UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA · 2019. 12. 23. · EMISIONES DE METANO A PARTIR DE...

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA

FACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL

PRÁCTICA PREPROFESIONAL

EMISIONES DE METANO A PARTIR DE ESTIÉRCOL DE VACUNO, CUY Y

PORCINO EN LA GRANJA DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE

LA SELVA

EJECUTOR : LOPEZ NIEVE, Geraldine Fiorella

ASESOR : Ing. M. Sc. BETETA ALVARADO, Víctor M.

LUGAR DE EJECUCIÓN : Laboratorio de Calidad de Aire de la

Facultad de Recursos Naturales Renovales -

UNAS

FECHA DE INICIO : 15 DE ENERO DEL 2019

FECHA DE TÉRMINO : 15 DE ABRIL DEL 2019

Tingo María – Perú

2019

2

ÍNDICE

Página

I. INTRODUCCIÓN ....................................................................................... 1

1.2. Objectivo general: ....................................................................................... 2

1.2.1. Objetívos específicos: ................................................................... 2

II. REVISIÓN DE LITERATURA .................................................................... 3

2.1. Generalidades ............................................................................................ 3

2.1.1. Biodigestor .................................................................................... 3

2.2. Digestión anaeróbica ................................................................................. 3

2.3. Etapas de la fermentación metanogénica .................................................. 5

2.4. Microrganismos involucrados en cada fase de la digestión anaeróbica ...... 9

2.5. Factores que afectan la digestión anaeróbica .......................................... 12

2.5.1. Tipo de materia prima ................................................................. 13

2.5.2. Temperatura ............................................................................... 14

2.5.3. pH ............................................................................................... 15

2.5.4. Humedad .................................................................................... 16

2.5.5. Solidos totales ............................................................................. 16

2.6. Contenido de agua en la mezcla .............................................................. 16

2.7. Estiércol .................................................................................................... 17

3

2.7.1. Estiércol de vacuno ..................................................................... 17

2.7.2. Estiércol de cuy ........................................................................... 19

2.7.3. Estiércol de porcino..................................................................... 19

2.8. Curvas de frecuencia en la producción de biogás .................................... 20

2.9. Cuantificación del biogás en Laboratorio-Batch test ................................. 21

2.10. Antecedentes de la investigación ............................................................. 25

III. MATERIALES Y MÉTODOS ................................................................... 29

3.1. Lugar de ejecución ................................................................................... 29

3.1.1. Ubicación política ........................................................................ 29

3.1.2. Ubicación geográfica................................................................... 29

3.2. Materiales ................................................................................................. 30

3.2.1. Material oficina ............................................................................ 30

3.2.2. Materiales de laboratorio ............................................................. 30

3.2.3. Reactivos .................................................................................... 31

3.2.4. Equipos ....................................................................................... 31

3.3. Metodología .............................................................................................. 31

3.3.1. Fase de pre campo ..................................................................... 31

3.3.2. Fase de campo ........................................................................... 32

3.3.3. Fase de laboratorio ..................................................................... 34

4

IV. RESULTADOS ........................................................................................ 41

4.1. Volumen de generación de estiércol de los animales (vacunos, porcinos y

cuyes) de la granja de la UNAS ................................................................ 41

4.2. Generación de metano producido por cada especie de la granja de la

UNAS ........................................................................................................ 44

4.2.1. Generación de metano con 100 ml de agua

destilada .................................................................................................. 47

4.2.2. Generación de metano con 200 ml de agua destilada ........................... 51

4.3. Potencial de generación de metano por el estiércol de cada especie. ..... 55

4.3.1. Potencial de generación de metano con 100 ml de suspensión .......... 56

4.3.2. Potencial de generación de metano con 200 ml de suspensión…….. 59

V. DISCUSIÓN ............................................................................................. 65

VI. CONCLUSIONES .................................................................................... 68

VII. RECOMENDACIONES ............................................................................ 69

VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................ 70

ANEXO ............................................................................................................. 75

5

ÍNDICE DE CUADROS

Cuadro Página

1. Características de la fase acidogénica y metanogénica. ........................... 8

2. Composición química del estiércol de ganado vacuno. ........................... 18

3. Composición química del estiércol de cuy. .............................................. 19

4. Composición química del estiércol de Porcino......................................... 20

5. Zona 18S coordenadas geográficas de puntos de muestreo (UTM).

Mapa de ubicación (Anexo 3). ................................................................. 29

