El documento describe el desarrollo de instrumentación electrónica para medir variables clave en el proceso de producción de biogás a partir de residuos orgánicos. Presenta el diseño de sensores para medir el flujo volumétrico de biogás utilizando un método de placa de orificio, y para medir las concentraciones volumétricas de metano mediante desplazamiento de líquido. El objetivo es reducir los costos con respecto a instrumentos comerciales mediante el uso de componentes de fácil adquisición.

1. MODELAMIENTO Y
SIMULACION DE PROCESO
DE PRODUCCION DE BIOGAS
A PARTIR DE RESIDUOS
SOLIDOS ORGANICOS (RSU):
INSTRUMENTACION
ELECTRONICA
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3. La Universidad de Ibagué en conjunto con la
Universidad de Cundinamarca han venido
desarrollando el proyecto titulado “Modelización,
simulación, control y optimización de la
producción de metano e hidrogeno por vía
digestión anaerobia de residuos orgánicos,
urbanos y agrícolas”, el cual fue aprobado por la
Vicerrectoria y Dirección de Investigación de la
Universidad de Ibagué con el código 11-241-
COL0022914 acta CI 14-2011, en el marco de la
convocatoria interna para la inscripción y
financiación de proyectos de investigación.
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4.  HIDROLISIS
 ACIDOGENESIS
 METANOGENESIS
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5. Fuente: Flotats X, Campos, E. Bonmatí. Universidad de
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6. PH
Acidogénesis (5-6.5)
Metanogénesis (7-
7.5)
VARIABLES
INTERNAS DEL
PROCESO
TEMPERATURA
Para los dos
procesos se
manejas un valor de
30 a 50°C
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7. VARIABLES
EXTERNAS
DEL
PROCESO
FLUJO DE BIOGAS
(MASICO-
VOLUMETRICO)
CONCENTRACIONES
VOLUMETRICAS DE
CH4
(55-70%)
CONCENTRACIONES
VOLUMETRICAS DE
CO2 ANDRES CENDALES; MAYRA
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8. - Sensor de flujo
masico de biogas:
Typical Aluminum
GFM Mass Flow
Meter GFM17S-
VADL2-A0
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9. - Sensor de concentraciones volumétricas de
CH4 y CO2:
Infrared Gas Sensors: Gascard Range
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10. Considerando los altos precios de
adquisición de los instrumentos de
medida, se plantea desarrollar un sistema
de medición contenga características
similares de operación, haciendo uso de
elementos de fácil adquisición en el
mercado regional y nacional. Garantizando
la disminución en el costo de desarrollo
del instrumento, y de esta manera obtener
la medida de las variables de interés.
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11. - Articulo titulado: “Instrumentación electrónica
en el proceso de producción de biogás a partir
de la fermentación de residuos sólidos
orgánicos”, presentado como Poster en el
evento:
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12. • El método de placa de orificio utilizado para
establecer el flujo volumétrico de biogás, hace
parte de los medidores tipo cabeza.
• El tubo para establecer la presión diferencial
del gas se desarrollo en acero inoxidable, con
el fin de evitar la corrosión del material.
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13. A continuación se muestran las Dimensiones
adaptadas a la tubería para el sensor de flujo:
Figura 1: dimensiones del medidor de presión diferencial por placa de
oricio
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14. Sensor Presión
MPXV5004DP
Microcontolador
18F2550
LCD
Flujo de biogás
(l/hora)
Voltaje sensor
De 0-5v
(0-1414 l/hora)
Flujo de
biogás
entrante
Flujo de salida
del biogás
Figura 2: diagrama esquemático del sensor de flujo
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15. • Método de desplazamiento de liquido.
• Para el diseño del sensor se tuvieron en
cuenta los radios de los recipientes.
• El volumen del gas ingresado equivale al
volumen desplazado en el recipiente
externo. ANDRES CENDALES; MAYRA
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16. Salida del gas
metano
sobrante
Entrada
de biogás
Valor de
referencia
r2
r1
h
Figura 3: Montaje implementado para la medición de
concentraciones volumétricas de metano por desplazamiento de
líquido.
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17. h
Sensor de altura
SFR05
Microcontrolador
18F2550
LCD
Volumen CH4 %
Voltaje Sensor
De 0 a 5V
(0-100%Vol)
Entrada de
Biogás
Solución
de NaOH
FIGURA 4: diagrama esquemático del sensor de concentraciones
volumétricas de CH4
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