Now what, you might be asking, is a biodigester? A biodigester is a relatively simple and inexpensive piece of technology that converts animal manure into cooking gas. While city dwellers often use fossil fuels for cooking, rural families in Nicaragua have traditionally used firewood as their means of preparing food. Collecting firewood requires a large amount of time and effort (or money) by the family, and the breathing in of woodsmoke is harmful to the health of those who prepare the food. In addition, the use of firewood contributes to deforestation.
Because of this, there is a great opportunity to improve health and to conserve the environment at the same time. For the reasons above, people have long realized that the developing world needs better options for cooking their food. This has led to the development of many types of "appropriate technology" including solar cookers and fuel-efficient stoves such as the ones developed by Guatemalan Cultural Action (another Global Ministries partner). Biodigester projects have been especially successful in China, but a number of Nicaraguan groups have also had success in the hot, western parts of the country, and there are even big plans to expand.
The first beneficiaries of this project are Eustachio Pineda and his family. Eustachio is the pastor at the Christian Mission church in San Pedro, a small village not yet connected to Nicaragua’s electrical grid. Because the pastors are moved every 3 years, each church comes equipped with a parsonage, and it was there that we gathered that morning. A team of 4 church members had already done the back-breaking work of digging a pit—3.5m long by 1m wide by 1m deep—in the rocky soil.
David and Eustachio, without shoes
Our leader that morning was David Hernandez, a representative of Emerging Opportunities for Sustainability (EOS), a non-profit organization founded by a pair of former Peace Corps volunteers. Both David and EOS have several years experience building and installing biodigesters (and other technologies) in this corner of Nicaragua, and in fact David is a friend and neighbor of the regional minister for the Christian Mission churches in that area. With his expert guidance, the training of the group and the installation of the biodigester only took a few hours.
The basic concept of a biodigester is a large bag made of thick plastic which is then filled with 50 buckets of cow or pig manure and 50 buckets of water. When animal waste decomposes in the absence of oxygen (anaerobic decomposition) the chemical reaction releases methane gas, commonly known as “swamp gas,” which can be used for cooking. The methane gas bubbles up to the top of the bag where it exits through a PVC tube, which is then connected to an ordinary gas burning stove in the house.
Installing the big bag
Fresh animal manure is dumped in one end of the bag and the processed manure exits out the other end, and can then be used as a very rich organic fertilizer. A steady diet of one bucket of manure and one bucket of water will provide a family with up to 5 hours of cooking gas each day.
David, with the completed stove
The first task of the morning was to dig the input and output channels, and then to line the pit with black plastic to protect the plastic bag containing the manure. The plastic bag is the most important component of the biodigester and a leak or puncture could cause a real problem. It’s also important to provide a roof for the biodigester since exposure to the sun will greatly reduce the lifespan of the bag. At each stage in the process, David showed us ingenious ways of getting the work done. To secure the black plastic in place he fashioned “staples” out of the spokes of an old bicycle wheel and he used a 1.5 liter soda bottle to create an overflow valve to prevent excessive gas buildup.
With help from a few other EOS workers, David retrofitted a simple, commercial, two-burner stove and connected it up to the PVC pipe. To reduce the diameter of the pipe to match the stove fitting, he partially melted the plastic, refitted it and froze it in place with a splash of water. Once again a very clever and efficient method, although breathing burning plastic fumes is not generally recommended. The final stages were the input and output basins, constructed out of cement, a handful of bricks and an unused plastic bucket. All that remains is to fill the bag with enough manure and water so it starts producing gas. For a fully inflated biodigester check out this video:
The western region of Nicaragua is hot and dry for half the year and suffers from increasing deforestation, which means that each year obtaining firewood becomes more and more time-consuming and expensive. The clearing of forests brings consequences such as increased soil erosion, biodiversity loss, the loss of freshwater sources and reduced protections against flooding. Last year, during the rainy season the region experienced catastrophic flooding which led to widespread loss of crops. Globally, deforestation is the second largest cause of carbon emissions, and Nicaragua is one of the countries most at risk of climate change in the coming century.
Just add manure!
Pastor Eustachio told us that the church pays 350 cordobas a month (about $15/month, or $180/year) to buy firewood for the pastoral family. In comparison, the materials for the biodigester total around $150-$200, meaning that the project will pay for itself within a year. In this region, which has numerous herds of cattle (and therefore abundant inputs for the biodigester), a biodigester can provide enough cooking gas for a family for several years, is cheaper than buying tanks of propane and has the advantage of being neutral with regards to carbon emissions.
Just add manure!