6. Tratamientos para las muestras de cada tipo de estiércol. ...................... 40

7. Cuadro de generación de estiércol de las tres especies. ......................... 41

8. Determinación de masa seca según el tipo de estiércol para las

muestras. ................................................................................................. 44

9. Porcentaje de humedad y masa seca de cada tipo de estiércol. ............. 45

10. Determinación de masa seca en función a las muestras preparadas.

.............................................................................................................. 46

11. Porcentaje de humedad y masa seca de cada tipo de estiércol ............ 46


.............................................................................................................. 47

6

13. Generación de metano según el tipo de estiércol con 100 ml de agua

destilada. ............................................................................................... 49

14. Generación de metano con 200 ml de agua destilada. .......................... 52

15. Parámetros fisicoquímicos para potencial de generación de metano

con 100 ml de suspensión. .................................................................... 55

16. Generación de metano de cada especie con 100 ml de suspensión. .... 57


.............................................................................................................. 59

18. Parámetros fisicoquímicos de potencial de generación de cada

especie con 200 ml de suspensión. ....................................................... 60

19. Potencial de generación de metano de cada tipo de estiércol con 200

ml de suspensión. .................................................................................. 61

20. Generación de metano de estiércol de vacuno con 100 ml de agua

destilada. ............................................................................................... 75

21. Generación de metano de estiércol de cuy con 100 ml de agua

destilada ................................................................................................ 76

22. Generación de metano de estiércol de porcino con 100 ml de agua

destilada ................................................................................................ 77

23. Generación de metano de estiércol de vacuno con 200 ml de agua

destilada. ............................................................................................... 78

7

24. Generación de metano de estiércol de cuy con 200 ml de agua

destilada. ............................................................................................... 79

25. Generación de metano de estiércol de porcino con 200 ml de agua

destilada. ............................................................................................... 80

26. Potencial de generación de metano con estiércol de vacuno con 100

ml de suspensión. .................................................................................. 81

27. Potencial de generación de metano con estiércol de cuy con 100 ml

de suspensión. ...................................................................................... 82

28. Potencial de generación de metano con estiércol de porcino con

100ml de suspensión. ............................................................................ 83

29. Potencial de generación de metano con estiércol de vacuno con 200

ml de suspensión. .................................................................................. 84

30. Potencial de generación de metano con estiércol de cuy con 200 ml

de suspensión. ...................................................................................... 85

31. Potencial de generación de metano con estiércol de porcino con 200

ml de suspensión. .................................................................................. 86

8

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura Página.

1. Esquema de la descomposición anaeróbica ............................................. 4

2. Efecto de la temperatura en la digestión anaerobia. ................................ 15

3. Formas típicas de las curvas de formación de gas. ................................. 21

4. Instalación experimental simplificada para determinar el rendimiento

de metano (Batch Test). .......................................................................... 22

5. Medición de la actividad metanogénica .................................................. 36

7. Generación de estiércol por individuo ...................................................... 42

8. Generación de estiércol de todos los individuos de cada especie

durante un día.......................................................................................... 43

9. Generación de estiércol de cada especie durante un mes. ..................... 44

10. Primera relación de porcentaje entre la humedad y la masa seca ......... 45

11. Segunda relación de porcentaje entre la humedad y la masa seca ....... 47

12. Generación de metano por cada muestra en 100 ml de agua

destilada. ............................................................................................... 48

13.Generación de metano por el estiércol individual de cada especie. ....... 49

14.Generación de metano por el estiércol de cada especie en un día. ....... 50

15.Generación de metano por el estiércol de cada especie en un mes ....... 51

9

16. Generación de metano por cada muestra en 200 ml de agua

destilada. ............................................................................................... 52

17. Generación de metano por el estiércol individual de cada especie. ...... 53

18. Generación de metano por el estiércol de cada especie en un día. ...... 54

19. Generación de metano por el estiércol de cada especie en un mes. ..... 55

20. Generación de metano por muestra de cada especie. ......................... 56

21. Potencial de generación de metano por cada tipo de estiércol

individual de cada especie. .................................................................... 57

22. Potencial de generación de metano por el estiércol de cada especie

en un día. ............................................................................................... 58

23. Potencial de generación de metano por el estiércol de cada especie

en un mes. ............................................................................................. 59

24. Potencial de generación de metano por muestras de cada especie. ..... 61

25. Potencial de generación de metano de los estiércol individual de cada

especie. ................................................................................................. 62

