PRODUCCIÓN Y EVALUACIÓN DE BIOGAS EN UN BIODIGESTOR …

UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

CARRERA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA

PRODUCCIÓN Y EVALUACIÓN DE BIOGAS EN UN BIODIGESTOR USANDO ESTIERCOL DE VACA EN EL

CANTÓN MILAGRO TRABAJO EXPERIMENTAL

Trabajo de titulación presentado como requisito para la obtención del título de

INGENIERO AGRÓNOMO

AUTOR

PÉREZ SUIN LEYTON MARCELO

TUTOR

ING. MARTÍNEZ ALCÍVAR FERNANDO ROBERTO, M.Sc

MILAGRO – ECUADOR

2021

PORTADA

2


FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS CARRERA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA

APROBACIÓN DEL TUTOR

Yo, ING. MARTÍNEZ ALCÍVAR FERNANDO ROBERTO, M.Sc, docente de la

Universidad Agraria del Ecuador, en mi calidad de Tutor, certifico que el presente

trabajo de titulación: PRODUCCIÓN Y EVALUACIÓN DE BIOGAS EN UN

BIODIGESTOR USANDO ESTIERCOL DE VACA EN EL CANTÓN MILAGRO,

realizado por el estudiante PÉREZ SUIN LEYTON MARCELO; con cédula de

identidad N°0706764511 de la carrera INGENIERÍA AGRONÓMICA, Unidad

Académica Milagro, ha sido orientado y revisado durante su ejecución; y cumple

con los requisitos técnicos exigidos por la Universidad Agraria del Ecuador; por lo

tanto, se aprueba la presentación del mismo.

Atentamente, Firma del Tutor Milagro, 18 de octubre del 2021

3


FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS CARRERA DE INGENIERÍA GRONÓMICA

APROBACIÓN DEL TRIBUNAL DE SUSTENTACIÓN

Los abajo firmantes, docentes designados por el H. Consejo Directivo como

miembros del Tribunal de Sustentación, aprobamos la defensa del trabajo de

titulación: “PRODUCCIÓN Y EVALUACIÓN DE BIOGAS EN UN BIODIGESTOR

USANDO ESTIERCOL DE VACA EN EL CANTÓN MILAGRO”, realizado por el

estudiante PÉREZ SUIN LEYTON MARCELO, el mismo que cumple con los

requisitos exigidos por la Universidad Agraria del Ecuador.

Atentamente,

Ing. Macías Hernández David, M.Sc. PRESIDENTE

Ing. Fajardo Espinoza Paola, M.Sc. Ing. Moran Bajaña Joaquín, M.Sc. EXAMINADOR PRINCIPAL EXAMINADOR PRINCIPAL

Ing. Martínez Alcívar Fernando, M.Sc. EXAMINADOR SUPLENTE

Milagro, 18 de octubre del 2021

4

Dedicatoria

Ésta tesis está dedicada a Dios y mi familia, por ser

quienes han estado junto a mí, brindándome el soporte

anímico, espiritual, moral, para de ésta manera

culminar con éxito ésta etapa de mi vida.

Agradezco a mi madre, a mi padre, por su esfuerzo

diario, cuyo ejemplo me sirve para ser un hombre de

bien y llegar a ser un exitoso profesional.

A todos mis familiares y amigos por la confianza

brindada para la culminación de ésta tesis.

5

Agradecimiento

Agradezco en primer lugar a Dios por haberme

brindado la vida, de igual manera agradezco a la

Universidad Agraria del Ecuador, y por su

representación a la Dra. Martha Bucaram Leverone,

por brindar su sapiencia en favor de la educación

superior, permitiendo alcanzar mis objetivos.

Al Ing. Agrónomo Jacobo Bucaram Ortiz, Fundador

de la Universidad Agraria del Ecuador, por brindar

su aporte en beneficios de la sociedad; de igual

manera a los catedráticos que en todo este trayecto

supieron inculcar conocimiento técnico y

humanístico.

Agradezco a mis padres, Mercedes Suin Chamba,

Bolívar Pérez Silva y mis hermanos: Zoila,

Fernando, Stalin, Karly, Patricio y Alberto, Pérez

Suin. por haberme apoyado durante todo este

tiempo tanto moral como económicamente.

Al Ing. Fernando Martínez Alcívar M,Sc, tutor de

ésta tesis por su colaboración en la culminación de

este trabajo.

6

Autorización de Autoría Intelectual

Yo PÉREZ SUIN LEYTON MARCELO, en calidad de autor del proyecto realizado,

sobre “PRODUCCIÓN Y EVALUACIÓN DE BIOGAS EN UN BIODIGESTOR

USANDO ESTIERCOL DE VACA EN EL CANTÓN MILAGRO” para optar el título

de INGENIERO AGRÓNOMO, por la presente autorizo a la UNIVERSIDAD

AGRARIA DEL ECUADOR, hacer uso de todos los contenidos que me

pertenecen o parte de los que contienen esta obra, con fines estrictamente

académicos o de investigación.

Los derechos que como autor me correspondan, con excepción de la presente

autorización, seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en

los artículos 5, 6, 8; 19 y demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y

su Reglamento.

Milagro, octubre 18 , 2021.

PÉREZ SUIN LEYTON MARCELO

C.I. 0706764511

7

Índice general

PORTADA .............................................................................................................. 1

APROBACIÓN DEL TUTOR ................................................................................. 2

APROBACIÓN DEL TRIBUNAL DE SUSTENTACIÓN ........................................ 3

Dedicatoria ............................................................................................................ 4

Agradecimiento .................................................................................................... 5

Autorización de Autoría Intelectual .................................................................... 6

Índice general ....................................................................................................... 7

Índice de tablas .................................................................................................. 10

Índice de figuras ................................................................................................. 11

Resumen ............................................................................................................. 12

Abstract ............................................................................................................... 13

