Análisis de la biodigestión para la obtención de metano (CH4) a partir de residuos orgánicos generados en la hacienda la Estrella, Ecuador
DOI:
https://doi.org/10.36829/08ASA.v19i1.1690Palabras clave:
digestión anaerobia, biodigestor, metano, biogás, estiércolResumen
Las emisiones de metano en la ganadería son generadas principalmente por la descomposición del estiércol almacenado o tratado, y aunque este en pequeñas cantidades no es tóxico, una exposición a largo plazo puede generar efectos negativos. La investigación aborda la necesidad de optimizar el proceso de conversión de estiércol bovino en biogás para reducir y aprovechar las emisiones de metano como fuente de energía limpia. El objetivo principal fue realizar un análisis de las deyecciones bovinas de la hacienda ganadera La Estrella para generar biogás utilizando un biodigestor piloto tipo batch. Se empleó un tanque de 208 l y se ocupó el 75% de su capacidad (156 l de estiércol + agua), se adaptó un higrómetro digital para medir la variación de temperatura y humedad interna, se monitorizó el metano con un equipo de gases GD, se calculó la cantidad de energía liberada, y se realizaron análisis en laboratorio del pH, sólidos totales, volátiles y fijos con el propósito de evaluar el comportamiento de las variables durante el tiempo de retención (1 mes). Los resultados mostraron una temperatura promedio de 40.6°C, humedad del 96.1%, concentración de metano de 23,696 ppm, pH de 7.01 y contenidos de ST 15%, STV 5.81% y STF 9.66%, mismos que indicaron un correcto funcionamiento del biodigestor en cuanto a la calidad de producción de biogás. Se concluye que la investigación cumplió con los requisitos para el proceso anaeróbico y la obtención de metano.
Descargas
Citas
Almache, F. (2009). Estudio de factibilidad para la creación de una ganadería lechera semiestabulada en el cantón Baba [Tesis de ingeniería, Área Agropecuaria y de Recursos Naturales Renovables, Universidad Nacional de Loja]. https://dspace.unl.edu.ec/jspui/bitstream/123456789/5616/1/Almache%20Cajas%20Fabian.pdf
Amat, J. (2016). Test Kruskal-Wallis. https://cienciadedatos.net/documentos/20_kruskal-wallis_test
Amani, T., Nosrati, M., & Sreekrishnan, T. R. (2011). Anaerobic digestion from the viewpoint of microbiological, chemical, and operational aspects—a review. Environmental Reviews, 19(1), 1-19. https://doi.org/10.1139/A10-011
Angelidaki, I., Treu, L., Tsapekos, P., Luo, G., Campanaro, S., Wenzel, H. & Kougias, P. G. (2018). Biogas upgrading and utilization: Current status and perspectives. Biotechnology Advances, 36(2), 452-466. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2018.01.011
Casadiego, W. (2005). Operación y evaluación de un biodigestor modelo chino de flujo continuo (tipo gobar), a escala real utilizando excretas de cerdo + bovino en la "Finca la Providencia" en Tinaquillo Municipio Falcón Estado Cojedes [Tesis de Ingeniería, Facultad de Agronomía, Universidad Central de Venezuela]. http://sibucv.ucv.ve/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=10027
Durazno, A. (2018). Valoración de esriércol bovino y porcino en la producción de biogás en un biodigestor de producción por etapas [Tesis de Ingeniería, Sede Cuenca, Carrera de Ingeniería Ambiental, Universidad Politécnica Salesiana]. https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/15445/1/UPS-CT007585.pdf
Gómez, J., Regino, F., & Jaramillo, H. (2021). Desarrollo de un sistema de monitoreo para las variables de temperatura, presión y pH en un biodigestor anaeróbico. Revista Ingenio, 19(1), 22-27. https://doi.org/10.22463/2011642X.3035
Gómez, J., & Ramírez, J. (2023). Evaluación de la producción de biogás a partir de la digestión anaerobia del estiércol de ganado vacuno en un biodigestor de 2,5 m³. Repositorio UNCP. https://repositorio.uncp.edu.pe/handle/20.500.12894/10339
Gutierrez, A. (2022). Energías renovables: energías para un futuro más seguro. Naciones Unidas. https://www.un.org/es/climatechange/raising-ambition/renewable-energy#:~:text=El%20cambio%20a%20fuentes%20de,en%20favor%20de%20la%20salud.