26. Potencial de generación de metano del estiércol de cada especie en

un día..................................................................................................... 63

27. Potencial de Generación de metano por el estiércol de cada especie

en un mes. ............................................................................................. 64

10

28. Extracción de muestras de estiércol de vacuno para adaptación del

sistema .................................................................................................. 87

29. Extracción de muestras de estiércol de cuy para adaptación del

sistema .................................................................................................. 87

30. Extracción de muestras de estiércol de porcino para adaptación del

sistema. ................................................................................................. 88

31. Determinación de peso en seco con la mufla ........................................ 88

32. Preparación del indicador timolftaleina. ................................................. 89

33. Preparación del sustrato de Hidróxido de sodio. .................................... 89

34. Instalación del sistema para la evaluación de la generación de

metano. .................................................................................................. 90

35. Generación de metano con agua destilada ........................................... 90

36. Generación de metano mediante el potencial con inóculos ................... 91

1

I. INTRODUCCIÓN

En la actualidad el incremento de gases de efecto invernadero es la

causante del cambio climático que causa daños significativos al medio ambiente,

estos gases pueden tener un origen natural como también de las actividades

antropogénicas, siendo una de ellas la ganadería, la emisión de gases de efecto

invernadero (GEI) de origen animal esta mayormente compuesto por metano

(CH4) y dióxido de carbono (CO2) liberándose al espacio afectando la capa de

ozono

Los tipos de estiércol contribuyen con la emisión de gases como el

metano (CH4), gas que tiene un potencial de efecto invernadero 25 veces mayor

que el CO2, Con la finalidad de reducir el impacto ambiental generado, se ha

tomado la siguiente medida como el aprovechamiento de la fermentación de

estiércol para obtener metano.

Durante la digestión anaeróbica, mediante una serie de reacciones

bioquímicas se genera el biogás, este puede ser capturado y usado como

combustible y/o electricidad, es por ello en la presente práctica se busca

cuantificar la generación de metano producido por tres tipos de estiércol de

animal de la granja de la Universidad Nacional Agraria de la Selva (Vacuno, cuy

y porcino) mediante un sistema batch con un periodo de evaluación de 15 a 20

2

días, con esto se busca conocer el volumen de metano generado por las 3

especies de animales evaluados y así aportar datos de emisiones de metano, el

cual se espera sirva para el diseño e implementación de futuras estrategias de

mitigación y a su vez dar alternativas al hombre para transformar un desecho en

una fuente de ingreso compensando las necesidades presentes sin

comprometer las opciones de las generaciones futuras.

1.2. Objectivo general:

− Cuantificar las emisiones de metano a partir de excretas de vacuno,

cuy y porcino de la granja en la Universidad Nacional Agraria de la

Selva.

1.2.1. Objetívos específicos:

− Determinar el volumen de generación de estiércol de los animales

vacuno, cuy y porcino

− Determinar las emisiones de metano producido por el estiércol de

vacuno, cuy y porcino

− Determinar el potencial de generación de metano producido por el

estiércol de vacuno, cuy y porcino.

3

REVISIÓN DE LITERATURA

2.1. Generalidades

2.1.1. Biodigestor

Es un contenedor cerrado, hermético e impermeable (llamado

reactor) dentro del cual se deposita el material orgánico a fermentar en

determinada dilución de agua para que se descomponga por microorganismos,

produciendo por un lado gas metano y por otros fertilizantes orgánicos ricos en

nitrógeno, fosforo y potasio (VALDIVIA, 2000).

Define un Biodigestor como un contenido hermético, donde se

realiza un proceso anaeróbico de descomposición (proceso de fermentación

anaeróbica). La materia prima está constituida por materia orgánica, como

desechos agrícolas, residuos animales, residuos humanos, etc.; es decir, en el

biodigestor tal como indica su nombre sucede una digestión de la materia prima,

luego de la cual se obtiene biogás, biol y bioabono aproximadamente en un

periodo (CONTRERAS, 2006).