1. Introducción .................................................................................................... 14

1.1 Antecedentes del problema ......................................................................... 14

1.2 Planteamiento y formulación del problema ............................................... 15

1.2.1 Planteamiento del problema ................................................................ 15

1.2.2 Formulación del problema ................................................................... 15

1.3 Justificación de la investigación ................................................................ 15

1.4 Delimitación de la investigación ................................................................. 16

1.5 Objetivo general ........................................................................................... 16

1.6 Objetivos específicos................................................................................... 16

1.7 Hipótesis ....................................................................................................... 16

2. Marco teórico .................................................................................................. 17

2.1 Estado del arte .............................................................................................. 17

2.2 Bases teóricas .............................................................................................. 18

8

2.2.1 Ganadería en el Ecuador ...................................................................... 18

2.2.2 Generalidades de la vaca ..................................................................... 19

2.2.3 Crianza de vacas ................................................................................... 19

2.2.4 Generación de residuos ....................................................................... 19

2.2.4.1 Características del estiércol de la vaca ........................................... 20

2.2.4.2 Digestión o fermentación anaerobia ................................................ 20

2.2.4.3 Parámetros cinéticos de la fermentación ........................................ 21

2.2.4.4 Parámetros del control ..................................................................... 21

2.2.5 Biodigestor ............................................................................................ 22

2.2.5.1 Ventajas .............................................................................................. 22

2.2.5.2 Desventajas ....................................................................................... 23

2.2.6 Producto de biodigestores (Biogás).................................................... 23

2.2.6.1 Composición ...................................................................................... 23

2.2.6.2 Características ................................................................................... 24

2.3 Marco legal .................................................................................................... 24

3. Materiales y métodos ..................................................................................... 26

3.1 Enfoque de la investigación ........................................................................ 26

3.1.1 Tipo de investigación ............................................................................ 26

3.1.2 Diseño de investigación ....................................................................... 26

3.2 Metodología .................................................................................................. 26

3.2.1 Variables ................................................................................................ 26

3.2.1.1. Variable independiente ..................................................................... 26

3.2.1.2. Variable dependiente ........................................................................ 26

3.2.1.2.1 PH ..................................................................................................... 26

3.2.1.2.2 Temperatura .................................................................................... 26

9

3.2.1.2.3 Concentración de macronutrientes ............................................... 26

3.2.1.2.4 Cuantificación del biogás ............................................................... 27

3.2.2 Diseño experimental ............................................................................. 27

3.2.3 Recolección de datos ........................................................................... 27

3.2.4.1. Recursos ............................................................................................ 27

3.2.4.2. Métodos y técnicas ........................................................................... 28

3.2.4 Análisis estadístico ............................................................................... 28

4. Resultados ...................................................................................................... 29

4.1 pH del biogás ................................................................................................ 29

4.2 Temperatura .................................................................................................. 30

4.3 Concentración de nutrientes ....................................................................... 31

4.4 Cuantificación del biogás ............................................................................ 32

5. Discusión ........................................................................................................ 33

6. Conclusiones .................................................................................................. 34

7. Recomendaciones .......................................................................................... 35

8. Bibliografía ...................................................................................................... 36

9. Anexos ............................................................................................................ 44

10

Índice de tablas

Tabla 1. Propiedades de una composición estándar de biogás ....................... 23

Tabla 2. Volumen de carga del biodigestor ...................................................... 27

Tabla 3. Promedios del pH en biodigestores ................................................... 29

Tabla 4. Evaluación de temperatura de biogás ................................................ 30

Tabla 5. Promedio de concentración de nutrientes .......................................... 31

Tabla 6. Evaluación de la cuantificación del biogás ......................................... 32

Tabla 7. Datos del pH del biogás ..................................................................... 45

Tabla 8. Análisis estadístico del pH del biogás ................................................ 45

Tabla 9. Datos de temperatura (día 0) ............................................................. 46

Tabla 10. Análisis estadístico de temperatura (día 0) ...................................... 46

Tabla 11. Datos de temperatura (día 40) ......................................................... 47

Tabla 12. Análisis estadístico de temperatura (día 40) .................................... 47

Tabla 13. Datos de temperatura (día 80) ......................................................... 48

Tabla 14. Análisis estadístico de temperatura (día 80) .................................... 48

Tabla 15. Datos de temperatura (día 120) ....................................................... 49

Tabla 16. Análisis estadístico de temperatura (día 120) .................................. 49

Tabla 17. Datos de concentración de nutrientes % .......................................... 50

Tabla 18. Análisis estadístico de concentración de nutrientes % ..................... 50

Tabla 19. Datos de cuantificación del biogás ................................................... 51

Tabla 20. Análisis estadístico de cuantificación del biogás .............................. 51

11

Índice de figuras

Figura 1. Temperatura obtenida en cada evaluación ....................................... 30

Figura 2. Concentración de nutrientes (%) ....................................................... 31

Figura 3. Cuantificación del biogás .................................................................. 32

Figura 4. Diseño del biodigestor ....................................................................... 44

Figura 5. Estiércol vacuno utilizado .................................................................. 52

Figura 6. Balanza para el peso del estiércol utilizado ...................................... 52

Figura 7. Preparación de la mezcla .................................................................. 53

Figura 8. Preparación de biodigestores ........................................................... 53

Figura 9. Biodigestores por tratamientos ......................................................... 54

Figura 10. Obtención del biogás ...................................................................... 54

Figura 11. Visita de campo del tutor guía ......................................................... 55

Figura 12. Toma de datos de los parámetros del proceso ............................... 55

Figura 13. Inspección de biodigestores ............................................................ 56

Figura 14. Finalización del ensayo experimental ............................................. 56

12

Resumen

El presente ensayo fue realizado en el Cantón Milagro, Provincia del Guayas.

Entre los meses de septiembre del año 2020 a marzo del año 2021. El objetivo

general fue determinar la producción de biogás en un biodigestor usando estiércol

de vaca en el Cantón Milagro. El diseño de la investigación es experimental. Se

basó en la producción de biogás a partir del estiércol vacuno, con el objetivo de

alcanzar un medio ambiente amigable. El diseño del biodigestor se realizó a la

disposición de materia orgánica (estiércol vacuno), se fabricó el biodigestor con

revestimiento antioxidante y su cuerpo es de forma cilíndrica con altura de 1,10 m

y ancho 0,50 m, aquí se ubicó el tubo de carga y descarga del efluente con su

respectivo tapón. Además, de una campana para la recolección del biogás a una

altura de 0,26 m de forma cónica, con un dispositivo que permita la salida del

biogás controlada en la parte superior se ubicó un manómetro que facilitó la toma

de datos de la presión del gas en el biodigestor. Se aplicaron tres tratamientos, T1

Biodigestor 1 (20 kg:25 lt), T2 Biodigestor 2 (25 kg:30 lt) y T3 Biodigestor 3 (30

kg:35 lt), donde la relación fue estiércol: agua. Las variables evaluadas son pH del

biogás, temperatura, concentración de nutrientes y cuantificación del biogás. Los

resultados mostraron que el tratamiento 3 presentó un pH de 7 y mayor

concentración de nutrientes minerales en su composición (71%) además, se

obtuvo alta cantidad del biogás (6,75 kg de lixiviado), comparado con el resto de

tratamientos.

Palabras clave: agua, biodigestor, biogás, estiércol, lixiviado.

13

Abstract

The present test was carried out in the Milagro Canton, Guayas Province.

