Grama de áreas verdes públicas como fonte alternativa de energia renovável em países tropicais

Grama de áreas verdes da cidade tropical de Palmira (Colômbia) foi analisada para determinar seu potencial para produzir energia renovável através da digestão anaeróbia. Após os trabalhos de poda, foi recolhido material fresco em vários pontos da cidade formando uma amostra final. A amostra foi caracterizada, identificando-se nove espécies de gramíneas representativas cujo conteúdo nutricional foi determinado. Numa primeira experiência, foi realizado um teste de potencial bioquímico de metano a 37°C durante 60 dias. Logo, num teste por lotes, otimizou-se a produção de metano por meio da variação da concentração de sólidos totais. A produção final de metano da grama foi de 0,327m3CH4/kgSVadicionado, o que é comparável com o relatado na literatura para silagem de erva. Uma remoção dos sólidos voláteis de 44% foi observada, em conjunto com uma remoção de 45% de celulose, 12% de hemicelulose e 4% de lignina. O rendimento máximo de metano obteve-se a partir de uma concentração de 4% de sólidos totais, sendo um valor que pode ser recomendado num processo de digestão anaeróbia convencional, embora sejam necessários mais testes. Ao final a digestão anaeróbia apresenta-se como uma operação econômica e simples para o tratamento de resíduos de poda em um país tropical como a Colômbia.Grass from public green spaces of the tropical city of Palmira (Colombia) was analyzed to determine its potential to produce renewable energy trough anaerobic digestion. After pruning labor, grass samples were taken fresh in a representative way to form a big final sample. This sample was characterized and the grass species contained therein were identified. In a first experiment, a standard biochemical methane potential test was carried out at 37°C during 60 days. In a subsequent batch experiment, methane yield was optimized in terms of total solid concentration. Nine representative grass species were identified along with their nutritional content. It was found that the ultimate methane yield of the grass examined is 0.327 m3CH4/kgVSadded, which is comparable with that reported for grass silage. A volatile solids removal of 44 % was observed, and a removal of 45% cellulose, 12% hemicellulose, 4% lignin was found at the end of the experiment. Maximum methane yield was obtained at 4% of total solids, which may be recommended in a conventional anaerobic digestion process. Although more research is needed, this research showed that an economical and simpler operation can be suggested for the digestion of fresh grass in a tropical country like Colombia.Se avaluó pasto de las áreas verdes públicas de la ciudad de Palmira (Colombia) para determinar su potencial para producir energía renovable a través de la digestión anaerobia. Después de realizados los trabajos de poda, se tomaron pequeñas muestras de pasto fresco para formar una muestra final representativa. La muestra se caracterizó y se identificaron las especies de gramíneas contenidas. En un primer experimento, se realizó una prueba del potencial bioquímico de metano a 37°C, durante 60 días. En una siguiente prueba por lotes, se optimizó la producción de metano en términos de la concentración de los sólidos totales. Se identificaron nueve especies de gramíneas representativas en la muestra y se estableció su contenido nutricional. La producción de metano final del pasto fue de 0,327m3CH4/kgSVadicionado, resultado comparable con lo encontrado en la literatura para pasto ensilado. La remoción de sólidos volátiles observada fue de 44%, y se registró una remoción del 45% de celulosa, 12% de hemicelulosa y 4% para la lignina. El mayor rendimiento de producción de metano se produjo con el 4% de sólidos totales. Este valor se puede recomendar en un proceso de digestión anaerobia convencional; sin embargo, se requiere continuar la investigación con el fin de determinar las condiciones de operación a escala real. La digestión anaerobia de pasto junto con otros residuos orgánicos urbanos podría convertirse en una opción sostenible para el manejo ambientalmente seguro de residuos orgánicos y para la producción de energía renovable en un país tropical como Colombia

Grama de áreas verdes públicas como fonte alternativa de energia renovável em países tropicais