2.2. Digestión anaeróbia

Según (DIAZ et al., 2002) es un proceso biológico en el cual un

consorcio de diversos microorganismos interactúa entre sí, en ausencia de

oxígeno, para estabilizar la materia orgánica por conversión a metano y otros

4

productos inorgánicos incluyendo agua y dióxido de carbono, tal como se

muestra en la siguiente reacción química:

𝑀𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎 𝑜𝑟𝑔á𝑛𝑖𝑐𝑎 +𝐻2𝑂 𝑏𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑠 𝑎𝑛𝑎𝑒𝑟𝑜𝑏𝑖𝑎𝑠 → 𝐶𝐻4 + 𝐶𝑂2 + 𝑁𝐻3 +𝐻2𝑆 +𝑏𝑖𝑜𝑚𝑎𝑠𝑎 + 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟

Según (DIAZ et al., 2002) se divide principalmente en cuatro etapas:

hidrólisis, acidogénesis, acetogénesis y metanogénesis. Estas fases se

desarrollan de manera consecutiva por diferentes tipos de microorganismos. Las

bacterias participantes en cada etapa presentan distintas velocidades de

crecimiento y su sensibilidad varía de acuerdo a los compuestos existentes en el

medio como inhibidores (hidrógeno, amoniaco, ácido acético, etc.). Es así que el

desarrollo global del sistema necesita alcanzar un equilibrio, para evitar la

acumulación de los compuestos inhibidores como son los ácidos grasos

volátiles, que ocasionan disminución del pH. Las etapas se pueden observar.

(figura 1).

Figura 1. Esquema de la descomposición anaeróbica (GAVALA et al., 2003)

5

2.3. Etapas de la fermentación metanogénica

La digestión anaeróbica es un proceso muy complejo tanto por el

número de reacciones bioquímicas que tienen lugar como por la cantidad de

microorganismos involucrados en ellas. De hecho, muchas de estas reacciones

ocurren de forma simultánea (DIAZ et al.,2002).

Los estudios bioquímicos y microbiológicos realizados hasta ahora,

dividen el proceso de descomposición anaeróbica de la materia orgánica en

cuatro fases o etapas:

− Hidrólisis, etapa fermentativa o acidogénica, etapa acetogénica y etapa

metanogénica.

2.3.1. Hidrólisis

Es el primer paso en el proceso de la digestión anaerobia, donde

materiales orgánicos complejos (carbohidratos, celulosa, hemicelulosa, lignina,

proteínas, grasas, aceites, etc.) son adicionados y convertidos por enzimas

extracelulares de manera biológica (hidrolasas) o por procesos fisicoquímicos, a

material soluble; y materia orgánica biodegradable (monómeros o dímeros),

estableciendo un paso para su bioconversión bajo condiciones anaerobias

(GAVALA et al., 2003).

La hidrólisis depende de diferentes parámetros tales como el tamaño

de la partícula, pH, producción de enzimas, difusión y adsorción de enzimas

particulares. En esta etapa se lleva a cabo una colonización de bacterias sobre

6

la superficie de los sólidos, y por lo cual su velocidad depende del área de

contacto disponible.

Las enzimas hidrolíticas degradan la superficie de los sólidos con

una intensidad constante por unidad de tiempo. Las proteínas se hidrolizan por

enzimas extracelulares (proteasas) a polipéptidos y aminoácidos. La velocidad

de la hidrólisis depende mucho de la solubilidad de las proteínas, pH y el origen

del cultivo anaerobio (DIAZ et al., 2002).

2.3.2. Acidogénesis

Los compuestos orgánicos solubles obtenidos de la etapa anterior

se transforman en ácidos grasos de cadena corta (ácidos grasos volátiles), esto

es, ácido acético, propiónico, butírico y valérico, principalmente y en menor

proporción, anhídrido carbónico e hidrógeno. Estas bacterias son altamente

resistentes a variaciones en las condiciones ambientales.

La acidogénesis es una fase de producción intensiva de ácidos que

se inicia con los alimentos y compuestos de más fácil descomposición como las

grasas donde hay una alta producción de dióxido de carbono (CO2), ácido

sulfhídrico (H2S), ácidos orgánicos y bicarbonatos; su pH se encuentra en la zona

ácida con valores entre 5.1 y 6.8 (EXPÓSITO, 2004).

2.3.3. Acetogénesis

En la acetogénesis se presentan la degradación de alcoholes, ácidos

grasos y compuestos aromáticos (obtenidos de la fermentación) mediante la

7

hidrogenación acetogénica o la deshidrogenación acetogénica, produciendo

ácido acético, CO2 y H2. En el proceso de la deshidrogenación acetogénica, se

lleva a cabo la oxidación anaerobia de moléculas grandes y pequeñas de ácidos

grasos volátiles (DÍAZ et al., 2002).

