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Carrera : Ingeniería en Tecnología. ambiental Cuerpo académico : Ingeniería Ambiental aplicada

Universidad Politécnica de Chiapas. Metanización de desechos hortofrutícolas y agroindustriales ( Gestión técnico-científica de proyecto). por: Dr. Sergio Pérez Fabiel Dr. Josué Chanona Soto Dr. Gustavo Yañez Ocampo. Carrera : Ingeniería en Tecnología. ambiental

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  1. Universidad Politécnica de Chiapas Metanización de desechos hortofrutícolas y agroindustriales (Gestión técnico-científica de proyecto) por: Dr. Sergio Pérez Fabiel Dr. Josué Chanona Soto Dr. Gustavo Yañez Ocampo Carrera: Ingeniería en Tecnología. ambiental Cuerpoacadémico: Ingeniería Ambiental aplicada Contacto: sergio30700@gmail.com UNIVERSIDAD POLITECNICA DE CHIAPAS. CALLE EDUARDO J. SELVAS S/N Y AVENIDA MANUEL DE J. CANCINO COLONIA MAGISTERIAL. C.P. 29082. TUXTLA GUTIERREZ, CHIAPAS. TELS. CONMUTADOR: 01961 61 204-84, Fax: 61 204-99

  2. Dr. Sergio Pérez Fabiel: • Línea de interés: • Digestión anaerobia, metanización, diseño de reactores de baja, mediana y alta tasa, operación y monitoreo bioquímico de procesos biológicos. • Aguas residuales • Desechos sólidos (Veta de explotación energética)

  3. Residuo + un biodigestor? Energía (sustentabilidad energética) Biofertilizantes Disminución másica de desechos CH4 70 % CO2 28% H2O (g)….2% H+1 H2S

  4. Gestión de un proyecto de metanización 1. Residuo (Frutas, estiércol varios, pasto molido, combinados) 2. Bioquímica del residuo (bromatológico y reológico) 3. Bioquímica del inóculo a utilizar (lodo aclimatado ó no) 4. Tecnología a utilizar (tipo de biodigestor UASB, Filtro, EGSB) 5. Cargas a aplicar al biodigestor (baja, mediana o alta carga 6. Uso del biogás y del digestado Cocción, alumbrado, metano presurizado

  5. Desecho hortofrutícola Metano 50% Disminución en volumen de los desechos agroindustriales Desechado

  6. Porcentajes de producción de metano (fuente: Methasim, 2010) Fuente: Methasim, 2010

  7. Potencial de producción de metano: BMP (fuente: Methasim, 2010)

  8. Proyectos actuales BIOGÁS A PARTIR DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES: DE PLÁTANO, MANGO, PAPAYA Y MELAZA AZUCARERA Proyecto de Investigación aplicada de financiamiento de PROMEP 2010-2011 (Monto aprobado $ 260, 000.00 ejercido)

  9. Gestión de un proyecto de metanización 1. Residuo (Frutas, estiércol varios, pasto molido, combinados) 2. Bioquímica del residuo (bromatológico y reológico) 3. Bioquímica del inóculo a utilizar (lodo aclimatado ó no) 4. Tecnología a utilizar (tipo de biodigestor UASB, Filtro, EGSB) 5. Cargas a aplicar al biodigestor (baja, mediana o alta carga 6. Uso del biogás y del digestado Cocción, alumbrado, metano presurizado

  10. Rol del sustrato y del inóculo Capacidad máxima del sustratoen convertirse a metano Capacidad máxima del inoculo de producir metano Potencial Bioquímico de Metano (BMP) (gDQO/gSTV) (gDQOCH4/gDQO sustrato) (mLCH4/gDQOsustrato) Actividad Metanogénica Especifica (AME) (gDQOCH4/gSSV.dia)

  11. Gestión de un proyecto de metanización 1. Residuo (Frutas, estiércol varios, pasto molido, combinados) 2. Bioquímica del residuo (bromatológico y reológico) 3. Bioquímica del inóculo a utilizar (lodo aclimatado ó no) 4. Tecnología a utilizar (tipo de biodigestor UASB, Filtro, EGSB) 5. Cargas a aplicar al biodigestor (baja, mediana o alta carga 6. Uso del biogás y del digestado Cocción, alumbrado, metano presurizado