Grass from public green spaces of the tropical city of Palmira (Colombia) was analyzed to determine its potential to produce renewable energy trough anaerobic digestion. After pruning labor, grass samples were taken fresh in a representative way to form a big final sample. This sample was characterized and the grass species contained therein were identified. In a first experiment, a standard biochemical methane potential test was carried out at 37°C during 60 days. In a subsequent batch experiment, methane yield was optimized in terms of total solid concentration. Nine representative grass species were identified along with their nutritional content. It was found that the ultimate methane yield of the grass examined is 0.327 m3CH4/kgVSadded, which is comparable with that reported for grass silage. A volatile solids removal of 44 % was observed, and a removal of 45% cellulose, 12% hemicellulose, 4% lignin was found at the end of the experiment. Maximum methane yield was obtained at 4% of total solids, which may be recommended in a conventional anaerobic digestion process. Although more research is needed, this research showed that an economical and simpler operation can be suggested for the digestion of fresh grass in a tropical country like Colombia.Se avaluó pasto de las áreas verdes públicas de la ciudad de Palmira (Colombia) para determinar su potencial para producir energía renovable a través de la digestión anaerobia. Después de realizados los trabajos de poda, se tomaron pequeñas muestras de pasto fresco para formar una muestra final representativa. La muestra se caracterizó y se identificaron las especies de gramíneas contenidas. En un primer experimento, se realizó una prueba del potencial bioquímico de metano a 37°C, durante 60 días. En una siguiente prueba por lotes, se optimizó la producción de metano en términos de la concentración de los sólidos totales. Se identificaron nueve especies de gramíneas representativas en la muestra y se estableció su contenido nutricional. La producción de metano final del pasto fue de 0,327m3CH4/kgSVadicionado, resultado comparable con lo encontrado en la literatura para pasto ensilado. La remoción de sólidos volátiles observada fue de 44%, y se registró una remoción del 45% de celulosa, 12% de hemicelulosa y 4% para la lignina. El mayor rendimiento de producción de metano se produjo con el 4% de sólidos totales. Este valor se puede recomendar en un proceso de digestión anaerobia convencional; sin embargo, se requiere continuar la investigación con el fin de determinar las condiciones de operación a escala real. La digestión anaerobia de pasto junto con otros residuos orgánicos urbanos podría convertirse en una opción sostenible para el manejo ambientalmente seguro de residuos orgánicos y para la producción de energía renovable en un país tropical como Colombia.Grama de áreas verdes da cidade tropical de Palmira (Colômbia) foi analisada para determinar seu potencial para produzir energia renovável através da digestão anaeróbia. Após os trabalhos de poda, foi recolhido material fresco em vários pontos da cidade formando uma amostra final. A amostra foi caracterizada, identificando-se nove espécies de gramíneas representativas cujo conteúdo nutricional foi determinado. Numa primeira experiência, foi realizado um teste de potencial bioquímico de metano a 37°C durante 60 dias. Logo, num teste por lotes, otimizou-se a produção de metano por meio da variação da concentração de sólidos totais. A produção final de metano da grama foi de 0,327m3CH4/kgSVadicionado, o que é comparável com o relatado na literatura para silagem de erva. Uma remoção dos sólidos voláteis de 44% foi observada, em conjunto com uma remoção de 45% de celulose, 12% de hemicelulose e 4% de lignina. O rendimento máximo de metano obteve-se a partir de uma concentração de 4% de sólidos totais, sendo um valor que pode ser recomendado num processo de digestão anaeróbia convencional, embora sejam necessários mais testes. Ao final a digestão anaeróbia apresenta-se como uma operação econômica e simples para o tratamento de resíduos de poda em um país tropical como a Colômbia

Uso de energías renovables para el abastecimiento eléctrico en una comunidad rural

