Antecedentes de la diseminación de biodigestores en Bolivia

Bolivia tuvo experiencias con biodigestores, principalmente en la Universidad Mayor de San Simón de Cochabamba, en los años 80 y 90, pero los sistemas desarrollados estaban construidos de ladrillo y cemento, formando grandes bóvedas enterradas, lo que encarecía mucho su instalación y por tanto su alcance a la población objetivo más empobrecida. Los límites de esa tecnología era su restringida accesibilidad, ya que sólo salían rentables en grandes instalaciones de ganado (por encima de las 50 cabezas de ganado vacuno), además de que gran parte del país sufre micro terremotos y esto puede dañar la estructura interna de las bóvedas, de forma que se provocan grietas y escapes de biogás. De estas experiencias se acumuló mucha bibliografía y estudios muy interesantes, tanto en diseño como en uso y aplicaciones del biogás y fertilizante líquido producido.

¿Pero que 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 implementados en países del sureste asiático, pero en Sudamérica, solo países como 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 (Botero y Preston 1987). 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 (Figura 1).

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 (Figura 2).

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 (Figura 3).

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 carpas solares, para disponer de una cámara de varios metros cúbicos herméticamente aislada. Este hermetismo es esencial para que se produzca la reacciones biológicas anaeróbias (Botero and Preston 1987).

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, tanta cantidad de estiércol mezclado con agua es agregada, tanta cantidad de fertilizante sale 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, soportado sobre las paredes laterales de adobe (Figura 4).

 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 160 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 (Figura 5), 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  de 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 mima 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 considerado 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 sienta que el trabajo es en 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 representación, 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 empleados 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.

Difusión, divulgación y diseminación 

Esta triada de aspectos van relacionados entre sí. La diseminación de la tecnología con instalaciones demostrativas se convierte en el mejor mecanismo de divulgación entre las familias potencialmente interesadas. Para poder diseminar esta tecnología, y por tanto divulgarla, es necesario contar con actores capacitados en el diseño e instalación de biodigestores, y por tanto se requiere de talleres prácticos para ellos, como medio de difusión de la tecnología.

En una primera fase los talleres son dirigidos a profesionales del desarrollo rural, ya sean de ONGs, técnicos municipales, promotores rurales u otras instituciones, puesto que de esta forma la tecnología se disemina por todo el ámbito nacional. Cuanta más diseminación y divulgación, mayor demanda de personas capacitadas se requiere, y el objetivo último de todo este proceso es que la transferencia tecnológica se realice de campesino a campesino (Figura 6). Para ello es necesario generar modelos de biodigestores ya adaptados a cada ecoregión y uso, que vendrá dado con el tiempo y diseminación. 

 Los proyectos con biodigestores pueden incorporar nuevos elementos con los que se complementa muy bien. Un ejemplo es incluir una letrina que conecte su desagüe directamente con el biodigestor, de forma que se prescinde de fosa séptica o de manejo extra en el caso de las letrinas secas. También se puede incluir una mejora en la infraestructura ganadera, incorporando un piso de cemento con cierto desnivel a los corrales. La limpieza diaria de los corrales con agua, hará que esta arrastre el estiércol acumulado hasta el biodigestor, facilitando la carga y manteniendo un ambiente mucho más higiénico.

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 (Figura 7).

 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 plantean las formas de financiamiento y sostenibilidad de esta tecnología a mediano 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

Conclusiones 

• El objetivo último, a medio plazo, compartido por las instituciones es democratizar esta tecnología, apoyando inicialmente su divulgación y diseminación, teniendo como finalidad la difusión de la tecnología de campesino a campesino, sin necesitar de aportes o tutelajes externos, convirtiéndola en una herramienta que aporta salud e higiene tanto para la familia como para sus animales, que aporta una independencia energética, una mejora de la productividad agropecuaria y disminuye la carga de trabajo de las familias.

Agradecimientos 

La estrategia planteada en este articulo está siendo auspiciada y cofinanciada por la Cooperación Técnica Alemana, GTZ, a través del Componente de acceso a Servicios Energéticos-PROAGRO, y en su realización están participando diferentes instituciones como GVC, Municipalidad de Monteagudo, Universidad del Valle, Universidad Mayor de San Simón, Universidad Mayor San Francisco Xavier, ACRA, Complejo Solar, ADIO, TED, y comunidades y familias de todo Bolivia.

Bibliografía  

Botero R y Preston T R 1987  Biodigestor de bajo costo para la producción de combustible y fertilizante a partir de excretas: Manual para su instalación, operación y utilización'. CIPAV, Cali, Colombia http://www.utafoundation.org/publications/botero&preston.pdf

Received 9 October 2007; Accepted 18 October 2007; Published 12 December 2007

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