Hernández, J. (2022). Estrategias de manejo de residuos orgánicos en instituciones educativas como medida de mitigación al cambio climático: El caso de Unidad Educativa El Playón-Sucumbíos-Ecuador [Tesis de especialización, Facultad Latinoamericana de Ciencias Sociales, FLACSO Ecuador]. https://repositorio.flacsoandes.edu.ec/bitstream/10469/18501/2/TFLACSO-2022JCHN.pdf
Karim, K., Hoffmann, R., Klasson, K., & Al-Dahhan, M. (2005). Anaerobic digestion of animal waste: Effect of mode of mixing,. Water Research, 39(15), 3597-3606. https://doi.org/10.1016/j.watres.2005.06.019.
Khalid, A., Arshad, M., Anjum, M., Mahmood, T., & Dawson, L. (2011). The anaerobic digestion of solid organic waste. Waste Management, 31(8), 1737-1744. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2011.03.021
Lloja, J. (2018). Calidad del biogás a partir del efluente de la planta extractora de aceite de palma a nivel piloto en "Industrias Oleaginosas Monte Alegre" S.A. (Indolmasa), distrito de Neshuya, dpto. de Ucayali [Tesis de Ingeniería, Facultad de Ciencias Forestales y Ambientales, Universidad Nacional de Ucayali]. http://repositorio.unu.edu.pe/bitstream/handle/UNU/3631/000003257T.pdf?sequence=3&isAllowed=y
Lock, D. (2018). Potencial energético de los residuos de la cadena de valor del cacao (Theobroma cacao) en la región Madre de Dios [Tesis de Ingeniería, Facultad de Ciencias Sociales, Universidad Nacional Agraria La Molina]. https://repositorio.lamolina.edu.pe/bitstream/handle/20.500.12996/3660/lock-navarro-david-hosnar.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Lucas, A. d., Peso, C. d., Rodríguez, E., & Prieto, P. (2012). Biomasa, Biocombustibles y Sostenibilidad. Centro Tecnológico Agrario y Agroalimentario. ITAGRA.CT. http://sostenible.palencia.uva.es/system/files/publicaciones/Biomasa%2C%20Biocombustibles%20y%20Sostenibilidad.pdf
Moncayo, G. (2017). ¿Qué es el biogás? Retrieved 15 de Febrero de 2024, from https://s51d157330f7b08ca.jimcontent.com/download/version/1505441029/module/14489637722/name/QUE-ES-EL-BIOGAS.pdf
Nuhu, S., Gyang, J., & Kwarbak, J. (2021). Production and optimization of biomethane from chicken, food, and sewage wastes: The domestic pilot biodigester performance. Cleaner Engineering and Technology, 5(1). https://doi.org/10.1016/j.clet.2021.100298
Palau, E., & Carmen, V. (2016). Digestión anaerobia de residuos de biomasa para la producción de biogás [Tesis de Ingeniería, Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica y del Medio Natural, Universidad Politécnica de Valencia]. https://riunet.upv.es/handle/10251/68331
Parra Orobio, B. A., Torres Lozada, P., Marmolejo Rebellón, L. F., Cárdenas Cleves, L. M., Vásquez Franco, C., Torres López, W. A., & Ordóñez Andrade, J. A. (2014). Influencia del pH sobre la digestión anaerobia de bio-residuos de origen municipal. Revista U.D.C.A Actualidad & Divulgación Científica, 17(2), 553–562. https://doi.org/10.31910/rudca.v17.n2.2014.421
Quechulpa, P., Herrera, R., Guarneros, N., Terron, K., & Itehua, J. (2020). Estudio de la generación de biogás a partir de basura orgánica, usando un biodigestor doméstico. JEEOS, 4(1), 43-61. https://doi.org/10.19136/Jeeos.a4n1.3480