  12. Biodigestores:Rurales (Tinacos) Baja tasa: bajo volumen de metanizaciónVs Industriales (Reactores de diseño avanzado) alta tasa: alto volumen de metanización

  13. Biodigestores

  14. CASOS DE EXITO

  15. Proyectos actuales • Biogás a partir de glicerina industrial proveniente del proceso de producción de biodisel (BIODISEL, CHIAPAS) DISEÑO DE UN REACTOR DE 20 M3 PARA GENERACION DE ENERGIA PARA CALDERAS (FINANCIAMIENTO CONACYT)

  16. Gracias

  17. Proyectos en actuales y en perspectiva • Investigación aplicada en el diseño, operación y monitoreo de reactores biológicos de alta tasa para la producción de biogás a partir de residuos agroindustriales: de plátano, mango, café y melaza azucarera y glicerina cruda • Propuesta a conacyt para investigación básica 2012 (colaboración UPCH, UAM-I y UNISON)

  18. Producción científica Nacionales: 1. Medición de la actividad metanogénica específica de los efluentes de un digestoranaerobio a escala real. En VI jornadascientíficas. Escuela de CienciasQuímicas; UNACH. 1994 Tapachula, Chiapas. Sergio Pérez F., Ricardo Bello M., José E. Sánchez V. Internacionales: • Publicaciónsometida a Water Research(diciembre 2008). Effect of moderateheatpre-treatmentbeforeanaerobicactivatedsludge digestion: a biochemical and biophysicalcharacterization. Perez, S., Dossat-Letisse, V., Paul, E., Lefebvre, D. and Lefebvre, X. • Etude d'un procédé de traitement thermophile de boues aérobies couplé à la digestion anaérobie. Dumas C., Perez Fabiel S., Lefebvre X. Et E. Paul. Actes des 18èmes Journées Information Eaux/, Tome 1, pages 46-(1-12), Poitiers, 23-25.septembre 2008. In extenso. • Combinedthermophilicaerobicprocess and conventionalanaerobic digestion: Effect on sludgebiodegradation and methane production. C. Dumas, S. Perez, E. Paul, X. Lefebvre. BioresourceTechnology 101 (2010) 2629–2636 • Monitoring of bacterialcommunitiesduringlowtemperature thermal treatment of activatedsludgecombining DNA phylochip and respirometry techniques. Marina Héry, Hervé Sanguin, Sergio Perez Fabiel, Xavier Lefebvre, Timothy M. Vogel, Etienne Paul and Sandrine Alfenore. Water Research 44 (2010) pp 6133-6143 • Tesis de maestría en curso: Ing. Amb. SylalidiaZarateJimenez. Producción de biogas a partir de desechosagroindustrialesporvía mesofílica. Titulaciónempiezo de año de 2013

  19. CURRICULUM VITAE GUSTAVO YAÑEZ OCAMPO BIOLOGO FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL ESTADO DE MORELOS MAESTRIA EN BIOTECNOLOGÍA DOCTORADO EN BIOTECNOLOGÍA ESTANCIA DE DOCTORADO EN BRUSELAS, BÉLGICA CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN BIOTECNOLOGÍA LABORATORIO DE INVESTIGACIONES AMBIENTALES, UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL ESTADO DE MORELOS

  20. UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CHIAPAS INGENIERÍA AMBIENTAL PROYECTO FINANCIADO POR PROMEP 2011-2012 ANÁLISIS POR PCR-DGGE DE LA DINÁMICA POBLACIONAL MICROBIANA, DURANTE LA DIGESTIÓN ANAEROBIA DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES (MANGO, PAPAYA Y PLÁTANO) REALIZADO POR TESISTA: MARÍA ELENA GONZÁLEZ SÁNCHEZ (083106) TRABAJO EN COLABORACIÓN ECOSUR TAPACHULA DR. GUSTAVO YAÑEZ OCAMPO (UPCHIAPAS) DR. SERGIO PÉREZ FABIEL (UPCHIAPAS) DR. RICARDO BELLO MENDOZA (ECOSUR TAPACHULA) • Objetivo general • Evaluar, a través del análisis molecular PCR-DGGE mediante marcadores ribosomales, la dinámica poblacional de un consorcio microbiano y caracterizar las actividades enzimáticas desarrolladas durante la digestión anaerobia de mango, plátano y papaya. • Objetivos particulares • Caracterizar, por PCR-DGGE los perfiles de comunidades microbianas durante la digestión anaerobia de residuos de mango, plátano y papaya. • Caracterizar el perfil de actividades enzimáticas durante la digestión anaerobia de mango plátano y papaya.