Between the months of September 2020 to March 2021. The general objective

was to determine the production of biogas in a biodigester using cow manure in

Canton Milagro. The research design is experimental. It was based on the

production of biogas from cattle manure, with the aim of achieving a friendly

environment. The design of the biodigester was made at the disposal of organic

matter (cattle manure), the biodigester was manufactured with an antioxidant

coating and its body is cylindrical with a height of 1.10 m and a width of 0.50 m,

here the tube of loading and unloading of the effluent with its respective cap. In

addition, a bell for the collection of biogas at a height of 0.26 m in conical shape,

with a device that allows the controlled exit of the biogas in the upper part, a

manometer was located that facilitated the data collection of the pressure of the

gas in the biodigester. Three treatments were applied, T1 Biodigester 1 (20 kg:25

lt), T2 Biodigester 2 (25 kg:30 lt) and T3 Biodigester 3 (30 kg:35 lt), where the ratio

was manure: water. The variables evaluated are biogas pH, temperature, nutrient

concentration and biogas quantification. The results showed that treatment 3

presented a pH of 7 and a higher concentration of mineral nutrients in its

composition (71%), in addition, a high amount of biogas was obtained (6.75 kg of

leachate), compared to the rest of the treatments.

Keywords: water, biodigester, biogas, manure, leachate.

14

1. Introducción

1.1 Antecedentes del problema

Según MAGAP (2017), la producción bovina se encuentra entre 200 mil

toneladas métricas, es decir, que el Ecuador puede abastecerse con la demanda

de este producto a nivel nacional.

Además, en las Provincias de la Costa que provee mayor producción ganadera

es Manabí con el 54% de sus reses para la industrialización de carnes, seguido

de Esmeraldas, Santo domingo, Los Ríos, Guayas y el Oro. Además, entre las

provincias de la Región interandina se nombra a Loja, Pichincha, Chimborazo,

Azuay, Cotopaxi, Tungurahua y Carchi (Mestanza y Velasco, 2015).

Así mismo, la agricultura además de producir alimento de calidad, genera

muchos desechos, ya sea de cultivos o animales de granjas, de lo cual se obtiene

1 400 millones ton de estiércol anual. sin embargo, estos residuos poseen alto

contenido nutritivo que al descomponerse en minerales son utilizados por los

agricultores como abono para las plantas (King, 2019).

Generalmente se afirma que todo residuo obtenido ya sea orgánico, urbano,

sólido o doméstico posee gran cantidad de materia orgánica que mediante un

proceso adecuado genera biofertilizantes como el caso del biogás. Este producto

se basa en la combinación gaseosa originada de la descomposición de materia

orgánica en ausencia de aire, especialmente el metano y dióxido de carbono.

Esta fermentación y descomposición se llama anaerobia (Muñoz et al. 2017).

Además, para generar este producto debe realizarse un proceso mediante el

empleo del biodigestor, dicho recipiente cerrado hermético, degrada el material

orgánico sin presencia de oxígeno, lo cual permite producir gas metano y

fertilizantes orgánicos, como el biol o biogás, los cuales son muy utilizados en la

agricultura sustentable (Toala, 2014).

15

1.2 Planteamiento y formulación del problema

1.2.1 Planteamiento del problema

Uno de los problemas que actualmente se presentan es la contaminación

ambiental por el uso excesivo de químicos, a su vez, el sector ganadero también

genera altos niveles de contaminación, que se originan de la inadecuada

disposición de los excrementos vacunos. Esto ha provocado sugerir en las

haciendas ganaderas, la reutilización de dichos desechos que bajo diferentes

tecnologías puedan generar un producto biológico a partir del estiércol vacuno

como es el caso del biogás.

Mediante la elaboración de un biodigestor, se resolverán los problemas

mencionados anteriormente que presenta la zona de estudio, obteniendo

productos orgánicos, para reducir el uso de químicos y, además, utilizar los

desechos de vacas para un beneficio agrícola.

1.2.2 Formulación del problema

¿Cuál será el resultado de la producción de biogás en un biodigestor usando

estiércol de vaca en el Cantón Milagro?

1.3 Justificación de la investigación

La importancia del sector vacuno se basa en el mejoramiento genéticos, dicha

labor va en crecimiento en el Ecuador, obteniendo vacas de razas mejoradas a

nivel nacional (El productor, 2019). Su aporte nutricional en las plantas y

acumulación de materia orgánica en el suelo es muy importante. Sin embargo,

debe ser manejado adecuadamente para no generar problemas ambientales

(Charlón, 2015).

Por lo tanto, se considera que el estiércol vacuno bajo un proceso adecuado

produce biogás, la cual se convierte en energía renovable, dicha alternativa

16

brinda beneficios como reducir los gases del efecto invernadero y mejorar la

productividad de los cultivos por el alto contenido de nutrientes que posee dicho

producto (Alva y Leiva, 2020).

1.4 Delimitación de la investigación

El presente ensayo fue realizado en el Cantón Milagro, Provincia del Guayas.

Entre los meses de septiembre del año 2020 a marzo del año 2021.

1.5 Objetivo general

Determinar la producción de biogás en un biodigestor usando estiércol de

vaca en el Cantón Milagro.

1.6 Objetivos específicos

• Construir un biodigestor que cumpla las medidas de bioseguridad y haya

incorporado depósito de medición de los parámetros cinéticos

• Producir biogás a partir del estiércol de vaca mediante un periodo de 6

meses

• Determinar el pH y temperatura de producción de biogás a partir del

estiércol de vaca

• Evaluar la calidad del biogás mediante diferentes medidas de estiércol en

los digestores

1.7 Hipótesis

Se obtiene biogás a partir del estiércol de vaca de excelente calidad, mediante

el biodigestor construido.

17

2. Marco teórico

2.1 Estado del arte

Durazno (2018), evaluó la producción de biogás a base del estiércol porcino y

bovino en un biodigestor por etapas. utilizó un biodigestor cilíndrico de carga 233l.

La capacidad fue del 65% con 151,42 l y relación 1:1 estiércol: agua. Los

resultados determinaron que de cada tipo de estiércol se obtuvo una producción

de biogás de 48,80 l y 65,90 l a temperatura ambiente.

Verdezoto (2014), realizó un diseño de biodigestor anaerobio para la obtención

de biogás a base del excremento vacuno. Las dimensiones fueron 7,10 m3 del

volumen de tanque de biodigestor, 2,10 m diámetro inferior y 2,40 m diámetro

exterior. La altura fue 2,10 m, determinó que el diseño utilizado pudo generar

abono orgánico, lo cual cubrió las necesidades de la finca en estudio y a sus

alrededores. Además de beneficiar la producción de los cultivos no generó daños

ambientales, manteniendo un equilibrio con el medio ambiente.

