Aprovechamiento energético de la biomasa residual: caso de estudio de los restos de comida de familias de estudiantes de la Universidad de Guayaquil, para producción de biogás

Contenido principal del artículo

Silvia Magdalena Coello-Pisco
Benigno Antonio Rodríguez-Gómez
Yomar Alexander González-Cañizalez
José Armando Hidalgo-Crespo

Resumen

Este trabajo describe el potencial energético de cierto tipo de biomasa residual (restos de comida) que proviene de los hogares urbanos y que pueden ser utilizados como un recurso energético alternativo de energía limpia diferente a la actual dependencia de la energía fósil (gas GLP doméstico). El objetivo del estudio fue demostrar que el nivel de producción de biogás está determinado por la valorización energética del sustrato orgánico (restos de comida), el cual es viable para alimentar un dispositivo basado en fermentación metánica que sustituya a los actuales cilindros de gas doméstico de 15 kg. La aportación científica del artículo es el resultado de la investigación llevada a cabo mediante el diseño experimental al azar con 5 muestras de 196 hogares y 2 muestras de dos hogares independiente y su posterior análisis. Los parámetros que se midieron fueron: análisis físico, punto de fusión de ceniza, análisis elemental y contenido energético cuyas variables inciden en el proceso de conversión de biomasa a energía basados en métodos bioquímicos. En el contraste de hipótesis con otros tipos de RSU (resto de comida) no se encontraron diferencias significativas (p > 0.05). Finalmente, los resultados del poder calórico superior e inferior promedio son de: 3742.21 kcal/kg y 3309.68 kcal/kg mostrando un potencial energético adecuado para utilizar la biomasa residual como una alternativa válida al uso de nuevas fuentes de energía renovables, en proyectos de valorización o generación de combustible con tratamiento de fermentación metánica. El uso de biomasa orgánica urbana o de sus derivados puede considerarse nulo en términos de emisiones netas que no afectarán al medio ambiente o a la atmósfera.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Métricas

Cargando métricas ...

Detalles del artículo

Cómo citar
Coello-Pisco, S. M., Rodríguez-Gómez, B. A., González-Cañizalez, Y. A., & Hidalgo-Crespo, J. A. (2021). Aprovechamiento energético de la biomasa residual: caso de estudio de los restos de comida de familias de estudiantes de la Universidad de Guayaquil, para producción de biogás. FIGEMPA: Investigación Y Desarrollo, 12(2), 15–25. https://doi.org/10.29166/revfig.v12i2.3251
Sección
Artículos
Biografía del autor/a

Silvia Magdalena Coello-Pisco, Universidad de Guayaquil. Guayaquil. Ecuador

Universidad de Guayaquil. Guayaquil, Ecuador silvicoell@gmail.com

https://orcid.org/0000-0002-9812-4399

Benigno Antonio Rodríguez-Gómez, Universidad Da Coruña. Coruña, España

Universidad Da Coruña. Coruña, España. benigno.rodriguez@udc.es https://orcid.org/0000-0002-0424-5764

Yomar Alexander González-Cañizalez, Universidad de Guayaquil. Guayaquil, Ecuador

Universidad de Guayaquil. Guayaquil, Ecuador yomar.gonzalezc@ug.edu.ec https://orcid.org/0000-0002-6348-866X

José Armando Hidalgo-Crespo, Universidad de Guayaquil. Guayaquil, Ecuador

Universidad de Guayaquil. Guayaquil, Ecuador jose.hidalgocr@ug.edu.ec https://orcid.org/0000-0002-0250-3299

Citas

Agencia de Regulación y Control Hidrocarburífera. 2016. Boletín estadístico de Hidrocarburos 2016: Actividad hidrocarburífera. Ministerio de Hidrocarburos. Accedido febrero de 2020. https://n9.cl/9yk63.

Arroyo Vinueza J., y Reina Guzmán W. 2016. Aprovechamiento del recurso biomasa a partir de los desechos de madera para una caldera de vapor. Ingenius: Revista de Ciencia y Tecnología (16): 20-29. https://doi.org/10.17163/ings.n16.2016.03.

Armengol G., Farré O. 2011. Situation and Potential for Direct Energy Recovery from Waste.

Accedido febrero de 2020. https://n9.cl/9w5yv.

