Obtención de biogás en condiciones de biodigestor a partir de material vegetal

Abstract

Esta investigación abordó la optimización en la gestión de residuos orgánicos en el campus universitario de la Universidad Tecnológica de Bolívar, sede Ternera, con el objetivo de diseñar un biodigestor que permita generar biogás y, con ello, lograr un ahorro económico al reducir el consumo de gas natural suministrado por la empresa local. El proyecto busca aprovechar los residuos disponibles, como los de poda y cocina, para generar energía renovable y fomentar prácticas sostenibles acordes con los principios de economía circular. La metodología se estructuró en tres etapas principales. Inicialmente, se realizaron pruebas de curva de secado para determinar la pérdida de humedad en distintos tipos de residuos de poda (césped, grava con hojarasca y hojarasca sola), obteniendo que el tiempo de estabilización fue de 2 a 4 horas, según el material. Posteriormente, se elaboraron tres prototipos de biodigestores con distintas proporciones de residuos, observando que las mezclas balanceadas (50% y 50%) ofrecieron mejores resultados en la producción de CO₂. En una segunda fase, se realizaron ajustes estructurales a los prototipos, incluyendo válvulas de emergencia; sin embargo, se evidenciaron fugas debido a la longitud de las mangueras. Asimismo, pruebas de tinción de Gram revelaron bajos niveles de bacterias, indicando un entorno poco favorable para el desarrollo de estas. Para corregir esto, en la tercera etapa se incorporaron inóculos de organismos extraídos de suelo de jardín, mejorando notablemente el pH, la actividad bacteriana y la producción de biogás. Además, se realizó un estudio geotécnico del suelo para garantizar la viabilidad estructural del biodigestor tipo chino continuo, encontrando que el terreno, compuesto por arcilla y limo inorgánico de baja plasticidad, es adecuado para su instalación subterránea sin riesgo de daños por expansión del suelo. En conclusión, el desarrollo de este proyecto permitió identificar las condiciones óptimas para el funcionamiento del biodigestor, tanto en términos del diseño como de la mezcla de residuos y el ambiente bacteriano requerido. Se comprobó la viabilidad técnica de implementar esta alternativa sostenible en el campus, acompañada de un manual de 9 operación y hojas de cálculo ajustables, permitiendo a los usuarios adaptar el sistema según sus necesidades.

Trabajo de grado -- Facultad de Ingeniería