremo del edificio principal de los Ings. Boulton y Watt, en Birmingham, para los que trabajaba. La compañía comercializó el sistema y efectuó su primera venta cuando los propietarios de una importante industria textil de Lancashire instalaron 900 luces de gas para iluminar la fábrica.

    La luz de gas transformó la vida en el siglo XIX: iluminó el hogar, prolongó el día y civilizó las calles, que dejaron de ser peligrosas durante la noche. Sin embargo, las primeras lámparas de gas distaban mucho de ser agradables: olían mal, sólo emitían un débil resplandor amarillento y en habitaciones pequeñas calentaban la atmósfera y la hacían irrespirable.

    1885: el físico austríaco Carl Auer, hijo del director de la imprenta Imperial de Viena, hace más eficiente la luz de gas. Coloca alrededor de la llama un manguito de gasa impregnada de torio y óxido de cerio, éste se hacía incandescente, aumentando la intensidad luminosa. El manguito incandescente condujo a la popularidad de la luz de gas a finales del s. XIX y principios del XX, antes de que fuese desplazada por el alumbrado eléctrico de Edison y Swan, aunque siguió empleándose como combustible para la calefacción doméstica e industrial. El gas de hulla también resulta una importante fuente de energía mecánica en los motores de gas.

    Composición

    Tal como llega al usuario, tiene aproximadamente la siguiente composición: hidrógeno 45,0 %; metano 35 %; etileno 4 %; monóxido de carbono 8 %; dióxido de carbono 2 %; nitrógeno 5,5 % y oxígeno 0,5%

    Fabricación

    Para fabricarlo se destila la hulla en retortas de material refractario, a temperaturas de 1200 a 1300°C, sin contacto con el aire. Los productos volátiles, gases y vapores, pasan de las retortas a un colector, que contiene alquitrán y agua. En las retortas queda coque como residuo. En el colector, los gases y vapores destilados condensan agua y alquitrán. Después, aún impuros y calientes, pasan a otros condensadores, donde queda el resto de alquitrán y de amoníaco. En las fábricas modernas, después de separar de los gases la totalidad de alquitrán, se hacen pasar por lavadores (scrubbers), donde se elimina el sulfuro de hidrógeno y otras impurezas. Finalmente, se elimina con purificadores el total del sulfuro de hidrógeno y demás impurezas.

    El gas procedente de las fábricas se almacena en grandes depósitos cilíndricos llamados gasómetros, de donde, regulada su presión, pasa a las cañerías para el consumo. En algunas ciudades todavía quedan ejemplos de fabricas de gas, como en el caso de la ciudad de Tortosa, en la provincia de Tarragona, donde todavia se puede apreciar desde la calle, donde antes estaba la fábrica y ahora el colegio de educación primária "La Mercè", el depósito de gas que abastecía la ciudad.

    Subproductos

    De la fabricación del gas de hulla se cuentan el alquitrán de hulla , el coque y el amoníaco. De 1 tonelada de carbón mineral se extrae: gas de alumbrado 280 a 330 m³; alquitrán, 51 kg; amoníaco 3 kg; coque 520 kg

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