A.E. Atabani, T.M.I. Mahlia, H.H. Masjuki, Irfan Anjum Badruddin, Hafizuddin Wan Yussof, W.T. Chong y Keat Teong Lee. 2013. A Comparative Evaluation of Physical and Chemical Properties of Biodiesel Synthesized from Edible and Non-Edible Oils and Study on the Effect of Biodiesel Blending”. Journal Energy (58): 296-304. https://n9.cl/nt95.

Atelge M. R., Krisa D., Kumar G., Eskicioglu C., C., NguyenUnalan S. 2020. Biogas Production from Organic Waste: Recent Progress and Perspectives. Journal Waste Biomass Valor 11(3): 1019-1040. https://n9.cl/oqerc

Caraballo María, García Juana. 2017. Energías renovables y desarrollo económico. Un análisis para España y las grandes economías europeas. Revista El Trimestre Económico 84 (3): 571-609. https://doi.org/10.20430/ete.v84i335.508

Carhuanco, León F. 2015. “Valorización energética de la biomasa residual agrícola de banano y mango en la región de Piura – Perú”. Tesis de posgrado. Universidad Politécnica de Madrid. http://oa.upm.es/51182/.

Rivard, F., Abou Harb, G., Meret, P. 2020. “Transverse Information System: New Solutions for IS and Business Performance”. Editado por De Francois Rivard, Georges Abou Harb, Philippe Meret. Francia: WILEY - Iste. https://n9.cl/w3pf0

EP Petroecuador. 2016. Boletín No. 157. Accedido enero de 2020. https://n9.cl/jv023. Fedailaine, Maamar, Moussi K., Khitous Mohamed, Tirichine N. Abada S. Saber Meyem,

Tirichine N. 2015. Modeling of the Anaerobic Digestion of Organic Waste for Biogas Production. Journal Procedia Computer Science 52(1):730-737 https://n9.cl/1f1bt

García V., Prieto Ruíz A., Corral J. y Hernández J. 2016. Química de la biomasa vegetal y su efecto en el rendimiento durante la torrefacción: revisión, Revista Mexicana de Ciencias Forestales 7 (38): 18-25. https://n9.cl/j9xjp.

González F, Cuadro F, Ruiz a, López F. 2013. Energy-environmental benefits and feasibility of anaerobic codigestion of Iberian pig slaughterhouse and tomato industry wastes in Extremadura Madrid, Spain. Bioresource Technology 136C:109-116. Elsevier Ltd. Vol. 136. DOI: 10.1016/j.biortech.2013.02.03.

Gould, C., Schlesinger, S., Molina, E., Bejarano L., Valarezo M., A., Darbi J., 2020. Long- standing LPG subsidies, cooking fuel stacking, and personal exposure to air pollution in rural and peri-urban Ecuador. Journal of exposure science & environmental epidemiology 30 (4): 707–720. https://n9.cl/hbsgj4

Grafí M., Martí Herrero J., Garwood A., Ferrer I. 2014. Household Anaerobic Digesters For Biogas Production In Latin America: A Review. Journal Renewable and Sustainable Energy Reviews 60: 559-614. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.01.071.

Hernández Sampieri R, Fernández C., Baptista P. 2014. Metodología de la Investigación. (6a. ed. --.). México D.F.: McGraw-Hill. https://n9.cl/hbsgj4

Ibeto C., Chukwuma O., Okoye B., Ofoefule A. 2012. Comparative Study of the Physicochemical Characterization of Some Oils as Potential Feedstock for Biodiesel Production". Journal International Scholarly Research Notice, page 5. https://doi.org/10.5402/2012/621518

Fryn, F. 2019. Qualitative vs Quantitative Research – What Is What? Imotion. Accedido marzo de 2020. https://n9.cl/252h0

EC INEC Instituto Nacional de Estadísticas y Censos. 2018. Según las últimas estadísticas de información ambiental: Cada ecuatoriano produce 0,58 kilogramos de residuos sólidos al día”. Instituto Nacional de Estadísticas y Censos. Accedido enero de 2020.

http://bit.ly/2dUuKxm.

EC INEC Instituto Nacional de Estadísticas y Censos. 2019. Gobiernos autónomos descentralizados (GAD) y Asociación de Municipios Ecuatorianos. Estadísticas de información económico ambiental en los gobiernos municipales autónomos descentralizados. Instituto Nacional de Estadísticas y Censos. Accedido enero de 2020. https://n9.cl/9sacf.