España (2018), estudió el aprovechamiento del estiércol vacuno en la

elaboración de biogás para el manejo de granjas ecológicas. Las dimensiones del

biodigestor fueron 3,50 metros x 1,20 metros. Entre las características más

importantes se nombra la cámara de biodigestión, tubería de conducción del

biogás y tubería de conducción afluente. Se utilizó la mezcla del estiércol de vaca

y agua. Los resultados mostraron que el proceso anaeróbico es una alternativa

favorable para la obtención de biogás. Además, dicho producto fue utilizado para

el sector agrícola.

Barrena et al. (2019), instaló un biodigestor para la obtención de biogás y

bioabonos para el desarrollo de pastos. Mediante el proceso de anaerobiosis se

realizó la mezcla de estiércol: agua con una proporción de 1:5. La temperatura fue

18

14,4 c°. Los resultados obtenidos mostraron que el biogás benefició la demanda

de combustible de cocina mientras el biol y biosol fueron excelentes abonos

orgánicos para el pasto obteniendo mayor tamaño.

Crespo (2020), generó productos orgánicos a partir del estiércol vacuno, bajo

un diseño completamente al azar (DBCA). Los tratamientos son: T1 estuvo

compuesto por estiércol fresco de bovino (6 lb) + cascarilla de arroz (3 lb) + leche

cruda (1,5 L) + agua (10,5 L). T2, estiércol fresco de bovino (6 lb) +cascarilla de

arroz (3 lb) + levadura de pan (300 g) + agua (10,5 L). T3, estiércol fresco de

bovino (6 lb) +cascarilla de arroz (3 lb) + leche cruda (1,5 L) + levadura de pan

(300 g) + agua (10,5 L) y T4, estiércol bovino (6 lb) + cascarilla de arroz (3 lb) +

agua (13,5 L). Los resultados mostraron que en la obtención del biogás el T2

generó mayor valor, mientras en la producción de biol los tratamientos 1 y 4

generaron mayor valor. Además. concluye que la producción de biogás a base de

estiércol vacuno es una ventaja para la instalación de biodigestores.

2.2 Bases teóricas

2.2.1 Ganadería en el Ecuador

Esta labor es principalmente para el manejo de los animales útiles para el

hombre, personal y comercialmente; con una adecuada producción animales se

obtiene productos necesarios como cárnicos, lácteos o residuos como el caso del

estiércol, lo cual es muy empleado en la agricultura (Caiza, 2017).

“El sector ganadero ha sido una de las variables más importantes en la economía del Ecuador, esta actividad contribuye constantemente al crecimiento y desarrollo productivo del país sobre todo en la producción de carnes y leche, con mayor incidencia en la Costa como en la Sierra ecuatoriana en donde se destaca la crianza de ganado vacuno y porcino” (González, 2018, pág. 11)

19

Además, en el país esta práctica es muy antigua y ha tenido sus propósitos

como arado de la tierra mediante animales de trabajo, fuentes de fertilizantes

como el uso del estiércol y mecanismos de protección y riquezas (Acebo, 2016).

2.2.2 Generalidades de la vaca

El pelaje de las vacas puede ser negro, blanco, rojo e incluso hasta manchado,

es decir, que puede ser blanco con manchas negras e incluso negro con manchas

blancas. Al nacer el becerro puede pesar entre 38 y 42 kg (Gremio, 2020).

Los animales deben alimentarse de zonas con abundante alimento y posean

gran cantidad de agua, así mismo, el alimento (pasto) debe ser mejorado y

tengan mayor densidad (Castillo, 2015).

2.2.3 Crianza de vacas

Esta actividad nace desde la década de los sesenta, como última etapa de

colonización, además, expandió hacia la frontera agrícola donde se facilitaron

vías para la explotación petrolera. Al ser una actividad agropecuaria importante, la

producción de pastos en bosques se volvió habitual (Ríos y Benítez, 2015).

Esta actividad consiste en la producción y crianza de animales ganaderos con

el objetivo de obtener leche o carne. Además, estos no son los únicos productos

que se obtiene, sino también la producción de pieles y estiércol, el cual es

empleado como fertilizante en la agricultura (Ortíz, 2018)

2.2.4 Generación de residuos

Los desechos que se obtienen del ganado contienen material provechoso en la

agricultura, se componen de agua, carbohidratos, proteínas y algunos minerales.

Uno de los objetivos del estiércol es brindar a la planta materia orgánica para su

nutrición (Arellano, 2015).

20

Para los países en desarrollo el ganado es fuente de energía, como fuerza y

utilizado como recurso de fertilizantes orgánicos para el sector agrícola. Esto ha

elevado un alto precio para el medio ambiente (Chávez, 2015).

“Para producir biogás se debe tomar en cuenta la temperatura y el tiempo de retención hidráulico (TRH) del estiércol en el biodigestor. Se debe considerar además la proporción de la mezcla estiércol:agua que va a ser procesada en el biodigestor, pues una mala relación del mismo podría no producir la cantidad de biogás deseada en el sistema, o incluso la pérdida de la generación del mismo” (Montenegro, 2020, pág. 14). 2.2.4.1 Características del estiércol de la vaca

El estiércol depende de varios factores como la alimentación, edad, raza o del

material empleado para recolectar el excremento. Dentro del sistema de vacas

lecheras, las razas Holstein y Jersey son las que generan mayor cantidad de

estiércol (Tortosa, 2019).

Este desecho es el más importante y considerado el mejor para todo tipo de

plantas, ya sea para plantas en macetas. Además, se puede preparar sustratos

como aporte de nutrientes, porosidad y facilita la oxigenación (Bordas, 2015).

“Las heces contienen nutrientes que pueden ser usados como fertilizantes, pero necesitan de un tratamiento previo para eliminar patógenos, larvas o huevos que pueden causar daños a la salud; este tratamiento se puede realizar mediante la digestión que convierte a las excretas con microorganismos patógenos en residuos útiles y sin riesgo de transmisión de enfermedades” (Garavito, 2018, pág. 18).

2.2.4.2 Digestión o fermentación anaerobia

Este proceso se basa en la degradación paulatina de la materia orgánica en

ausencia de oxígeno para producir biogás, el cual se compone de dióxido de

carbono y metano. Además, exhibe diferentes ventajas como aumentar las cargas

orgánicas, reduce los tiempos de retención y aumenta la eficacia de la

destrucción de patógenos (Camacho et al. 2017).

