Estudio del potencial de producción de biogás mediante digestión anaerobia de residuos sólidos orgánicos generados en el barrio El Paraiso, Ciudad Bolívar, Bogotá, Colombia
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2026-08-11
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Universidad Distrital Francisco Jose de Caldas
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Galezo Tulcan, Luis Fernando (2026). Estudio del potencial de producción de biogás mediante digestión anaerobia de residuos sólidos orgánicos generados en el barrio El Paraiso, Ciudad Bolívar, Bogotá, Colombia. Universidad Distrital Francisco Jose de Caldas. https://hdl.handle.net/11349/103875
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Resumen
Solid waste management in Bogotá faces challenges due to the saturation of the Doña Juana landfill, where the organic fraction accounts for over 50% of incoming waste. In the El Paraíso neighborhood—located in UPZ 67 within the Lucero sector of Ciudad Bolívar—improper waste disposal exacerbates environmental issues, leading to the proliferation of disease vectors, foul odors, and leachate that contaminates nearby water sources, such as the Tunjuelo River. Against this backdrop, the potential for biogas production via the anaerobic digestion of organic solid waste (OSW) generated in the El Paraíso neighborhood (Ciudad Bolívar, Bogotá) was investigated. The methodology involved collecting and characterizing the OSW (used as the substrate) and employing sludge from the El Salitre Wastewater Treatment Plant as the inoculum. Tests were conducted in laboratory-scale batch reactors, and biogas production was quantified using the volumetric displacement method. The experimental design evaluated anaerobic digestion using three types of inoculum: primary sludge, secondary sludge, and digested sludge. In Test No. 1, digested sludge demonstrated the best operational performance, achieving a specific yield of 0.0906 NL/g VS and maintaining pH levels between 6.8 and 7.6; this was followed by primary sludge (0.0498 NL/g VS) and secondary sludge (0.0235 NL/g VS). In Test No. 2, primary sludge exhibited acidification, with pH values ranging from 5.2 to 5.4, indicating lower process stability. Furthermore, the results suggest that prolonged sludge storage between tests negatively affected biogas production yields. Finally, the capture system utilizing an NaOH solution did not allow for reliable quantification of the methane produced. It is concluded that the organic solid wastes evaluated show potential for biogas production via anaerobic digestion. However, process performance depends on inoculum stability, the inoculum-to-substrate ratio, and pH control, while methane quantification requires specific analytical methods to reliably determine biogas composition.
Descripción
La gestión de residuos sólidos en Bogotá enfrenta desafíos debido a la saturación del relleno sanitario Doña Juana, donde la fracción orgánica representa más del 50% de los desechos ingresados. En el barrio El Paraíso, ubicado en la UPZ 67 del sector Lucero de Ciudad Bolívar, la disposición inadecuada de estos residuos agrava las problemáticas ambientales, generando vectores, malos olores y lixiviados que contaminan fuentes hídricas cercanas, como el río Tunjuelo. En este contexto, se estudió el potencial de producción de biogás mediante digestión anaerobia de residuos sólidos orgánicos (RSO) generados en el barrio El Paraíso, Ciudad Bolívar, Bogotá. La metodología comprendió la recolección y caracterización fisicoquímica de los RSO como sustrato y el empleo de lodos provenientes de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales El Salitre como inóculo. Los ensayos se realizaron en reactores tipo batch a escala de laboratorio y la producción de biogás se cuantificó mediante el método de desplazamiento volumétrico. El diseño experimental evaluó la digestión anaerobia utilizando tres tipos de inóculo (lodo primario, lodo secundario y lodo digerido). En el Ensayo N.° 1, el lodo digerido presentó el mejor desempeño operacional, alcanzando un rendimiento específico de 0.0906 NL/g SV y manteniendo valores de pH entre 6.8 y 7.6, seguido del lodo primario (0.0498 NL/g SV) y del lodo secundario (0.0235 NL/g SV). En el Ensayo N.° 2, el lodo primario presentó fenómenos de acidificación con valores de pH entre 5.2 y 5.4, evidenciando una menor estabilidad del proceso. Asimismo, los resultados sugieren que el almacenamiento prolongado de los lodos entre ensayos afectó el rendimiento de producción de biogás. Finalmente, el sistema de captación mediante solución de NaOH no permitió una cuantificación confiable del metano generado. Se concluye que los residuos sólidos orgánicos evaluados presentan potencial para la producción de biogás mediante digestión anaerobia. No obstante, el desempeño del proceso depende de la estabilidad del inóculo, la relación inóculo/sustrato y el control del pH, mientras que la cuantificación de metano requiere métodos analíticos específicos que permitan determinar de manera confiable la composición del biogás.
