Reutilización de material orgánico para la producción de biogás

Objetivo del proyecto, problema a resolver y principales acciones

El principal objetivo del proyecto fue el de reutilizar alimentos que inevitablemente se desperdician, transformando esta materia orgánica en biogás y biofertilizante. El biogás para ser usado en la cocina de la escuela y el biofertilizante en nuestra huerta; una parte se vende en la comunidad escolar, generando ingresos.

Este proyecto nació como continuación de otro proyecto, JADes, que trabajó con el tema del desperdicio de alimentos en la escuela y su objetivo era el de reducir desperdicios. El club de ciencias TESLA al ver estos alimentos desechados decidió darles un destino más adecuado y dentro de las investigaciones realizadas dieron con el biodigestor y de ahí surgió la idea de construir un biodigestor casero, que además de transformar la materia orgánica en un biodigestor y biofertilizante estaba alineado con uno de los ODS que es producir energía limpia y renovable.

El proyecto fue idea de los jóvenes, que luego vinieron a mí. Las acciones fueron planificadas a partir de una encuesta para elegir el mejor modelo de biodigestor a construir. Una de las referencias utilizadas fue un artículo de Química Nova na Escola y todavía tenemos este prototipo. A partir de ahí verificamos la factibilidad del prototipo y vimos después, con la alianza formada con la Empresa 2E, que no era lo más viable y a partir de ahí llegamos al Biodigestor casero que tenemos hoy. Para ello, investigamos mucho sobre qué tipo de materiales se ajustaban mejor a la propuesta y con el menor costo posible. Aquí entra el apoyo económico que nos ofreció la empresa, ayudándonos a comprar todo el material necesario para construir los dos biodigestores que tenemos actualmente.

https://www.youtube.com/watch?v=2FWBWkA5uT4

Acceda a los materiales y referencias disponibilizados por el(a) profesor(a)

Profundización en el tema e involucramiento de la escuela y la comunidad local

Esta idea surgió principalmente para atender la demanda de nuestra escuela, pero durante el desarrollo se observó que, si se construía con materiales accesibles, se podía replicar en otras escuelas e incluso en las casas de los alumnos.

La participación de la comunidad fue directa y constante. Contamos con el apoyo de toda la comunidad escolar, ya que este proyecto dependía de la reducción de residuos, pues el biodigestor tiene una capacidad máxima de 2 kilos de alimentos diarios. Contamos con el apoyo de las señoras del comedor que separaron las sobras y a cambio lanzamos un recetario para la reutilización de restos de comida y lo pusimos a disposición de toda la comunidad escolar.

Contamos con el apoyo de la empresa 2E – Eficiencia Energética, que donó un Biodigestor Comercial y nos brindó mentorías. Clayss que nos dió apoyo financiero y mentoría para participar en el Proyecto Escuelas Solidarias en Brasil. Tuvimos el apoyo de muchos comerciantes locales.

El desarrollo de la solución

1º paso: Consiste en una profundización teórica sobre los principales temas a abordar a lo largo del proyecto, tales como:

• Investigación sobre modelos de biodigestores;
• Investigación sobre las etapas de la digestión anaeróbica;
• Contaminación y enfermedades transmitidas por la contaminación del aire;
• Efecto invernadero;
• Funciones inorgánicas;
• Reacciones químicas.
• Comportamiento de gases

El estudio teórico puede realizarse en libros de bachillerato, en obras literarias específicas o en artículos científicos disponibles en sitios de difusión académica (Scielo, Lilacs, Web of Science, y Periódicos CAPES). El tiempo estimado para este paso es de 8 lecciones.

2º paso: Investigación de los mejores materiales a utilizar en el montaje de un biodigestor casero, considerando la practicidad y bajo costo de los materiales (dando preferencia a los materiales reutilizables). El tiempo estimado para este paso es de 8 lecciones.

3º paso: Montaje del biodigestor casero utilizando los materiales elegidos y viendo las posibilidades más viables para la construcción del prototipo; siempre teniendo cuidado de mantener todas las conexiones bien selladas. El tiempo estimado para esta etapa es de 20 lecciones.

4º paso: Montaje del prototipo

5º paso: Para preparar la “trampa” usamos una solución de hidróxido de calcio al 20%, y la más reciente que usamos para este sistema fue un soporte de filtro de agua de pared. Tiene la función de captar los gases carbónicos y el sulfuro de hidrógeno producidos en la biodigestión.

6º paso: Con el prototipo listo, es hora de la activación – necesitamos bacterias anaeróbicas – y las encontramos en el estiércol de vaca. Para ello hubo que ir a un corral y conseguir este material muy fresco. Se llenó el biodigestor con agua, se agregó el estiércol y luego los restos de comida. El tiempo estimado para este paso es de 6 lecciones.

7º paso: El biodigestor debe ser alimentado diariamente, y si tiene una capacidad de 200L, se recomienda un máximo de 1 Kg de alimento por día. Este paso se extiende a lo largo del período de mantenimiento del prototipo.

8º paso: Para el monitoreo con la Plataforma Arduino se necesitan los siguientes sensores: temperatura, detección de gas metano, medidor de pH.

9º paso: Fase de prueba utilizando el primer prototipo, observando qué funcionó, haciendo ajustes y pensando qué corregir para la construcción de un segundo prototipo. Esta etapa se extiende a lo largo del período de desarrollo del prototipo y en paralelo con el posible segundo prototipo.

La construcción del prototipo

Tenemos dos biodigestores en prueba en nuestra escuela y cuando terminemos queremos replicar este modelo en las escuelas y en los hogares de las personas interesadas en esta tecnología.

Evaluación del proceso y de la solución desarrollada

En el proceso de evaluación se consideró lo siguiente:

• Asistencia de los estudiantes, recomendándose una participación mínima en el 75% del total de las reuniones;
• Presentación de seminarios temáticos;
• Elaboración de informes y artículos;
• Habilidad para comunicarse en público;
• Proactividad en la resolución de problemas que se presenten durante la práctica docente;
• Presentación de trabajos en eventos científicos, escolares, ferias científicas externas y concursos.

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