21

Este proceso está compuesto por cuatro principales etapas, las cuales son:

hidrólisis, etapa fermentativa, etapa acetogénica y etapa metanogénica. Como

resultado de estas cuatro etapas se obtiene un biogás (Martínez, 2015)

“Dentro del grupo de microorganismos presentes en la biodigestión, intervienen las bacterias anaerobias facultativas quienes tienen la capacidad de desarrollar un metabolismo tanto fermentativo en ausencia de oxígeno como respiratorio aprovechando el oxígeno, y las cuales se utilizan en forma secuencial los productos metabolitos generados en cada etapa que interviene en el proceso” (Mora y León, 2020, pág. 26).

2.2.4.3 Parámetros cinéticos de la fermentación

Generalmente el estiércol presenta una composición adecuada para la

digestión anaeróbica, presenta alto contenido de lignina que al ser procesada por

el digestor se aprovecha de forma directa los nutrientes (Arrieta, 2016).

Especialmente las bacterias metanogénicas emplean el carbono y nitrógeno para

su proliferación y obtener metano, en el transcurso de la digestión anaerobia los

microorganismos emplean el carbono mucho más rápido que al nitrógeno

(Flores, 2010)

2.2.4.4 Parámetros del control

En la fermentación anaerobia se presentan parámetros como la temperatura

dentro del digestor que controla la fermentación para llevarse a cabo. Además, los

micoorganismos son más activos con temperaturas entre 50 y 60°C (Arce, 2012).

Otro parámetro es la alcalinidad, el equilibrio para este factor es la presencia

del dióxido de carbono o bicarbonato. Se presume que valores de alcalinidad

mayores a 2 500 origina un control adecuado del pH (Paucar, 2015).

Con respecto al pH, el proceso puede varias y la producción del biogás genera

valores entre 6,7 y 7,5 de pH, considerándose neutro. Este valor se mantiene

estable si el biodigestor opera correctamente. Además, si el pH se vuelve muy

22

ácido, las bacterias se inhiben y aumentan gas carbónico en el biogás (Gómez,

2017).

2.2.5 Biodigestor

El biodigestor es un recipiente o también tanque formado por distintos

materiales como ladrillo, cemento o plástico, su forma es esférica o cilíndrica y

posee un ducto donde se abastece de materia orgánica y agua que al ser

procesada origina material orgánico (González, 2011).

Una de las principales funciones que ofrece es reducir la contaminación y

generar biogás, lo cual aumenta la rentabilidad de los pequeños y medianos

agricultores de distintas zonas (León, 2019).

“Es una alternativa sencilla y practica que sirve para aprovechar los desechos orgánicos producidos en su mayoría en zonas rurales, este proceso permite convertir el estiércol de los animales principalmente en gas metano para sustituir la leña o el gas propano, la electricidad y el abono para los cultivos, contribuyendo tanto en la economía familiar al bajar los costos de producción como en mejorar el medio ambiente” (Medina y Toro, 2019, pág. 18).

2.2.5.1 Ventajas

Genera energía de aprovechamiento y es implementada fácilmente en zonas

rurales o dispongan de residuos orgánicos; este proceso no solamente genera

biogás, sino también biofertilizantes como subproductos (Bernal y Suárez, 2018).

Sirve para procesar los desechos pecuarios, bajo la producción del gas natural

que genera energía limpia y sirve para la cocción de alimentos, además, se utiliza

en la agricultura como fertilizantes orgánicos (Vargas y Villavicencio, 2019).

También mitigan la deforestación al proveer fuente de combustible, lo cual

reduce la contaminación del agua y del aire por el exceso de excrementos de

ganado al aire libre (Sánchez, 2020).

23

2.2.5.2 Desventajas

“El suministro de materia prima orgánica debe ser permanente lo cual suele

caracterizarse por expeler malos olores, al mezclarse con el aire puede ser

explosivo” (Tobón, 2018, pág. 28).

Altos costos de materias primas, obtención de coproductos necesarios para el

proceso como glicerina, cuya purificación requiere gran grado técnico y escasa

estabilidad oxidativa (Basauri y Terrones, 2018).

2.2.6 Producto de biodigestores (Biogás)

2.2.6.1 Composición

Se origina de la descomposición anaeróbica de residuos vegetales o animales

que contienen los principales elementos minerales como nitrógeno, fósforo y

potasio, además, bajo índice de c/n, considerándose un biofertilizante (Coaguila

et al. 2019).

Además, se sostiene que está “formado esencialmente por metano (CH4) con

una concentración de 45 al 70%, dióxido de carbono (CO2) en cantidades que

oscila entre 25 a un 45% y otros gases en pequeñas proporciones como el

hidrógeno, nitrógeno y sulfuro de hidrógeno” (Achig y Paredes, 2021).

Tabla 1. Propiedades de una composición estándar de biogás

Propiedad Descripción

Composición

55-70 % Metano

34-45% Dióxido de carbono

Trazas de otros elementos

Energía obtenida 6 – 6,50 kw/m3

Equivalente en combustible 0,60 – 0,65 Lpetróleo/m3 biogás

Límite de explosión 6 – 12 % biogás en el aire

Temperatura de ignición 650 – 750 °C (según metano contenido indicado)

Presión crítica 75,89 bar

Temperatura crítica -82,50 kg/m3

Densidad normal 1,20 kg/m3

Olor Huevos en mal estado

Masa molar 16,04 kg/kmol

Fuente: (Chica y Vaca, 2019).

24

2.2.6.2 Características

“El biogás es un combustible ecológico ya que mediante el proceso de combustión se permite reciclar el dióxido de carbono (CO2) el cual es capturado por las plantas. Las plantas adquieren agua y nutrientes del suelo a través de sus raíces; con sus hojas a través de la clorofila captan el CO2 y la radiación solar para realizar la fotosíntesis, que permite a la planta producir glucosa para su desarrollo” (Broncano, 2019, pág. 16).

Es incoloro, inodoro y no es venenoso. Sin embargo, el límite de explosión de

mezcla con el oxígeno varía de acuerdo a varios parámetros como la temperatura

y la presión, la cual debe ser comprendida entre 12 y 6% en volumen del metano

(Ávila, 2013).

Este producto se realiza en un recipiente llamado digestor, cuyo proceso se

denomina fermentación anaerobia, mientras la obtención del biogás se obtiene

desde una campana que extrae el gas hacia la tubería (Martí, 2014).

2.3 Marco legal

Ley orgánica de tierras rurales y territorios ancestrales

Art. 5. De lo agrario: “Para fines de la presente ley, el termino agrario incluye las

actividades agrícolas, pecuarias, acuícolas, silvícolas, forestales,

ecoturísticas, agro-turísticas y de conservación relacionadas con el

aprovechamiento productivo de la tierra rural”.

Art. 8. De los fines. - Son fines de la presente ley: f) “fortalecer la agricultura

familiar campesina en los procesos de producción, comercialización y

transformación productiva”. j) “promover la producción sustentable de las

tierras rurales e incentivar la producción de alimentos sanos, suficientes y

nutritivos, para garantizar la soberanía alimentaria”.