Ilustraciones, fotografíasEn Colombia la calidad de vida de muchas comunidades, especialmente las rurales, se ha visto afectada por la deficiencia en la cobertura de los servicios públicos básicos debido a las difíciles condiciones climáticas, topográficas, y a la falta de acciones institucionales y gubernamentales. A pesar de esta situación, las comunidades rurales colombianas han sido resilientes y han permanecido en sus territorios, logrando, a través de métodos artesanales, el abastecimiento de algunos servicios como es el caso de los acueductos comunitarios, para proveerse de agua potable, y las letrinas y pozos sépticos para sus aguas residuales. Si embargo, con la energía eléctrica es diferente pues es un servicio que difícilmente se puede suplir sin el apoyo técnico adecuado. Afortunadamente, los avances tecnológicos y una mayor consciencia ambiental, han permitido desarrollar alternativas para suplir las necesidades energéticas de las comunidades utilizando fuentes renovables de energía que no contaminan, son funcionales, replicables e independientes de la red energética de las ciudades. Las energías renovables de mayor acceso en los territorios rurales colombianos son la energía solar y la energía hidráulica (del agua). Gracias al aprovechamiento de estas energías renovables, diferentes comunidades han encontrado una alternativa para suplir sus requerimientos básicos de energía. Un ejemplo de este aprovechamiento en el uso de energías renovables es el de la comunidad de la vereda El Arenillo, zona rural de Palmira, municipio del Valle del Cauca. En la zona alta de esta vereda se abastecen de nergía eléctrica a través de un módulo aprovechando la energía solar y de una microturbina hidráulica (“mini” central hidroeléctrica) aprovechando la energía del agua que fluye por el acueducto comunitario. Esta cartilla se constituye en un manual que contiene la información técnica referente a los componentes, la operación y el mantenimiento necesarios, tanto del módulo “El Águila solar”, módulo que es de uso comunitario y libre; como de la microturbina hidráulica “La Elvira”, que provee energía eléctrica a 5 casas de la zona alta de la vereda. Se espera que esta cartilla sea una herramienta que contribuya a que el uso de la energía renovable en la comunidad El Arenillo perdure por muchos años.Introducción, Módulo “El Águila Solar”, Partes del módulo solar, Funcionamiento, Ventajas y desventajas, Mantenimiento, Sugerencias, Microturbina hidráulica “La Elvira”, Partes del sistema, Alimentación del sistema, Microturbina y generador, Salida del sistema, Sistema de distribución eléctrica, Funcionamiento, Mantenimiento, Recomendaciones y precauciones, Anexo, Bibliografía.1° ed

Reducing the environmental impact of wastewater screenings and producing valuable by-products through the application of anaerobic technologies

Wastewater screenings are a waste material that, without any possibility of recycling or reuse, currently are mainly landfilled or incinerated. Nevertheless, such material containing high percentage of organic matter, and thus a potential generator of GHGs, should ideally be diverted from landfill. Therefore, more environmentally-friendly disposal methods of screenings are urgently needed. This situation, coupled with the ongoing responsibility of the wastewater sector to reduce its carbon footprint and increase the use of renewable energy, prompted the idea of applying anaerobic digestion to screenings. Thus, by applying batch tests it was possible to establish the feasibility of digestion of screenings with a methane potential of 0.335 m3/kg VSapplied. Methane production over time could adequately be described by first-order kinetics and the hydrolysis rate constant was in the range of 0.061-0.173 o'. The differences in biodegradation rates from the materials contained in screenings were evidenced by a diauxic growth which could be simulated by the modified Gompertz non-linear model. A conventional CSTR process with an OLR of 2.5 kg VS/ m3/day and an HRT of 15 days produced a methane yield of 0.405 m3/kg VS applied , and showed that screenings have the sufficient buffer capacity to be digested without the need for pH correction. However, operational problems such as foaming and accumulation of solids severely limit the process from being taken to full-scale. Therefore, a flexible two-stage process was proposed, including a batch first stage with a leach bed reactor (LBR), which allows the acid digestion of screenings without any pretreatment or pH adjustment. Furthermore, a recirculation ratio of the leachate of 8 L/L reactor/day increased the acid I production by 11 % compared with 4 L/L reactor/day, and recovered 60% of nitrogen and 70% of phosphorus. It was also found that due to the content of biodegradable and cellulolytic materials in screenings their acidogenesis is inhibited at pH below 5.5. The co-digestion with FW favoured the hydrolysis of screenings while the co-digestion with the OFMSW increased the nitrogen recovery by 23%. When the LBR was coupled with a methaniser in a two-stage process, the methaniser was very stable, removing on average 90% of COD and 85% of VFAs and producing a maximum biogas yield of 0.410 m3/kg COD. This two-stage process allowed the recovery of 95% of the energy embedded in screenings, with 45% being transferred to the biogas. Thus, the digestion of screenings within an existing WWTP presents a positive energy balance; given that for each tonne of screenings digested there would be a gain of 490 kWh. This energy gain means that the digestion of screenings through the technology proposed herein would be not only an ecologically safe management alternative (saving 50 kg C02e per tonne of screenings digested), but also could become a cost-effective technology within the wastewater industry.EThOS - Electronic Theses Online ServiceGBUnited Kingdo

