Balance masa

Evaluación del balance de masa y energía para el diseño de un
biodigestor de flujo continuo, para la generación de biogás a partir de
biomasa residual de la ciudad de Tepic México
I. Paz Hernándeza, Oscar G. Martíneza, Enrique Estradaa, Sarah R. Messina Fernández, Carlos Escobar del Pozob.
a

Cuerpo Académico de Sustentabilidad Enérgetica, Ciencias Básicas e Ingenierías de la UniversidadAutónoma de
Nayarit, Ciudad de la Cultura "Amado Nervo", Col. Los Fresnos Tepic, Nayarit. México. C.P. 63190.
paz.rosales@gmail.com

b

Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Universidad de Colima, Km. 9 Carretera Colima-Coquimatlán C.P.
28400, Coquimatlán, Colima, México.

Resumen. En los últimos años, con el crecimiento de la población y el consumismo, se ha
incrementado lageneración de basura o residuos sólidos. Estos residuos sólidos o “basura”
tienen un alto potencial en cuanto a contaminación se refiere, si no se les aplica un tratamiento
adecuado. En general todo tipo de residuo sólido orgánico urbano (RSO), por su contenido de
materia orgánica es utilizado para fines energéticos mediante procesos de transformación de
biomasa residual en biogás. Por ello, estétrabajo tiene como objetivo, evaluar el balance de
materia y energía para el diseño de un biodigestor de flujo continuo; empleando residuos sólidos
orgánicos municipales de la ciudad de Tepic Nayarit- México, como materia prima para la
producción de biogás. Se realizó el análisis físico-químico a la biomasa residual, se
determinaron parámetros importantes del proceso de la degradación anaerobiacomo: el rango de
operación de la biodigestión mesofílica, que fue de 21°C a 35°C, el volumen de residuos sólidos
orgánicos que se procesaron diariamente, que fueron de 11l/día, el tiempo de retención
hidráulica (THR), que fue de 16 días, la carga orgánica (Q), la cual fue de 0.490l/día. También
se manejó como un parámetro importante la inoculación, para amortiguar el pH de la biomasaresidual, la relación fue de 50:50 (biomasa residual: Co-sustrato), obteniéndose un pH igual a
7±1. La producción diaria de biogas fue de 5.775X10-4 Kg de CH4, equivalente a 9.076X10-3MJ.
El balance de energía mostró la importancía de los requerimientos energéticos de operación del
sistema qué se proponga, así como el material de fabricación y el grosor, los cuales son
determinantes para no tenerperdidas de calor en el biodigestor.
Palabras Clave: Balance de energía. Potencial energético. Composición Química.

1. Introducción
La palabra basura se utiliza comúnmente para denominar a los desechos domiciliarios,
industriales, de jardinería, entre otros. A estos desechos les llamaremos Residuos Sólidos
Urbanos (RSU), de los cuales diferenciamos a los Residuos Sólidos Orgánicos (RSO) restosde
comida, vegetales, etc. La problemática de los RSU no es nueva ya que se remonta miles de
años atrás desde que el hombre se comenzó a establecer en forma sedentaria.
En la actualidad uno de los mayores problemas a nivel mundial es la contaminación, por eso
surge la necesidad de tratar a los RSO. Una alternativa es el tratamiento de los RSO de forma
acelerada para la obtención de energía(biogás) y composta de alta calidad (mejorador de
suelos). Esta alternativa parece ser viable para atender la gran problemática a la que nos
enfrentamos hoy en día que es la disposición final de los RSU.
En los basureros a cielo abierto, los RSO se degradan bajo condiciones de anaerobiosis no
controlados dando como resultado la generación de biogás CH4 (60 %) y CO2 (40 %), lixiviados
y faunaindeseable (insectos, roedores, entre otros). Esto ocasiona contaminaciones al suelo,
mantos acuíferos y corrientes subterráneas subterráneos de agua dulce y a la atmósfera.

Hacia un sistema de gestión integral de los residuos sólidos

El CH4 es un gas con un efecto invernadero 20 veces mayor que el CO2. Es por eso que se busca
degradar a los RSU de una manera acelerada y controlada...