1. Trabajos finales de graduación de grado
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Item Estudio de mercado para la comercialización del biodigestor de pequeña y mediana escala en fincas pecuarias de la Región Central Sur, San José, Costa Rica(2023) Piedra Orozco, Michael Andrés; García Barquero, Manuel EnriqueItem Determinación de la cinética de reacción de los procesos biológicos llevados a cabo en los reactores ubicados en la planta de tratamiento de aguas residuales de una empresa procesadora de frutas y verduras(2022) Jiménez Mata, Rodolfo; Mora Gómez, Bernardo HernánItem Evaluación del efecto de mezcla de diferentes sustratos en la respuesta de biodigestión anaerobia para varios desechos orgánicos comunes(2017) Chacón Arce, Erick MauricioEl objetivo general del proyecto fue evaluar el efecto de mezcla de diferentes sustratos en la respuesta de biodigestión anaerobia para varios desechos orgánicos comunes. En primer lugar se seleccionaron los sustratos orgánicos para las pruebas los cuales fueron cáscaras de naranja, rastrojo de piña, residuos de sandía y hojas de coliflor. Se realizó un análisis proximal de estos residuos para determinar su contenido de celulosa, hemicelulosa, lignina, azúcares reductores, carbono y nitrógeno. Posteriormente, se realizaron las pruebas de biodigestión en reactores de 500 mL, por duplicado, para cada sustrato de forma individual y a dos tiempos de retención, 25 y 40 días. Las variables de respuesta fueron la DQO, el volumen de producción y la composición del biogás, y como medida de control, se determinaron los ST, SV y valor FOS/TAC. Como variables fijas se tomaron la temperatura, el volumen de los reactores, el pH y los sólidos totales. Luego de finalizado esta etapa se determinaron las proporciones de cada sustrato a usar en la siguiente etapa donde se trabajó con la mezcla de los residuos orgánico y se realizaron las pruebas de biodigestión para un solo tiempo de retención de 40 días. Las variables, en este caso, fueron iguales a las mencionadas anteriormente. Se obtuvo que en la etapa de los sustratos individuales, los tratamientos que presentaron los mejores resultados en cuanto a productividad, contenido de CH4 en el biogás y estabilidad de acidez en el reactor, fueron el rastrojo de piña y los residuos de sandía a un TRH de 40 días. Los demás tratamientos generaron un biogás poco aprovechable debido a su baja productividad y a su bajo contenido de CH4. Para la segunda etapa, se obtuvo que el biogás producido por la mezcla 1, cuya composición es mayoritariamente rastrojo de piña y residuos de sandía, fue la de mayor contenido de CH4, siendo de un 62,5%. Luego se compararon ambas etapas, y se obtuvo...Item Producción de biogás a partir de residuos orgánicos en microreactores operados a dos temperaturas(2014) Murillo Roos, Mariana; Uribe Lorío, LidiethDe frente a la creciente demanda energética y a la elevada generación de residuos orgánicos en las actividades agropecuarias, resulta de gran interés la búsqueda de alternativas que permitan obtener energía a partir de la biomasa. La digestión anaerobia llevada a cabo en biodigestores, constituye una opción interesante ya que, con el adecuado acompañamiento, puede disminuir los costos energéticos de un sistema productivo, mitigar los problemas generados por la incorrecta deposición de los residuos, e incluso, puede significar un aporte económico para quién los opera. No obstante, para asegurar el adecuado funcionamiento de los biodigestores es necesario realizar pruebas a pequeña escala y optimizar las condiciones de operación. En el presente estudio se caracterizó el proceso de digestión anaerobia de tres proporciones de mezcla de estiércoles : mezcla de restos de comida (100:0, 90:10 y 80:20) y dos temperaturas de trabajo (35 ºC y 5O ºC), utilizando un arreglo factorial con 2 repeticiones por tratamiento. La mezcla de estiércoles estuvo constituida por gallinaza y boñiga de vaca, y la mezcla de restos de comida consistió en comida fresca (frutas y vegetales) y comida preparada. Todas las proporciones se diluyeron a 5% de sólidos totales. La unidad experimental consistió en botellas de medio de cultivo de 1L con 5OO mL de mezcla. El ensayo se corrió por 5 tiempos de retención hidráulica (TRH), de veinte días cada uno, y durante este tiempo, se evaluó el pH, la producción diaria de biogás, la composición del biogás, los sólidos totales, volátiles y fijados y el contenido de ácidos grasos volátiles. Durante los primeros tres TRH fue necesario ajustar el pH de los sistemas a un valor neutro utilizando NaOH y se observó que a mayor contenido de restos de comida, mayor volumen de base fue requerido. La conversión de los sustratos en biogás fue mayor en los sistemas de proporción 80:20 (329 ± 21 m3 biogás/tonST/día)Item Análisis y optimización del requerimiento energético de un sistema integrado de tratamiento de residuos húmedos para la extracción de productos de alto valor comercial(2018) Mora Corrales, Luis Alonso; Bustamante Román, MauricioLa Estación Experimental Agrícola Fabio Baudrit Moreno de la Universidad de Costa Rica, ubicada en el distrito de San José, cantón central de la provincia de Alajuela, cuenta con un sistema integrado de tratamiento de residuos húmedos a partir de biodigestión anaeróbica termofílica, con el que se generan productos de alto valor comercial como biogás y fertilizante. El biogás es utilizado como fuente para generación de energía eléctrica o calórica para autoconsumo y