Cartilla para guías “El canto del agua”: Sendero Ecomágico

Cartilla ilustradaA medida que se toma conciencia sobre las crecientes problemáticas ambientales en el planeta surgen estrategias para que los seres humanos puedan vivir, desarrollarse y reducir los impactos negativos sobre el medio ambiente. Tal es el caso del sector turístico que poco a poco ha evolucionado en el desarrollo de nuevas formas que permiten el contacto y el disfrute respetuoso entre los territorios, el medio natural y los visitantes. Este hecho ha dado paso a la implementación de alternativas como el turismo de naturaleza, donde la principal motivación es “la observación y apreciación de la naturaleza, así como la conservación y valoración de las culturas tradicionales” (MinCIT, 2014, p.17). La vereda El Arenillo ubicada en la zona rural del municipio de Palmira es un lugar ejemplar como turismo de naturaleza. Desde el año 2020 la comunidad cuenta con el sendero de interpretación ambiental “El Canto del Agua”. El sendero se estableció a través de estrategias de Educación ambiental bajo el concepto de turismo rural que, de acuerdo con la Organización Mundial del Turismo, se basa en brindar a los visitantes “una impresión del entorno físico y humano de las zonas rurales y, en lo posible, permitir su participación en las actividades, costumbres y estilos de vida de la población” (MinCIT, 2014, p.18). Esta cartilla es una herramienta dirigida a las personas que desempeñarán el rol de guías del sendero identificado como El canto del agua, y para los habitantes de la vereda que se integren a la actividad de guiar, orientar o encaminar a los visitantes. Aquí se recopila la información sobre las estaciones, los personajes, las historias y las tecnologías presentes en la vereda El Arenillo; además, de los puntos claves para tener en cuenta en la actividad de “guiar”. Esta información representa en buena medida la relación entre la comunidad y su entorno porque al hacer un reconocimiento de la riqueza natural y cultural del territorio se promueve la conservación e importancia de este. El Canto del Agua es un ejemplo de conservación ambiental, territorial, cultural y de turismo para otras comunidades rurales que quieran emprender y/o fortalecer procesos de turismo rural y de naturaleza.Introducción, Generalidades de la vereda, Caracterización geográfica, Caracterización poblacional, “El canto del agua - sendero ecomágico”, Conformación del sendero, ¿Por qué la interpretación ambiental?, Etapas clave en la guianza, Preparación de la actividad, La prestación del servicio, Control del servicio, Mantenimiento del sendero, Semiótica ambiental, Estaciones del sendero, Sede comunal, Árbol de Arenillo, Naturaleza que inspira, Memorias, Mitos y Leyendas, Pachamama, Raíces de vida, Silencio, Pedregal, Paraíso, El Restaurante, Bonitos Recuerdos, Futuro Mágico, Agua y Vida, Acueducto El Arenillo, Mirador de la cruz, Capilla Nuestra Señora del Carmen, Casa vieja, Humedal El Colibrí, Módulo “El águila solar y microturbina de agua “La Elvira”, “El Águila Solar, Microturbina "La Elvira", Anexo, Referencias.1° ed

Implementaciones sostenibles para el manejo integral del agua en una comunidad rural