Martí J., Piedra M., Cuji P., Ramírez V., Rodríguez L., López D., Cipriano J. 2017. Línea base y demanda potencial técnica de biodigestores en Ecuador: Análisis del contexto y tipologías de productores. Accedido marzo de 2020. https://n9.cl/te6nu

Ministerio del Ambiente. 2015. Introducción de Biodigestores en Sistemas Agropecuarios en el Ecuador. Un aporte a la mitigación y adaptación al cambio climático. Quito, Ecuador. https://n9.cl/am4q8

Ministerio de medio Ambiente y Agua. 2020a. Ecuador promueve la generación de bioenergía mediante el uso de residuos orgánicos e industriales. Boletín N° 091. Accedido marzo de 2020. https://n9.cl/jnq7m.

Ministerio de Medio Ambiente y Agua del Ecuador (MAA) 2020b. Manual de uso de residuos orgánicos urbanos. Ministerio de Medio Ambiente y Agua del Ecuador. Quito, Ecuador. Accedido febrero de 2020. https://n9.cl/o8wsx.

Niban A., Lars Ditlev Mørck Ottosen, Michael Vedel Wegener Kofoed, Deepak Pant,

Emerging Technologies and Biological Systems for Biogas Upgrading, editado por Nabin Aryal, Lars Ditlev Mørck Ottosen, Michael Vedel Wegener Kofoed, Deepak Pant, 493-506. Londres, United Kingdom: Elservier Science. https://doi.org/10.1016/B978-012-822808-1.00023-4

Pacheco González S. 2016. Construcción y evaluación de un digestor anaerobio para la producción de biogás a partir de residuos de alimentos y poda a escala banco. Tesis

de Maestría. Universidad Nacional de Colombia. https://n9.cl/mcei7j

PNABE Plan del Programa Nacional de Biodigestores en Ecuador, 2015. Hacia un sector biodigestor sostenible en Ecuador: Insumos para un componente biodigestor del PNABE. Universidad Regional Amazónica. Ministerio de Ambiente. Accedido marzo de 2020. https://n9.cl/vb3m8.

Pratima Bajpai. 2019. Biomass to Energy Conversion Technologies.The Road to Commercialization. Editado por Pratima Bajpai. Washington, United State: Elsevier Science.

Ramos Agüero D., Terry A, Soto F.y Cabrera J. 2014. Bocashi: abono orgánico elaborado a partir de residuos de la producción de plátanos en Bocas del Toro, Panamá. Revista Cultivos Tropicales, 35(2): 90-97. Accedido marzo de 2020, de https://n9.cl/gx3y9y

Rojo D., Ernst C., Romero C. 2019. Manual de metodología de estimación de empleo verde en la bioenergía. Editado por Alejandra Groba. FAO, Buenos Aires.

Safoora M., Karimi K., Tabatabaei M., Aghbashlo M., Sahoo P.K., L.M. Das, M.K.G. Babu,

S.N. Naik. 2007. Biodiesel development from high acid value polanga seed oil and performance evaluation in a CI engine. Journal Fuel 86 (3):448-454. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2006.07.025

Sakurai K. 2010. Guía HDT 17: Método sencillo del análisis de residuos sólidos. Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente (CEPIS). Accedido enero de 2020. https://n9.cl/8j46

Tchobanoglous Georgem, Theisen Hillary, Samuel Vigil.2002. Handbook of Solid Waste Management, Second. Editado por Tchobanoglous Georgem y Theisien Hillary, Samuel Vigil, 1-950. New York: McGraw Hill Handbooks.

Tello P., Campani D., Sarafian D. 2018. Gestión Integral de residuos sólidos urbanos. Presidente de la Asociación Interamericana de Ingeniería Sanitaria y Ambiental – AIDIS. Accedido enero de 2020 https://n9.cl/0re5s.

Varnero Moreno, María Teresa. 2011. Manual de Biogás. Editado por Proyecto CHI/00/G32 Chile: Eliminación de Barreras para Electrificación Rural con Energías Renovables. Santiago Chile: FAO. https://n9.cl/ncstt

Venturin P., Francisquetti R. 2017. Análise do aproveitamento energético do biogás obtido na biodigestão anaeróbia de manipueira em uma farinheira de mandioca” Tesis de Maestría. Universidad Tecnológica Federal de Paraná, Mourão, Brasil. https://n9.cl/91a31.

Zhichao L., K. G. W. Inn & J. J. Filliben. An alternative statistical approach to the evaluation of interlaboratory comparison data. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 248 (1): 163-17. https://doi.org/10.1023/A:1010615200709