En esta es obligatoria la producción de hidrógeno por las bacterias

que realizan la oxidación anaerobia de los ácidos grasos. Estas pueden inhibirse

debido a presiones bajas, no obstante, pueden sobrevivir únicamente en

asociaciones sintróficas con microorganismos que consumen hidrógeno tales

como las metanógenos acetoclásticos (DÍAZ et al., 2002).

2.3.4. Metanogénesis

Constituye la etapa final del proceso, en el que compuestos como el

ácido acético hidrogeno y dióxido de carbono son transformados a CH4 y CO2.

Se distinguen dos tipos principales de microorganismos, los que degradan el

ácido acético (bacterias metalogénicas acetoclásticos) y los que consumen

hidrogeno (metanogénicas hidrogenófilas); la principal vía de formación del

metano es la primera, con alrededor del 70% del metano producido, de forma

general. Esta etapa es muy sensible a los cambios de pH, por lo general se lleva

a cabo en un ambiente neutro o levemente alcalino (JARAUTA, 2005).

Si el pH baja de 6.5 las bacterias metanogénicas tendrían pocas

posibilidades de desarrollarse. Los microorganismos intervinientes en cada fase

tienen propiedades distintas que son muy importantes y se las debe conocer

8

para lograr comprender el equilibrio y funcionamiento óptimo de un digestor

(DÍAZ et al., 2002). Estas características han sido resumidas en el (Cuadro 1).

Cuadro 1. Características de la fase acidogénica y metanogénica.

Fase acidogénica Fase metanogénica

Bacterias facultativas (pueden vivir en

presencia de bajos contenidos de

oxígeno).

Bacterias anaeróbicas estrictas (No

pueden vivir en presencia de

oxígeno).

Reproducción muy rápida (alta tasa

reproductiva).

Reproducción lenta (baja tasa

reproductiva).

Poco sensibles a los cambios de

acidez y temperatura

Muy sensibles a los cambios de

acidez y temperatura

Principales metabolitos, ácidos

orgánicos.

Principales productos finales, metano

y dióxido de carbono.

Fuente: (GAVALA et al., 2003).

Como vemos el proceso ha sido simplificado aún más reduciendo el

mismo a dos fases principales, la ácida generadora de productos intermedios y

la metanogénica. Del cuadro anterior se desprende que una alteración en los

parámetros de funcionamiento incidirá negativamente sobre la fase

metanogénica preponderantemente, lo cual significará una merma importante en

la producción de gas y una acidificación del contenido pudiéndose llegar al

bloqueo total de la fermentación. Cuando la metanogénesis funciona, la etapa

9

acetogénica también funciona sin problemas, en el caso contrario comienza una

sobre acidificación (MOLINA, 2012).

2.4. Microrganismos involucrados en cada fase de la digestión anaeróbica

Las especies de microorganismos involucrados en el proceso varían

dependiendo de los materiales que serán degradados. Los alcoholes, ácidos

grasos, y los enlaces aromáticos pueden ser degradados por la respiración

anaeróbica de los microorganismos.

Estos utilizan, entre otros nutrientes, el nitrato (Paracoccus

denitrificans, Pseudomonas stutzerii), azufre (Desulfuromonas acetoxidans,

Pyrodictium occultum), sulfato (Desulfovibrio desulfuricans, Desulfonema

limícola), carbonato (Acetobacterium woodi, Clostridium aceticum,

Methanobacterium thermoautotrophicum), fumarato (Escherichia coli, Wolinella

succinogenes ) o Fe(III) ( Alteromonas putrefaciens ) como aceptores de

electrones, por lo que pueden denominarse reductores de nitrato, reductores de

sulfato, etc (GAVALA et al., 2003).

Sin embargo, otros microorganismos también compiten por el nitrato

como aceptor de electrones, por lo que el nitrato se reduce rápidamente a

amonio y el nitrato como reductor juega un papel secundario en los procesos de

fermentación.

Los reductores de sulfato participan activamente en la degradación

de compuestos con poco oxígeno, tales como lactato y etanol.

10

− En la primera y segunda fase de la degradación, participan bacterias de al

menos 128 órdenes de 58 especies y 18 géneros. Las especies que se

presentan principalmente son Clostridium, Ruminococcus, Eubacterium y

Bacteroide.

− En la tercera y cuarta fase de la degradación, se encuentran principalmente

bacterias metanogénicas.