  21. JUSTIFICACIÓN Componentes de los reactores anaerobios Abiótico Biótico pH, temperatura, flujos de materia y energía Microorganismos PCR-DGGE • Sin necesidad de cultivarlos. • Apta para detectar y cuantificar microorganismos de fuentes complejas. • Permitir estudiar la dinámica poblacional ya que da seguimiento a los cambios espaciales/temporales en la comunidad.

  22. RESULTADOS Producción de biogás a los 45 días de los 5 tratamientos.

  23. RESULTADOS Amplificaciones por PCR 1 2 3 4 5 6 7 Carril 1ero. Control – (PCR) 2do. Tricoderma spp. 3ero. B. Control – 4to. B. Control + 5to. B. Mango 6to. B. Papaya 7to. B. Plátano 1 2 3 4 5 Carril 1ero. B. Control – 2do. B. Control + 3ero. B. Mango 4to. B. Papaya 5to. B. Plátano Amplificación del 16S rDNA de bacterias. Amplificación del 18S rDNA de hongos.

  24. PRODUCTOS 1 ESTADÍA DE INGENIERÍA EN TECNOLOGÍA AMBIENTAL EN ECOSUR TAPACHULA 1 TESIS DE LICENCIATURA 1 ARTÍCULO EN REVISTA BIORESOURCE TECHNOLOGY FORMACIÓN DE RECURSOS HUMANOS 1 VERANO DE LA INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA 1 ESTUDIANTE DE INGENIERÍA EN TECNOLOGÍA AMBIENTAL PARTICIPACIÓN COMO PONENTE EN 2 CONGRESOS NACIONALES (MORELOS Y CHIAPAS 2011) INCORPORACIÓN A LA MAESTRÍA EN ENERGÍAS RENOVABLES EVALUAR LA ACTIVIDAD METANOGÉNICA DE INOCULOS MICROBIANOS DIRECCIÓN Y/O CO-DIRECCIÓN DE TESIS DE MAESTRÍA COLABORACIÓN INTERINSTITUCIONAL REDACCIÓN DE ARTÍCULOS CIENTÍFICOS FORMACIÓN DE RECURSOS HUMANOS TESISTAS DE MAESTRÍA NECESIDADES FINANCIAMIENTO REACTIVOS PUBLICACIÓN DE ARTÍCULOS REDACCIÓN DE LIBRO EN ENERGÍAS RENOVABLES

  25. EVALUACIÓN DEL POTENCIAL METANOGÉNICO DE LA CODIGESTIÓN ANAEROBIA DE RESIDUOS AGROINDISTRIALES DE CHIAPAS TESISTA DE MAESTRIA: FIDEL ALEJANDRO AGUILAR AGUILAR En proceso DIRECTOR DR. GUSTAVO YAÑEZ OCAMPO CO-DIRECTOR DR. SERGIO PÉREZ FABIEL

  26. PRODUCTOS (EN PROCESO) 1 TESIS DE MAESTRÍA 1 ARTÍCULO EN REVISTA BIORESOURCE TECHNOLOGY FORMACIÓN DE RECURSOS HUMANOS 1 ESTUDIANTE DE MAESTRÍA EN ENERGÍAS RENOVABLES INCORPORACIÓN A LA MAESTRÍA EN ENERGÍAS RENOVABLES EVALUAR LA ACTIVIDAD METANOGÉNICA DE INOCULOS MICROBIANOS DIRECCIÓN Y/O CO-DIRECCIÓN DE TESIS DE MAESTRÍA COLABORACIÓN INTERINSTITUCIONAL REDACCIÓN DE ARTÍCULOS CIENTÍFICOS FORMACIÓN DE RECURSOS HUMANOS TESISTAS DE MAESTRÍA NECESIDADES FINANCIAMIENTO PARA REACTIVOS, REACTIVOS PUBLICACIÓN DE ARTÍCULOS REDACCIÓN DE LIBRO EN ENERGÍAS RENOVABLES

  27. Dr. Josué Chanona Soto • Proyectos desarrollados anteriormente: • Caracterización y calibración de los parámetros del modelo ASM2 de la IWA para cinco EDARs de la Comunidad Valenciana. Aplicación al diagnóstico de problemas operacionales. • Estudio de caracterización del agua residual entrante a la EDAR de Torrevieja. Calibración de los parámetros del proceso biológico actual y diseño básico de las mejoras a realizar en dicha EDAR mediante el uso de programas informáticos de simulación de EDAR basados en el proceso de fangos activados. • Estudio en planta piloto e industrial de la eliminación biológica de materia orgánica, nitrógeno y fósforo en aguas residuales. Aplicación al diseño y control óptimo de sistemas de tratamiento que incluyan fangos activados, fermentadores/elutriadores y digestión biológica de fangos.

