Conceptos clave para entender el potencial
Antes de calcular, es importante entender los parámetros que determinan cuánto biogás puede producir un residuo orgánico:
DQO (Demanda Química de Oxígeno)
Mide la cantidad de materia orgánica oxidable en un efluente líquido. Se expresa en mg/L o kg/m³. Es el parámetro principal para efluentes como POME.
SV (Sólidos Volátiles)
Representa la fracción orgánica biodegradable de un residuo sólido o semisólido. Se expresa como % del peso total o kg SV/ton. Usado para estiércol y residuos sólidos.
BMP (Potencial Bioquímico de Metano)
Volumen de metano producido por unidad de materia orgánica bajo condiciones ideales. Se expresa en m³ CH₄/kg SV o m³ CH₄/kg DQO.
Eficiencia de conversión
Porcentaje de la materia orgánica que efectivamente se convierte en biogás. Depende de la tecnología y operación del biodigestor (típicamente 50-90%).
¿Qué método usar?
Efluentes líquidos (POME, aguas residuales): Usa el método por DQO.
Residuos sólidos/semisólidos (estiércol, residuos de cosecha): Usa el método por Sólidos Volátiles.
Método por DQO (para efluentes líquidos)
Este método se usa principalmente para POME y otros efluentes líquidos donde la materia orgánica está disuelta o en suspensión.
Fórmula general
m³ CH₄/año = m³ efluente/año × kg DQO/m³ × % × 0.35 m³ CH₄/kg DQO
Parámetros típicos
- Factor de conversión teórico: 0.35 m³ CH₄/kg DQO removida (metano puro)
- Conversión a biogás: Biogás = Metano ÷ %CH₄ (típicamente 60% para POME)
- Eficiencia laguna cubierta: 50-60%
- Eficiencia Reactor Anaerobio de Contacto (RAC): 85-90%
Método por Sólidos Volátiles (para residuos sólidos)
Este método se usa para estiércol, residuos de cosecha y otros materiales sólidos o semisólidos.
Fórmula general
m³ CH₄/año = ton residuo/año × kg SV/ton × m³ CH₄/kg SV × %
Pasos del cálculo
- Determinar la masa de residuo: Cantidad anual en toneladas.
- Calcular los sólidos volátiles: Masa × contenido de SV (%).
- Aplicar el BMP: Potencial específico del residuo (m³ CH₄/kg SV).
- Convertir a biogás: Metano ÷ %CH₄ del biogás.
- Aplicar eficiencia: Según tecnología del digestor (70-85% típico).
Ejemplo práctico: POME de extractora de palma
📊 Datos de entrada
Calcular volumen de POME
Calcular carga de DQO
Calcular DQO removida
Calcular producción de metano
Convertir a biogás
📈 Resultado
* Energía = Biogás × 6 kWh/m³ × 35% eficiencia motor. Potencia = Energía ÷ 8,760 h/año
Ejemplo práctico: Estiércol porcino
📊 Datos de entrada
Calcular masa de estiércol
Calcular Sólidos Volátiles
Calcular metano teórico
Aplicar eficiencia del digestor
Convertir a biogás
📈 Resultado
* Energía = Biogás × 6 kWh/m³ × 35% eficiencia motor. Potencia = Energía ÷ 8,760 h/año
Tabla de potenciales por tipo de residuo
Valores de referencia para residuos agroindustriales comunes en Colombia:
| Residuo | Parámetro | Valor típico | Methane Yield | % CH₄ |
|---|---|---|---|---|
| POME Guineensis | DQO | 50-80 kg/m³ | 0.35 m³ CH₄/kg DQO | 60-65% |
| POME Híbrido OxG | DQO | 80-100 kg/m³ | 0.35 m³ CH₄/kg DQO | 60-65% |
| Estiércol porcino | SV | 6-8% ST, 80% SV | 0.25-0.35 m³ CH₄/kg SV | 60-70% |
| Estiércol bovino | SV | 12-15% ST, 80% SV | 0.15-0.25 m³ CH₄/kg SV | 55-60% |
| Gallinaza (pollos) | SV | 25-35% ST, 70% SV | 0.20-0.30 m³ CH₄/kg SV | 55-65% |
| Pollinaza (ponedoras) | SV | 40-50% ST, 65% SV | 0.18-0.25 m³ CH₄/kg SV | 55-60% |
| Vinaza (caña) | DQO | 80-120 kg/m³ | 0.30-0.35 m³ CH₄/kg DQO | 55-60% |
| Residuos de banano | SV | 10-15% ST, 85% SV | 0.25-0.32 m³ CH₄/kg SV | 55-60% |
| Cachaza (caña) | SV | 25-30% ST, 85% SV | 0.20-0.28 m³ CH₄/kg SV | 55-60% |
| Residuos de café | SV | 20-25% ST, 90% SV | 0.25-0.35 m³ CH₄/kg SV | 50-55% |
| Aguas residuales municipales | DQO | 0.3-0.8 kg/m³ | 0.35 m³ CH₄/kg DQO | 60-65% |
Comparación visual: Methane Yield por residuo
⚠️ Nota: Estos valores son referencias. El potencial real varía según las condiciones específicas de cada residuo, su frescura, almacenamiento y las condiciones operativas del digestor. Se recomienda realizar pruebas BMP en laboratorio para proyectos de inversión.
🧮 Calculadora DIY: Calcula tu potencial
Usa esta calculadora interactiva para estimar el potencial de producción de biogás de tus residuos orgánicos:
Selecciona el método de cálculo
Selecciona un tipo para cargar valores típicos colombianos
Para POME: TRF/año × 0.6-0.9
POME típico: 50,000-80,000 mg/L
Valor típico para efluentes agroindustriales
👆 Ingresa los datos arriba para calcular el potencial de producción de biogás
⚠️ Nota: Esta calculadora proporciona estimaciones basadas en valores teóricos. El potencial real puede variar según las condiciones específicas de cada residuo, su frescura, almacenamiento y las condiciones operativas del digestor. Para proyectos de inversión, se recomienda realizar pruebas BMP en laboratorio.
¿Tu planta no alcanza el potencial calculado?
Si tu biodigestor actual produce menos biogás de lo que indican los cálculos, pueden existir varias causas:
❌ Problemas comunes
- Mezcla insuficiente en el reactor
- Tiempo de retención inadecuado
- pH fuera de rango óptimo (6.5-7.5)
- Acumulación de lodos no digeridos
- Inhibición por ácidos grasos volátiles
- Deficiencia de nutrientes o trazas
- Fugas en el sistema de captación
✅ Lo que podemos hacer
- Diagnóstico completo de tu sistema
- Análisis de parámetros operativos
- Optimización de la mezcla y TRH
- Balance de nutrientes y trazas
- Conversión a Reactor Anaerobio de Contacto (RAC)
- Monitoreo y control de proceso
- Capacitación de operadores
📊 Caso típico de mejora
Hemos logrado incrementos del 30-50% en producción de biogás en plantas existentes mediante optimización de procesos biológicos y ajustes operativos, sin necesidad de grandes inversiones en infraestructura.
¿Listo para calcular el potencial de biogás en tu operación?
En Enerloop te ayudamos a evaluar la viabilidad técnica y económica de un proyecto de biogás adaptado a tus residuos y necesidades energéticas.