Diseño de una antorcha con serpentín para el calentamiento de agua en establos lecheros de la Comarca Lagunera, México

Resumen La Comarca Lagunera, ubicada en el Norte-Centro de México, es la principal cuenca lechera del país en la cual se obtiene el 21 % de la producción nacional. En la región existen 90 biodigestores, de los cuales 10 emplean el biogás para producir electricidad y alrededor de 50 lo queman con un equipo denominado “Antorcha de Biogás” con capacidad para destruir el metano. En los establos lecheros de la región es común la utilización de resistencias eléctricas o bien gas licuado de petróleo (GLP) para calentar el agua utilizada en la sanitización, lo que genera un gasto anual cercano a los $300,000 (1.30 $/kWh) cuando el proceso podría ser más económico y sustentable con la utilización del biogás. El presente trabajo tuvo como objetivos diseñar y validar la innovación de agregar un serpentín a las antorchas, para que además de quemar el biogás, como lo hacen las antorchas actuales, se aproveche el calor para calentar el agua demandada en diversos procesos de los establos lecheros. La primera fase de la metodología consistió en realizar el cálculo del proceso de transferencia de calor, que ocurre dentro de la nueva antorcha, con el serpentín incorporado, a través del cual circula el agua que una vez caliente será utilizada en varios procesos dentro del establo. Se realizaron 30 corridas experimentales en las que se midieron los parámetros: temperatura del agua, tiempo, presión y flujo del biogás, así como los valores de CH4, CO2 y H2S. Los datos se analizaron estadísticamente (ANOVA de un factor) con lo que se demostró la consistencia del proceso de calentamiento del agua propuesto en este trabajo. Esta innovación puede ser utilizada en establos lecheros y granjas porcinas donde se produzca biogás y se requiera agua caliente para sus procesos y en unidades de producción que requieran calefacción en regiones con climas fríos o templados.