Art. 49. Protección y recuperación. - por ser de interés público, el Estado

impulsará la protección, la conservación y la recuperación de la tierra rural,

de su capa fértil, en forma sustentable e integrada con los demás recursos

naturales; desarrollará la planificación para el aprovechamiento de la

capacidad de uso y su potencial productivo agrario, con la participación de

la población local y ofreciendo su apoyo a las comunidades de la

agricultura familiar campesina, a las organizaciones de la economía

popular y solidaria y a las y los pequeños y medianos productores, con la

implementación y el control de buenas prácticas agrícolas.

25

El Artículo 13 de la Constitución de la República del Ecuador instituye que las

personas y colectividades tienen derecho al acceso seguro y permanente a

alimentos sanos, suficientes y nutritivos; preferentemente producidos a

nivel local y en correspondencia con sus numerosas identidades y

tradiciones culturales. El Estado ecuatoriano promoverá la soberanía

alimentaria (Vizcaíno, 2015).

El Artículo 1 de la Ley Orgánica del Régimen de la Soberanía Alimentaria,

publicado en el Registro Oficial Suplemento No. 583 de 05 de mayo del

2009 dispone que: “el objeto de la Ley es establecer los mecanismos

mediante los cuales el Estado cumpla con su deber y objetivo estratégico

de garantizar a las personas, comunidades y pueblos la autosuficiencia de

alimentos sanos, nutritivos y culturalmente apropiados de forma

permanente”.

26

3. Materiales y métodos

3.1 Enfoque de la investigación

3.1.1 Tipo de investigación

La investigación presente es considerada experimental y determinó la

producción y evaluación de biogás en un biodigestor usando estiércol bovino.

3.1.2 Diseño de investigación

El diseño de la investigación es experimental. Se basó en la producción de

biogás a partir del estiércol vacuno, con el objetivo de alcanzar un medio

ambiente amigable.

3.2 Metodología

3.2.1 Variables

Según el tipo de investigación, se incluyen las variables.

3.2.1.1. Variable independiente

Producción de biogás

3.2.1.2. Variable dependiente

3.2.1.2.1 PH del estiércol

La presente variable fue tomada mediante el empleo de un papel indicador de

pH, los datos fueron promediados por tratamientos (biodigestor).

3.2.1.2.2 Temperatura del estiércol

Dicha variable fue tomada bajo un termohigrómetro y fueron verificados los

datos con ayuda de una aplicación online de pronósticos climáticos por satélite.

3.2.1.2.3 Concentración de macronutrientes del estiércol

Al finalizar el ensayo se tomaron muestras de cada biodigestor, el biogás

obtenido fue llevado al laboratorio dónde se terminó la concentración de los

nutrientes esenciales presentes en su composición.

27

3.2.1.2.4 Cuantificación del biogás

La cuantificación del biogás fue realizada a través de la diferencia de

volúmenes, el biogás almacenado en tubos ocupó un espacio que desplazó un

volumen, de tal manera se emplearon dos recipientes con la finalidad de medir el

volumen del agua que traslada el gas almacenado en el tubo.

3.2.2 Diseño experimental

Se aplico un diseño experimental completamente al azar por lo cual se

determinó con normalidad cada estudio de las varianzas.

El diseño del biodigestor (Figura 4) se realizó a la disposición de materia

orgánica (estiércol vacuno), se fabricó el biodigestor con revestimiento

antioxidante y su cuerpo es de forma cilíndrica con altura de 1,10 m y ancho 0,50

m, aquí se ubicó el tubo de carga y descarga del efluente con su respectivo tapón.

Además, de una campana para la recolección del biogás a una altura de 0,26 m

de forma cónica, con un dispositivo que permita la salida del biogás controlada en

la parte superior se ubicó un manómetro que facilitó la toma de datos de la

presión del gas en el biodigestor.

Tabla 2. Volumen de carga del biodigestor

Sustrato Volumen de carga del biodigestor

Estiércol vacuno 20 kg 25 kg 30 kg

Agua 25 l 30 l 35 l

Total 45 55 65

Pérez, 2021

3.2.3 Recolección de datos

3.2.4.1. Recursos

Los recursos bibliográficos utilizados para la investigación fueron: libros,

revistas científicas, tesis de grado, sitio web, guías e informes técnicos. Los

materiales y quipos que se utilizarán para desarrollar el ensayo experimental son:

28

estiércol vacuno, agua, guantes, mascarillas, palas, biodigestor, mangueras de

gas, cinta adhesiva, estilete, adaptador de boquilla, balanza, papel indicador de

pH, balde plástico, llave inglesa, manómetro, válvula de paso, jarra plástica

graduada, carretilla, cinta métrica, libros de campo, libreta de apuntes, cámara

fotográfica.

3.2.4.2. Métodos y técnicas

Se construyó el biodigestor en base a la cantidad de estiércol. Se tomaron

muestras del estiércol vacuno para ser llevado al laboratorio y evaluar la

temperatura, humedad y pH de las muestras antes del ensayo. Además, fueron

tomados distintos pesos de estiércoles para ser llevados al biodigestor. Es decir,

se fabricaron tres biodigestores donde se colocó en cada uno: 20 kg, 25 kg y 30

kg. Luego se colocó en el biodigestor para que realice su labor, al finalizar el

proceso se obtuvo el biogás requerido y se tomó los principales parámetros de la

producción del biogás.

3.2.4 Análisis estadístico

La comparación de medidas se realizó a través de la prueba de Tukey al 5%

de probabilidad, para comparar los grupos de datos y determinar su significancia.

El análisis buscó determinar la diferencia o igualdad entre las medidas de las

muestras.

29

4. Resultados

4.1 pH del biogás

Bajo el análisis de varianza a la variable pH del biogás, manifiesta diferencias

estadísticas entre los biodigestores estudiados, donde se basa en la relación

estiércol: agua. El biodigestor 3 (30:35) presentó pH 7 considerándose neutro, sin

embargo, los demás tratamientos oscilo entre 5 y 6 de pH considerado ácido. El

coeficiente de variación obtenido en la presente variable 15,19%.

Tabla 3. Promedios del pH en biodigestores

Tratamientos Promedios

T1: Biodigestor 1 (20:25) 5b

T2: Biodigestor 2 (25:30) 6ab

T3: Biodigestor 3 (30:35) 7a

CV 15,19

Pérez, 2021

30

4.2 Temperatura

Bajo el análisis de varianza a la variable temperatura del biogás, manifiesta

diferencias estadísticas entre los biodigestores y días evaluados, donde se basa

en la relación estiércol: agua. La curva de temperatura empezó con un promedio

del 35°c, mientras al día 40 la curva cayó hasta 11°c, así mismo, en las demás

evaluaciones fue elevándose con un promedio 24°c a los 80 días y 38° a los 120

días evaluados. El coeficiente de variación obtenido en el ensayo experimental

fue 2,20% al inicio, 10,80% al día 40, 4,19% a los 80 días y por último 4,17 a los

120 días.