el fertilizante es utilizado como mejorador de suelos de cultivo. El presente proyecto tiene como objetivo establecer un modelo matemático que pueda ser utilizado para simular dinámicamente el comportamiento termodinámico de un sistema de aprovechamiento de energía solar, en el Sistema Integrado de Tratamiento de Residuos Húmedos de la Estación Experimental Agrícola Fabio Baudrit Moreno, para implementar un uso eficiente de la energía en el sistema. El modelo fue validado utilizando datos de temperatura recolectados en campo durante una semana del mes de febrero de 2016. Utilizando el modelo propuesto se simuló dinámicamente la unidad de aprovechamiento de energía solar para un año completo utilizando como variables de entrada datos meteorológicos del año 2016, contemplando tres diferentes escenarios respecto a la configuración en el funcionamiento del sistema: 1) utilizando 36 m2 de colectores solares, 2) utilizando 24 m2 de colectores solares y 3) utilizando 12 m2 de colectores solares. Se determinó que un área de colección solar de 24 m2 es suficiente para mantener un digestor anaeróbico de 17 m3 ubicado en el distrito San José de Alajuela, Costa Rica, a temperaturas termofílicas (45 ºC ± 3 ºC) durante todo un año. Con esta área de colección solar el promedio anual de energía térmica recolectada es de 38 000 kJ y la energía eléctrica promedio anual consumida por el sistema es de 96,7 kW-h. El modelo propuesto en este proyecto...Item Elaboración de una propuesta para el tratamiento de residuos sólidos urbanos por procesamiento mecánico-biológico para los cantones urbanos de Heredia(2017) Álvarez Méndez, Sebastián; Mora Gómez, Bernardo HernánEl documento adjunto se desarrolló con el fin de plantear un perfil de proyecto para el tratamiento de los residuos sólidos municipales de los cantones de Heredia, San Rafael, San Isidro y San Pablo por medio de tratamiento mecánico-biológico. Esto se realizó a solicitud de la Empresa de Servicios Públicos de Heredia SA. La primera etapa del proyecto se enfocó en la cuantificación de los residuos municipales de dichos cantones y los estudios de composición. Esto se llevó a cabo con el fin de determinar el volumen de trabajo que podría tener la planta. Se implementaron conocimientos de separación mecánica, digestión anaerobia para lograr determinar la capacidad de operación de los distintos equipos que conforman la planta y así mismo determinar la capacidad instalada de la misma. Con la capacidad de material que puede recibir se efectuó una posible localización de la planta bajos diversos criterios. Se investigó posibles receptores del material valorizable y la posible tendencia de la oferta de la planta para los siguientes 10 años. Bajo este marco se logró determinar que la planta podría tener una capacidad diaria de tratamiento de 182 toneladas por día para la planta de separación mecánica y 90 toneladas por día para la parte de tratamiento biológico. Dada la falta de datos para la caracterización de la fracción orgánica de los cantones del proyecto, se estimó con base en estudios de composición que la humedad promedio podría ser de al menos 80 %. Con base en estas suposiciones se recomienda el uso de un digestor de una sola etapa y que podía operar bajo condiciones secas y húmedas dependiendo del acondicionamiento de la materia prima.Item Evaluación de la producción de biogás por medio de la biodigestión anaerobia semicontinua utilizando residuos del beneficiado del café como sustrato(2015) Rojas Sossa, Juan Pablo; Solís Ramírez, Kattia de los ÁngelesCon el fin de dar un aporte a la investigación sobre la valorización de los residuos producidos en los beneficiados del café, se realizó este estudio, que observó el comportamiento de los residuos del café, en un proceso de biodigestión anaerobia semicontinua. Para ello se elaboraron dos experimentos. En el primero, se planteó como objetivo determinar el tiempo de retención hidráulica (TRH) y la temperatura de operación más adecuada. Con un TRH de 15 días y 25 días y una temperatura de 35 °C y 50 °C. Para el segundo experimento se evaluó la producción de biogás, se utilizaron diferentes proporciones de masa de los residuos del beneficiado, se aumentó el contenido de mucílago (M1 = 7,1 %; M2 = 49,9 %; M3 = 90,8 %), y se disminuyó la proporción de pulpa (M1 = 18 %; M2 = 10,2 %; M3 = 2,5 %). Luego se evaluaron los resultados experimentales con un balance de masa y energía (BME) para obtener los rendimientos energéticos del proceso por masa seca, y por fanega de café fruta. En el primer experimento se operaron, reactores piloto alimentados con una mezcla obtenida del balance de masa del beneficiado con un arreglo factorial para compararlos, siendo inoculados con un 50 % del volumen inicial del reactor. Durante 100 días, los reactores no llegaron a estabilizarse. Esta condición generó baja productividad en los reactores y una calidad de metano no aprovechable. A razón de esta experiencia, se realizó el segundo experimento, con reactores piloto por 60 días y con un tiempo de retención hidráulica de 30 días a 35 °C e inoculados con 100 % del volumen inicial, y se evaluó la producción de biogás a diferentes proporciones de masa de los residuos en las mezclas. Se observaron diferencias en la producción de gas acumulada (M1 = 10 051,5A mL; M2 = 15 778,3B mL; M3 = 19 459,3C mL) para los reactores, y aumentaron los contenidos de CH4 y la reducción de sólidos, con valores adecuados para el aprovechamiento energético. Además...