El agua es un elemento esencial para la vida y el desarrollo de las sociedades, es por esto que la importancia de su cuidado ha venido cobrando especial atención en los últimos años. Con una población en constante aumento y la ampliación de actividades económicas que cada vez demandan mayores consumos de agua, es necesario establecer estrategias que permitan un manejo integral del bien hídrico, disminuyendo su pérdida y contaminación. La instalación y adecuación de tecnologías para el cuidado del agua, acompañadas de Educación Ambiental, son acciones que impactan directamente en el adecuado aprovechamiento del agua, en el cuidado de los ecosistemas y en el bienestar de las comunidades. Un ejemplo de esto lo ha vivido la comunidad de la vereda de El Arenillo, ubicada en Palmira, quienes cuentan con quebradas de agua cristalina que corre por su territorio y abastece los acueductos comunitarios de la vereda. Con el fin de cuidar de estas quebradas y minimizar las pérdidas en sus acueductos, la comunidad participó en un proyecto a través del que se realizaron adecuaciones e instalaciones de diferentes tecnologías para el manejo integral del agua, en los distintos momentos en que esta es utilizada por la comunidad: agua potable, agua residual, agua lluvia y, un complemento tecnológico, que permite la recopilación de la información territorial de la comunidad. Las adecuaciones y tecnologías enunciadas anteriormente e implementadas en la vereda El Arenillo se recogen en esta cartilla en cuatro apartados que comprenden: las mejoras realizadas en los acueductos comunitarios; las tecnologías para el tratamiento de las aguas residuales grises (humedal); las aguas lluvias (SRALL); y la recopilación de la información geográfica de la vereda (SIG Arenillo). Cada apartado contiene información de los componentes, el funcionamiento y mantenimiento de las tecnologías mencionadas, además de algunas recomendaciones finales.Introducción, Acueductos comunitarios, Descripción de los componentes de los acueductos, Acueducto El Edén, Fuente de abastecimiento y captación, Cajas artesanales para la regulación de presión, Cámara rompe presión 1, Microturbina, Cámara rompe presión 2, Tanque 1, Tanque 2, Cámaras rompe presión 3, 4, 5 y 6, Acueducto El Arenillo, Fuente de abastecimiento y captación 1, Captación 2, Tanque 1, Tanque 2, Operación y mantenimiento de sistemas de abastecimiento, Fuente, Estructuras, Inspección, Limpieza, Protección, Medidor del caudal, Tubería de distribución, Costos de sostenimiento de los acueductos, Acueducto El Edén, Acueducto El Arenillo, Consideraciones finales, Agua residual en la vereda El Arenillo, En qué consiste el sistema de tratamiento, Trampa de grasas, Humedal artificial de flujo subsuperficial, Actividades de operación, Arranque del humedal, Regulación del nivel del agua en el humedal, Mantenimiento preventivo, Mantenimiento preventivo de la trampa de grasas, Mantenimiento preventivo del humedal artificial, Mantenimiento correctivo, Mantenimiento correctivo de la trampa de grasas, Mantenimiento correctivo del humedal artificial, Fichas de seguimiento para actividades de mantenimiento, Recomendaciones finales, Referencias normativas para el tratamiento de aguas residuales, Manejo del agua lluvia en la vereda El Arenillo, Partes del sistema, Funcionamiento, Ventajas y desventajas del sistema, Mantenimiento, Recomendaciones finales, Uso de herramientas geográficas en la vereda El Arenillo, Conceptos básicos, Sistema de información geográfico Arenillo, Creación de correo electrónico, Google maps, Google my maps, Bibliografía.1° ed

Production of volatile fatty acids from wastewater screenings using a leach-bed reactor

Screenings recovered from the inlet works of wastewater treatment plants were digested without pre-treatment or dilution using a lab-scale, leach-bed reactor. Variations in recirculation ratio of the leachate of 4 and 8l/lreactor/day and pH values of 5 and 6 were evaluated in order to determine the optimal operating conditions for maximum total volatile fatty acids (VFA) production. By increasing the recirculation ratio of the leachate from 4 to 8l/lreactor/day it was possible to increase VFA production (11%) and soluble COD (17%) and thus generate up to 264g VFA/kg-dry screenings. These VFA were predominantly acetic acid with some propionic and butyric acid. The optimum pH for VFA production was 6.0, when the methanogenic phase was inhibited. Below pH 5.0, acid-producing fermentation was inhibited and some alcohols were produced. Ammonia release during the hydrolysis of screenings provided adequate alkalinity; consequently, a digestion process without pH adjustment could be recommended. The leach-bed reactor was able to achieve rapid rates of screenings degradation with the production of valuable end-products that will reduce the carbon footprint associated with current screenings disposal techniques