Tabla 4. Evaluación de temperatura de biogás

Tratamientos Día 0 Día 40 Día 80 Día 120

T1: Biodigestor 1 (20:25) 29 c 11c 16 c 26 c

T2: Biodigestor 2 (25:30) 31 b 16b 24 b 30 b

T3: Biodigestor 3 (30:35) 35 a 12a 28 a 38 a

CV 2,20 10,80 4,19 4,17

Pérez, 2021

Figura 1. Temperatura obtenida en cada evaluación Pérez, 2021

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

T1: Biodigestor 1 (20:45) T2: Biodigestor 2 (25:30)

T3: Biodigestor 3 (30:35)

Días°c

31

4.3 Concentración de nutrientes

Mediante el análisis de varianza a la variable concentración de nutriente del

biogás, expresa diferencias significativas entre las relaciones evaluadas, donde

se basa en la relación estiércol: agua. Se presentó que los principales nutrientes

minerales encontrados en su composición fue el nitrógeno, seguido por el fosforo

y potasio. Además, El biodigestor 3 30:35 generó mayor concentración de

nutrientes expresado al 71%, seguido por la relación 25:30 comprendido por le

biodigestor 2 con el 56% de concentración de nutrientes presentes en el biogás.

El coeficiente de variación fue 4,53%.

Tabla 5. Promedio de concentración de nutrientes


T1: Biodigestor 1 (20:25) 45 c

T2: Biodigestor 2 (25:30) 56 b

T3: Biodigestor 3 (30:35) 71 a

CV 4,53

Pérez, 2021

Figura 2. Concentración de nutrientes (%) Pérez, 2021

T1: Biodigestor 1 (20:45); 45



0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 1 2 3 4

% nutrientes

32

4.4 Cuantificación del biogás

Mediante el análisis de varianza a la variable cuantificación del biogás,

expresa diferencias significativas entre las relaciones evaluadas, donde se basa

en la relación estiércol: agua. La evaluación generó que mayor cantidad del

lixiviado se obtuvo del biodigestor 3 30:35 con 6,75 kg, seguido por la relación

25:30 comprendido por le biodigestor 2 con 5,26 kg de lixiviado y por último el

biodigestor 1 (20:45) con un valor inferior 3,43 kg. El coeficiente de variación

obtenido en el presente ensayo fue 3,08%.

Tabla 6. Evaluación de la cuantificación del biogás


T1: Biodigestor 1 (20:25) 3,43 c

T2: Biodigestor 2 (25:30) 5,26 b

T3: Biodigestor 3 (30:35) 6,75 a

CV 3,08

Pérez, 2021

Figura 3. Cuantificación del biogás Pérez, 2021

T1: Biodigestor 1 (20:45); 3,43

T2: Biodigestor 2 (25:30); 5,26

T3: Biodigestor 3 (30:35); 6,75

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 1 2 3 4

Lixiviado (kg)

33

5. Discusión

El biodigestor construido cumplió con las medidas de bioseguridad donde se

pudo realizar la medición de los parámetros cinéticos como pH, temperatura y

concentración de nutrientes, además, se cuantificó el lixiviado obtenido de cada

biodigestor. El estudio se basó en la relación estiércol: agua. Verdezoto (2014),

sostiene que la producción del biogás bajo un control adecuado genera beneficios

agrícolas en la productividad de cultivos en distintas zonas, que al obtener

biofertilizantes reduce el uso excesivo de químicos.

El biodigestor 3 comprendido por la relación 30:35 generó 7 pH, siendo

considerado neutro en la escala de pH. Mientras los demás biodigestores

presentaron entre 5 y 6 de pH siendo considerado ácido. En cuanto a la

temperatura su curva empezó con un promedio del 35°c, mientras al día 40 la

curva cayó hasta 21°c, así mismo, en las demás evaluaciones fue elevándose

con un promedio 24°c a los 80 días y 38° a los 120 días evaluados. Crespo

(2020), expresa que el pH evaluado varió de 3,9 a 4,4. Sin embargo considera,

que el pH apropiados debe oscilar entre 6,7 y 7,5. Es decir, que dicho valor si se

refleja en el presente ensayo experimental. Achig y Paredes (2021), comenta que

la temperatura obtenida en su ensayo fue baja, es decir, que a temperatura baja

puede inhibir el trabajo de las bacterias y ocasionar alteraciones en el proceso

empleado, por lo tanto, es necesario realizar un seguimiento de temperatura en

todo el proceso anaeróbico.

En cuanto a la concentración de nutrientes se presentó en su composición

principalmente el nitrógeno como mayor fuente nutritivas. Dicha concentración

nutritiva fue del 71%. Así mismo, dicha relación 30:35 de estiércol: agua generó

mayor producción del lixiviado con 6,75 kg promedio.

34

6. Conclusiones

En base a la interpretación de resultados se concluye:

A mayor concentración de estiércol vacuno empleado, el pH fue superior con

un promedio de 7 considerándose neutro, sin embargo, a menor cantidad se

vuelve ácido con promedio de 5 y 6 respectivamente.

La curva de la temperatura varió de acuerdo a cada evaluación, al día 40 y 80

evaluados los valores cayeron, mientras en la última evaluación los 120 días la

curva volvió a incrementarse.

Entre los nutrientes de mayor concentración se encontró el nitrógeno, fósforo y

potasio, con el 71% de concentración con la dosis más alta de estiércol, seguido

por el tratamiento 2 con el 56%.

El biogás o lixiviado generado en el biodigestor fue 6,75 kg para el T3

Biodigestor 3 con la relación estiércol: agua (30:35).

35

7. Recomendaciones

En base a las conclusiones obtenidas se recomienda:

Realizar ensayos a futuro con diferentes porcentajes de estiércol vacuno y

agua, para verificar cual proporción puede digerir eficazmente dentro del

biodigestor y genere mayor producción.

Generar mayores días de retención dentro del biodigestor, con la finalidad de

medir la reducción de contaminantes de los sustratos empleados.

Llevar un control de la temperatura en el proceso anaeróbico, con más

repeticiones de las mezclas empleadas en el ensayo experimental, para obtener

mejores resultados y alto rendimiento del biogás.