Pastor Eustachio told us that the church pays 350 cordobas a month (about $15/month, or $180/year) to buy firewood for the pastoral family. In comparison, the materials for the biodigester total around $150-$200, meaning that the project will pay for itself within a year. In this region, which has numerous herds of cattle (and therefore abundant inputs for the biodigester), a biodigester can provide enough cooking gas for a family for several years, is cheaper than buying tanks of propane and has the advantage of being neutral with regards to carbon emissions.
Delicious soup, and a lot of smoke
The benefits are even greater when you factor in improvements to health. A traditional Nicaraguan wood stove produces delicious food, but also releases a lot of smoke into the house and kitchen. This smoke can lead to serious health problems for women, who do almost all of the cooking, small children and the elderly. According to the World Health Organization (WHO), the use of firewood within the house increases the exposure to harmful substances such as fine particulate matter and carbon monoxide. These substances increase the risk of illnesses such as pneumonia, chronic bronchitis and other health problems in children and adults.
Undoubtedly, one of the most immediate positive effects will be the reduction in time dedicated to gathering firewood. Local church leaders tell us that in some communities families have to walk up to two hours daily in search of firewood, or buy it from vendors at a high price. Often the collection of firewood is the responsability of the children of the family.
It was clear from the assembled crowd watching that there is a lot of interest in project. In addition to the local church members, a number of pastors and leaders from the other regional churches showed to help and observe. Many in the crowd were taking notes on the installation process and asking when it might be extended to other villages. We are hopeful that we can continue this project and benefit many more families and churches in the region!
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Estoy emocionado de anunciar el inicio de un nuevo proyecto de la iglesia con que estamos ayudando. Ha sido un largo tiempo en planificación, pero por fin comenzó! El 18 de febrero, los miembros de las iglesias Misión Cristiana en la región occidental de Nicaragua se reunieron para construir su primer biodigestor.
¿Y ahora que, se pregunta, es un biodigestor? Un biodigestor es una tecnología sencilla y económica para convertir estiércol animal en gas para cocinar. Mientras los habitantes de las ciudades a menudo utilizan combustibles fósiles para cocinar, las familias campesinas han utilizado de forma tradicional la leña como medio para la preparación de sus alimentos. Para recoger leña requiere una buena cantidad de tiempo y esfuerzo (o dinero) por la familia y la respiración de humo es perjudicial para la salud de las personas que preparan la comida. Además, el uso de leña contribuye a la deforestación.
¿Y ahora que, se pregunta, es un biodigestor? Un biodigestor es una tecnología sencilla y económica para convertir estiércol animal en gas para cocinar. Mientras los habitantes de las ciudades a menudo utilizan combustibles fósiles para cocinar, las familias campesinas han utilizado de forma tradicional la leña como medio para la preparación de sus alimentos. Para recoger leña requiere una buena cantidad de tiempo y esfuerzo (o dinero) por la familia y la respiración de humo es perjudicial para la salud de las personas que preparan la comida. Además, el uso de leña contribuye a la deforestación.
Hay entonces una gran oportunidad para mejorar la salud y para conservar el medio ambiente al mismo tiempo. Por las razones anteriores, se han dado cuenta que el mundo en desarrollo necesita mejores opciones para cocinar. Esto ha llevado al desarrollo de varios tipos de "tecnologías adecuadas" incluidas las cocinas solares y cocinas economicas, tales como las desarrolladas por Acción Cultural Guatemalteca (un otro socio del Ministerios Globales). Proyectos de biodigestores han sido especialmente exitosas en China, pero algunos grupos nicaragüenses también han tenido éxito en las partes calientes y occidentales del país, y aún hay planes para expandir.
Los primeros beneficiarios del proyecto son Eustachio Pineda y su familia. Eustachio es el pastor de la iglesia Misión Cristiana en San Pedro, un pueblo pequeño que aún no está conectado a la red eléctrica de Nicaragua. Debido a que los pastores se mueven cada 3 años, cada iglesia tiene una casa pastoral, y era allí donde nos reunimos esa mañana. Un equipo de 4 miembros de la iglesia ya ha hecho el trabajo más duro de cavar una fosa—3.5m de largo por 1m de ancho por 1m de profundidad—en el suelo rocoso.
Nuestro líder esa mañana era David Hernandez, un representante de EOS, una organización fundada por ex voluntarios del Cuerpo de Paz. Ambos David y EOS tiene varios años de experiencia en construir y instalar biodigestores (y otras tecnologías) en este rincón de Nicaragua, y de hecho, David es amigo y vecino del presbitero de la Misión Cristiana en esa zona. Con su asesoramiento experto, la capacitación del grupo y la instalación del biodigestor sólo tomó un par de horas.
