Estudio preliminar del potencial metanogénico del lixiviado de Compostaje de residuos sólidos orgánicos urbanos de Paipa-Boyacá

dc.contributor.advisorPáez Guevara, Luis Alexander
dc.contributor.authorHerrera Montoya, Cristian Leandro
dc.date.accessioned2025-12-16T23:07:15Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractIntroducción: El compostaje, es una de las estrategias para evitar que estos residuos lleguen a los rellenos sanitarios. Sin embargo, una de las principales problemáticas es la producción de lixiviado el cual representa una fuente de contaminación para aguas, suelo y aire. El proceso de biodigestión permite la producción de biogás, mediante el aprovechamiento residuos orgánicos líquidos o sólidos para ser utilizados como combustible Objetivo general: Estudio preliminar del potencial metanogénico del lixiviado proveniente del compostaje de residuos sólidos orgánicos urbanos de Paipa-Boyacá. Metodología: Los parámetros de operación en el proceso de digestión anaeróbico de lixiviados se realizaron a través de un diseño experimental Taguchi de arreglo ortogonal L9 con 3 factores y 3 niveles (parámetros: pH, alcalinizante usado para nivelar el pH y relación Inóculo/Sustrato (I/S), durante un tiempo de 20 días. En el proceso se monitoreo la producción de biogás cada 6 horas, y variables como pH, CE, sólidos volátiles totales y ácidos orgánicos cada 5 días. Resultados: Las variables medidas en el proceso se comportaron de la siguiente manera: el pH para todos los tratamientos osciló entre 6.0 y 7.6, aproximadamente, lo que pudo generar un medio apropiado para los consorcios microbianos y cumplir con todas las etapas del proceso de digestión; la CE, presento un comportamiento heterogéneo, asociado a cambios de iones y ácidos orgánicos, los T6 y T9 fueron los que presentaron los mayores valores de alacalinidad y se asoció al uso de NaHCO3, que permitió aumentar el contenido de HCO3 ; la carga total de SVT estuvo en el rango de 30 a 50 gVS/L, lo que permitió que cada una de las etapas del proceso iniciará y se logrará la producción de biogás. La producción se biogás los tratamientos T4, T1, T2 y T6 mostraron una producción constante durante todo el ensayo, obteniéndose una producción máxima en el rango de 500 a 700 mL gas/día. Por otro lado, T7, T9 y T5 mostraron incrementos graduales hasta los 20 días. En todos los tratamientos, se logró obtener metano, sin embargo, los T1, T2, T6 y T8 fueron los que presentaron los mayores niveles de AGV en los diferentes tiempos de muestreo, lo que pudo ocasionar efectos inhibitorios en la etapa de metanogénesis. Por su parte, T5, T7 y T9, los menores niveles, lo que posiblemente, no afectó la etapa metanogénica y se favoreció la formación de biogás. Conclusión: Los resultados demuestran que el lixiviado del compostaje de los RSOU de Paipa tienen potencial para la producción de biogás, siendo su producción máxima a los 20 días de 3700 mL/ día.
dc.description.abstractenglishIntroduction: Composting is one of the strategies to prevent organic waste from reaching sanitary landfills. However, one of the main issues associated with this process is the production of leachate, which poses a significant source of contamination to water, soil, and air. Anaerobic digestion enables the production of biogas by utilizing organic solid or liquid waste as fuel. General Objective: Preliminary study of the methanogenic potential of leachate generated from the composting of urban organic solid waste from Paipa, Boyacá. Methodology: Operational parameters for the anaerobic digestion of leachate were evaluated using a Taguchi experimental design with an L9 orthogonal array comprising three factors and three levels (parameters: pH, alkalizing agent used to adjust pH, and Inoculum/Substrate (I/S) ratio) over a period of 20 days. Biogas production was monitored every 6 hours, while variables such as pH, electrical conductivity (EC), total volatile solids (TVS), and organic acids were measured every 5 days. Results: The process variables behaved as follows: pH values across all treatments ranged between approximately 6.0 and 7.6, creating suitable conditions for microbial consortia to carry out all stages of the digestion process. Electrical conductivity showed heterogeneous behavior due to changes in ion concentrations and organic acid levels. Treatments T6 and T9 exhibited the highest alkalinity values, associated with the use of NaHCO₃, which increased HCO₃⁻ concentrations. The total volatile solids load ranged between 30 and 50 gVS/L, which enabled the initiation and progression of each digestion stage, leading to biogas production. Regarding biogas output, treatments T4, T1, T2, and T6 showed consistent production throughout the experiment, reaching a maximum of 500–700 mL gas/day. In contrast, treatments T7, T9, and T5 exhibited gradual increases in production until day 20. Methane was successfully generated in all treatments; however, treatments T1, T2, T6, and T8 displayed higher levels of volatile fatty acids (VFAs) at different sampling times, which may have caused inhibitory effects during the methanogenesis stage. On the other hand, T5, T7, and T9 exhibited lower VFA levels, likely resulting in a more favorable environment for methanogenesis and biogas formation. Conclusion:The results indicate that leachate from the composting of urban organic solid waste in Paipa has potential for biogas production, with a maximum yield of 3,700 mL/day achieved at 20 days.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/123456789/242
dc.language.isospa
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectBIODIGESTIÓN
dc.subjectPODER METANOGÉNICO
dc.subjectLIXIVIADO
dc.subjectRESIDUOS SÓLIDOS ORGÁNICOS
dc.subjectBIOGÁS
dc.titleEstudio preliminar del potencial metanogénico del lixiviado de Compostaje de residuos sólidos orgánicos urbanos de Paipa-Boyacá
dc.typeTesis

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