  28. Dr. Josué Chanona Soto • Proyectos desarrollados anteriormente: • Viena, Austria (19/04/2004). On-line sludgeblanketlevel sensor forsmallscalesettlers. Autores: J. Chanona, J. Ribes, A. Bouzas, A. Seco y J Ferrer • Viena, Austria (19/04/2004). Monitoring, data acquisition and remoteadministrationsystem of a pilotscale WWTP. Autores: J. Ribes, J. Serralta, D. Aguado, E. Asensi, J. Chanona, A. Seco y J. Ferrer • Optimum design and operation of primary sludge fermentation schemes for volatile fatty acids production. Autores: J. Chanona, J. Ribes, A. Seco, J. Ferrer. Revista: Water Research. • A simple rule-basedalgorithmforoptimisingvolatilefattyacidsproduction in primarysludgefermentationschemes. Autores: J. Chanona, J. Ribes, A. Seco, J. Ferrer. Revista: Journal of EnvironmentalEngineering. • Application of a Fuzzy algorithm for pH control in a Struvite Crystallization Reactor. Autores: J. Chanona, L. Pastor, L. Borrás and A. Seco. Revista: Water Science and Technolgy.

  29. Dr. Josué Chanona Soto • Proyectos desarrollados en la actualidad: • Diseño y construcción de un prototipo útil para la investigación de la prefermentación. • Diseño de un prototipo para la digestión de fango biológico, caso de estudio fango proveniente de un SBR con procesos de desnitrificación. • Módulos de difusión de tecnología para generar biogás (biodigestor)

  30. Dr. Josué Chanona Soto • Proyectos en desarrollo: • Operación y control de una planta piloto con procesos de digestión anaerobia para el tratamiento de residuos agroindustriales.

  31. Dr. Josué Chanona Soto • Proyectos en desarrollo: • Simulación y validación de procesos anaerobios mediante la aplicación del modelo ADM1.

  32. Dr. Josué Chanona Soto • Proyectos futuros: • Purificación de biogás para su aprovechamiento industrial. • Obtención de estruvita a partir del sobrenadante procedente de la digestión anaerobia. • Necesidades: • Análisis del biogás, cromatografía de gases. • Cromatografía líquida. • Equipamiento de taller y laboratorio. • Tiempo estipulado para la investigación.

  33. Universidad Politécnica de Chiapas Carrera: Ingeniería en Tecnología ambiental Dr. Sergio Perez Fabiel email: sergio30700@gmail.com • Licenciatura en Ingeniero en alimentos • Escuela de ciencias químicas, UNACH , Chiapas.       • Maestría en Biotecnología (Especialidad Microbiología Ambiental) • Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Iztapalapa (UAM-I),México, D.F •  Doctorado en Ingeniería de Procesos del Ambiente. • Institut National des Sciences Appliquées, INSA-Toulouse, Francia (INSA-T). • Tesis desarrolladas • Licenciatura: La actividad metanogénica específica: herramienta para caracterización de • lodos anaerobios en el tratamiento de aguas residuales • Maestría: Acoplamiento de la digestión anaerobia, nitrificación y la desnitrificación • para el tratamiento de aguas residuales municipales • Doctorado:Acoplamiento del proceso de digestión anaerobia, e hidrólisis termo enzimática • para el tratamiento de lodos activados generados en plantas de tratamiento • aerobias de aguas residuales municipales UNIVERSIDAD POLITECNICA DE CHIAPAS. CALLE EDUARDO J. SELVAS S/N Y AVENIDA MANUEL DE J. CANCINO COLONIA MAGISTERIAL. C.P. 29082. TUXTLA GUTIERREZ, CHIAPAS. TELS. CONMUTADOR: 01961 61 204-84, Fax: 61 204-99

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