El concepto básico de un biodigestor es una bolsa grande de plástico grueso, la cual se llena con 50 cubos de estiércol de vaca o de cerdo y 50 cubos de agua. Cuando se descompone los residuos animales en ausencia de oxígeno (la descomposición anaeróbica) la reacción química libera gas metano, conocido como “gas de pantano,” que se puede utilizar para cocinar. El gas metano burbujea hasta la parte superior de la bolsa donde sale a través un tubo de PVC, que se conecta a una cocina convenciónal de gas en la casa.
Estiércol animal se vierte en un extremo de la bolsa y el estiércol procesado sale el otro extremo, y se puede utilizar como un rico abono orgánico. Una dieta constante de un cubo de estiércol y un cubo de agua proveerá una familia con hasta 5 horas de gas para cocinar cada día.
La primera tarea de la mañana era cavar los canales de entrada y salida, y luego para forrar la fosa con plástico negro para proteger la bolsa grande que contiene el estiércol. La bolsa grande es el componente más importante del biodigestor y una fuga o una punción podría causar un gran problema. También es importante tener un techo para el biodigestor ya que la exposición del sol puede reducir en gran medida la vida útil de la bolsa. En cada etapa del proceso, David nos enseñó maneras ingeniosas de hacer el trabajo. Para fijar el plástico negro en su lugar, él formó “grapas” hecho de los radios de una rueda de bicicleta vieja y ocupó una botella de gaseosa de 1.5 litros para crear una valvula para evitar la acumulación excesiva de gas.
Con la ayuda de otros trabajadores de EOS, David reajustado una sencilla cocina comercial y la conectó a la tubería de PVC. Para reducir el diámetro del tubo para que coincida con el accesorio de la cocina, él parcialmente derritió el plástico, lo reparó y lo congeló en su lugar con un poco de agua. Una vez más un metodo muy ingenioso y eficáz, aunque no es muy recomendable respirar los gases de la quema de plástico. La etapa final era las cuencas de entrada y salida, hechas de cemento, algunos ladrillos y un cubo. Todo lo que queda es llenar la bolsa grande con suficiente estiércol y agua para que comience producir gas.
La zona occidental es cálido y seco durante la mitad del año y padece una creciente deforestación, que implica que la busca de leña se hace más costoso y gasta más tiempo. El despale de los bosques trae como consecuencia el incremento de la erosión de los suelos, la pérdida de biodiversidad, un mayor riesgo de inundaciones y la pérdida de fuentes de agua. El año pasado, durante la época lluviosa, la región sufrió unas inundaciones catastróficas que condujo a la pérdida masiva de los cultivos. Globalmente, la deforestación es la segunda causa mayor del cambio climático y Nicaragua es uno de los países más expuestos al riesgo del cambio climático en el próximo siglo.
Pastor Eustachio nos dijo que la iglesia paga 350 cordobas por mes ($15/mes, o $180/año) para comprar leña para la familia pastoral. En comparación, las materiales para el biodigestor suman a $150-$200, que implica que el proyecto se pagará por sí mismo dentro de un año.
Pastor Eustachio nos dijo que la iglesia paga 350 cordobas por mes ($15/mes, o $180/año) para comprar leña para la familia pastoral. En comparación, las materiales para el biodigestor suman a $150-$200, que implica que el proyecto se pagará por sí mismo dentro de un año.
Los beneficios son aun más grande cuando se toma en cuenta las mejoras a la salud. Una estufa tradicional nicaragüense produce una rica comida, pero también libera una gran cantidad de humo en la casa y la cocina. Este humo puede causar problemas graves para la salud de las mujeres, que hacen casi todos de la cocina, niños pequeños y los del tercer edad. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), el uso de leña para cocinar dentro de la casa aumenta la exposición a sustancias nocivas tales como las partículas finas y el monóxido de carbono. Estas sustancias incrementan el riesgo de enfermedades tales como la neumonía, la bronquitis crónica y otros problemas de salud en niños y adultos.
Indudablemente, uno de los efectos positivos más inmediatos será la disminución del tiempo que las personas dedican buscando la leña. Los líderes de las iglesias locales dicen que en algunas comunidades, las familias tienen que caminar dos horas cada día sólo en busca de leña, o la compran a los vendedores a un precio alto. A menudo la recogida de leña es la responsabilidad de los niños y niñas de la familia.
Quedó claro que en la multitud reunida viendo que hay mucha interés en el proyecto. Además de los miembros locales, los pastores y líderes de las otras iglesias de la región llegaron para ayudar y observar. Muchas personas en el grupo estaban tomando notas sobre el proceso de instalación y estaban preguntando cuando podría extenderse a otros pueblos. Tenemos la esperanza de que podamos continuar con este proyecto y beneficiar a muchas más familias y las iglesias en la región!
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