Ramírez, V., Cuevas, L., Vargas, A., & Pérez, F. (2017). Generación de Biogás en un Biodigestor Automatizado. Revista de Energía Qúimica y Física, 4(12), 8-13. https://www.ecorfan.org/bolivia/researchjournals/Energia_Quimica_y_Fisica/vol4num12/Revista_de_Energ%C3%ADa_Qu%C3%ADmica_y_F%C3%ADsica_V4_N12_2.pdf
Reyes, E., & Pérez, E. (2019). Caracterización de las propiedades fisicoquímicas de las excretas de ganado, caballo, cerdo y gallinaza para la generación de biogás. Revista Científica de FAREM-Estelí. Medio ambiente, tecnología y desarrollo humano, 31(1) 97-108. https://doi.org/10.5377/farem.v0i31.8474
Roldán, G., Guerrero, W., Casanova, É., & Salazar, R. (2021). Construcción de un biodigestor para generar energía renovable a partir de desechos orgánicos en el camal de Pacto - Ecuador. Esferas, 3(1), 134-153. https://doi.org/10.18272/esferas.v3i1.2426
Salazar, J., & Arias, J. (2016). Diseño y construcción de un biodigestor para producción de biogás a partir de estiércol vacuno en la finca Isabel de la parroquia Taracoa, provincia de Orellana. [Tesis de Ingeniería, Facultad de Ciencias, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo]. http://dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/6175/1/236T0220.pdf
Sánchez, Y. (2017). Evaluación de la viabilidad de la biodigestión como sistema de tratamiento de los residuos de la granja porcina "Galo Porcina" cantón Echeandía, provincia de Bolívar, año 2016. [Tesis de Ingeniería, Facultad de Ciencias Ambientales]. https://repositorio.uteq.edu.ec/handle/43000/1988
Soria, R., & Carvajal, P. (2013). Biogás: Una Alternativa para la Expansión de Generación Eléctrica en El Ecuador. Revista Técnica energía;, 9(1), 38–45 pp. https://doi.org/10.37116/revistaenergia.v9.n1.2013.131
Suárez, V., López, I., & Álvarez, M. (2018). Estimación de la producción de biogás a partir de un modelo de simulación de procesos. Centro Azúcar, 46(1), 73-85. http://scielo.sld.cu/pdf/caz/v46n1/2223-4861-caz-46-01-73.pdf
Tapia, V. (Octubre de 2016). Instalación y uso de biogás. Manual técnico. Lima. https://sswm.info/sites/default/files/reference_attachments/TAPIA%202016.%20Manual%20de%20Instalaci%C3%B3n%20y%20Uso%20de%20Biog%C3%A1s.pdf
Toledo, E., Sánchez , A., & Martínez, M. (2014). Probabilidad. Distribuciones de probabilidad. Bioestadística amigable, 65-100.
Vargas, O., Trujillo, J., & Torres, M. (2019). El compostaje, una alternativa para el aprovechamiento de residuos orgánicos en las centrales de abastecimiento. Orinoquia, 23(2), 123-129. https://doi.org/10.22579/20112629.575
Varnero, M. (2011). Manual de biogás. FAO. https://www.fao.org/3/as400s/as400s.pdf
Zelaya, R. (2017). Aprovechamiento y valorización energética de biomasa y biogás. Palmas 37(2), 157-162. https://publicaciones.fedepalma.org/index.php/palmas/article/view/11931
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2024 Agua, Saneamiento & Ambiente
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