36

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44

9. Anexos

Figura 4. Diseño del biodigestor Pérez, 2021

45

Tabla 7. Datos del pH del biogás




4 5 6 5 6 7

6 5 6 5 7 5

5 6 6 4 5 7

4 7 7 5 6 8

7 6 7 6 6 6

Pérez, 2021

Tabla 8. Análisis estadístico del pH del biogás pH

Variable N R² R² Aj CV

pH 30 0,53 0,25 15,19

Cuadro de Análisis de la Varianza (SC tipo I)

F.V. SC gl CM F p-valor

Modelo 16,03 11 1,46 1,86 0,1177

Tratamientos 9,87 2 4,93 6,28 0,0085

Repeticiones 6,17 9 0,69 0,87 0,5654

Error 14,13 18 0,79

Total 30,17 29

Test:Tukey Alfa=0,05 DMS=1,01137

Error: 0,7852 gl: 18

Tratamientos Medias n E.E.

T3: Biodigestor 3 (30:35) 6,50 10 0,28 A

T2: Biodigestor 2 (25:30) 5,90 10 0,28 A B

T1: Biodigestor 1 (20:25) 5,10 10 0,28 B Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p > 0,05)

Pérez, 2021

46

Tabla 9. Datos de temperatura (día 0)




35 38 42

35 38 42

34 37 41

34 37 41

21 23 25

21 23 25

21 22 25

30 32 36

29 32 35

29 32 35

Pérez, 2021

Tabla 10. Análisis estadístico de temperatura (día 0) Temperatura (Día 0)


Temperatura (Día 0) 30 0,99 0,99 2,20



Modelo 1325,93 11 120,54 248,44 <0,0001

Tratamientos 169,27 2 84,63 174,44 <0,0001

Repeticiones 1156,67 9 128,52 264,89 <0,0001

Error 8,73 18 0,49

Total 1334,67 29


Error: 0,4852 gl: 18


T3: Biodigestor 3 (30:35) 34,70 10 0,22 A

T2: Biodigestor 2 (25:30) 31,40 10 0,22 B

T1: Biodigestor 1 (20:25) 28,90 10 0,22 C Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p > 0,05)

Pérez, 2021

47





18 26 19

9 13 9

4 6 5

16 23 17

8 11 8

16 23 17

8 11 8

20 29 21

10 14 10

5 7 5

Pérez, 2021



Temperatura (Día 40) 30 0,97 0,96 10,80



Modelo 1328,20 11 120,75 59,38 <0,0001

Tratamientos 145,40 2 72,70 35,75 <0,0001

Repeticiones 1182,80 9 131,42 64,63 <0,0001

Error 36,60 18 2,03

Total 1364,80 29


Error: 2,0333 gl: 18


T2: Biodigestor 2 (25:30) 16,30 10 0,45 A

T3: Biodigestor 3 (30:35) 11,90 10 0,45 B


Pérez, 2021

48





17 25 29

15 23 26

14 20 23

12 18 21

19 28 32

17 25 29

15 22 26

14 20 23

21 30 35

19 27 32

Pérez, 2021



Temperatura (Día 80) 30 0,98 0,98 4,19



Modelo 1039,30 11 94,48 105,85 <0,0001

Tratamientos 661,27 2 330,63 370,42 <0,0001

Repeticiones 378,03 9 42,00 47,06 <0,0001

Error 16,07 18 0,89

Total 1055,37 29


Error: 0,8926 gl: 18


T3: Biodigestor 3 (30:35) 27,60 10 0,30 A

T2: Biodigestor 2 (25:30) 23,80 10 0,30 B


Pérez, 2021

49





25 29 37 28 32 41

30 35 45 33 39 49

23 26 33 25 29 37

27 32 40 30 35 44

18 20 26 19 22 28

Pérez, 2021



Temperatura (Día 120) 30 0,98 0,97 4,17



Modelo 1760,90 11 160,08 94,58 <0,0001

Tratamientos 770,87 2 385,43 227,72 <0,0001

Repeticiones 990,03 9 110,00 64,99 <0,0001

Error 30,47 18 1,69

Total 1791,37 29


Error: 1,6926 gl: 18


T3: Biodigestor 3 (30:35) 38,00 10 0,41 A

T2: Biodigestor 2 (25:30) 29,90 10 0,41 B


Pérez, 2021

50

Tabla 17. Datos de concentración de nutrientes %




55 68 86

54 67 85

54 67 84

53 66 83

33 41 52

33 40 51

32 40 51

47 58 73

46 57 72

46 57 72

Pérez, 2021

Tabla 18. Análisis estadístico de concentración de nutrientes % Concentración de nutrientes


Concentración de nutriente.. 30 0,98 0,97 4,53



Modelo 7099,50 11 645,41 95,33 <0,0001

Tratamientos 3303,47 2 1651,73 243,96 <0,0001

Repeticiones 3796,03 9 421,78 62,30 <0,0001

Error 121,87 18 6,77

Total 7221,37 29


Error: 6,7704 gl: 18


T3: Biodigestor 3 (30:35) 70,90 10 0,82 A

T2: Biodigestor 2 (25:30) 56,10 10 0,82 B


Pérez, 2021

51

Tabla 19. Datos de cuantificación del biogás




3,45 5,29 6,78

3,42 5,24 6,71

3,38 5,18 6,65

3,35 5,13 6,58

3,80 5,82 7,46

3,76 5,76 7,38

3,72 5,70 7,31

3,68 5,65 7,24

2,90 4,45 5,71

2,87 4,41 5,65

Pérez, 2021

Tabla 20. Análisis estadístico de cuantificación del biogás Cuantificación del biogás


Cuantificación del biogás 30 0,99 0,99 3,08



Modelo 61,76 11 5,61 224,00 <0,0001

Tratamientos 55,11 2 27,56 1099,42 <0,0001

Repeticiones 6,65 9 0,74 29,46 <0,0001

Error 0,45 18 0,03

Total 62,21 29


Error: 0,0251 gl: 18


T3: Biodigestor 3 (30:35) 6,75 10 0,05 A

T2: Biodigestor 2 (25:30) 5,26 10 0,05 B


Pérez, 2021

52

Figura 5. Estiércol vacuno utilizado Pérez, 2021

Figura 6. Balanza para el peso del estiércol utilizado Pérez, 2021

53

Figura 7. Preparación de la mezcla Pérez, 2021

Figura 8. Preparación de biodigestores Pérez, 2021

54

Figura 9. Biodigestores por tratamientos Pérez, 2021

Figura 10. Obtención del biogás Pérez, 2021

55

Figura 11. Visita de campo del tutor guía Pérez, 2021

Figura 12. Toma de datos de los parámetros del proceso Pérez, 2021

56

Figura 13. Inspección de biodigestores Pérez, 2021

Figura 14. Finalización del ensayo experimental Pérez, 2021

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