En la actualidad, se han identificado 81 especies, de 23 géneros, 10

familias y 4 órdenes. Además, existen diversos microorganismos que pertenecen

al sistema ecológico de un biorreactor y que participan indirectamente en la

degradación. Por ejemplo, Staphylococcus, especie se desarrolla con frecuencia

en los digestores, puede provocar riesgos para la salud del personal que opera

el digestor si no se toman las medidas sanitarias necesarias. (MINENERGIA,

2019).

2.4.1. Bacterias que participan en la hidrólisis

Los microorganismos de muchos géneros son los responsables de

la hidrólisis. Entre estos destacan: Bacteroides, Lactobacillus, Propioni-

bacterium, Sphingomonas, Sporobacterium, Megasphaera, Bifidobacterium.

2.4.2. Bacterias que participan de la acidogénesis

La mayoría de los microorganismos acidogénicos también

participan de la hidrólisis. El género Clostridium, Paenibacillus y Ruminococcus

están presentes en todas las fases del proceso de fermentación, pero son

11

dominantes en la fase acidogénica. El grupo Cytophaga-Flavobacterium-

Bacteroides representa el segundo grupo más grande de microorganismos

durante las dos primeras fases de la descomposición. Sin embargo, en la fase

metanogénica representan menos del 5% del total de microorganismos. Esto

indica que estos grupos son los principales responsables de la degradación de

compuestos monoméricos (GAVALA et al., 2003).

2.4.3. Bacterias que participan de la acetogénesis

Estas bacterias sólo pueden sobrevivir en simbiosis con el género

que consume hidrógeno. Todos los microorganismos acetogénicos tienen un

período de regeneración de hasta 84 h. Las bacterias acetogénicas reductoras

de sulfato son capaces de degradar lactato y etanol, pero no son capaces de

degradar ácidos grasos y compuestos aromáticos (GAVALA et al., 2003).

2.4.4. Bacterias que participan de la metanogénesis

La última fase de la descomposición anaeróbica se encuentra

dominada por un grupo especial de microorganismos, las Arqueas

metanogénicas. Estas se caracterizan a través del co-factor F420, el cual actúa

en presencia de hidrogenasas como transportador de H2. Este puede detectarse

por su autofluorescencia en un microscopio óptico. Las metanogénicas activas

aparecen en la segunda fase de la fermentación, la fase de acidogénica. Sin

embargo, obviamente el número de Arqueas metanogénicas aumenta en la fase

metanogénica. Las principales especies están representadas por

12

Methanobacterium, Methanospirillum hungatii, y Methanosarcina (GAVALA et

al., 2003).

2.4.5. Especies metanotróficas

Las especies metanotróficas (especies que consumen metano) se

encuentran presentes en todas partes, pero no son deseables en una planta de

producción de biogás. La mayoría de estos son aeróbicos. Estos

microorganismos utilizan el oxígeno para degradar el metano y obtener su

energía. Los productos metabólicos son el agua y el dióxido de carbono. Los

metanotróficos aeróbicos degradan aproximadamente el 17% de todo el metano

en la atmósfera. Además de estos, existe otro grupo de metanotróficos, que es

capaz de consumir metano, sin necesidad de oxígeno. Estos se encuentran en

su mayoría en los sedimentos marinos. Los microorganismos metanotróficos

sintetizan sus lípidos a partir del metano.

2.5. Factores que afectan la digestión anaeróbica

Como se mencionó anteriormente las bacterias son las principales

protagonistas en este proceso degradativo, pero existen determinados

parámetros o factores ambientales que hacen más factible el desarrollo de la

digestión. Según (HILBERT, 2007), es importante examinar algunos de los

factores importantes que gobiernan el proceso metanogénico. Los

microorganismos, especialmente los metanogénicos, son altamente

susceptibles a los cambios en las condiciones ambientales.

13

La producción de biogás en el proceso metanogénico depende de

los siguientes parámetros descritos por (HILBERT, 2007).

2.5.1. Tipo de materia prima

La rapidez y eficiencia del proceso de descomposición de la materia

orgánica por medio de la fermentación metanogénicas está condicionada por los

siguientes factores (HILBERT, 2007).

Las materias primas fermentables incluyen dentro de un amplio

espectro a los excrementos animales y humanos, aguas residuales orgánicas de

las industrias (producción de alcohol, procesado de frutas, verduras, lácteos,

carnes, alimenticias en general), restos de cosechas y basuras de diferentes

tipos, como los efluentes de determinadas industrias químicas (HILBERT, 2007).

Las sustancias con alto contenido de lignina no son directamente

aprovechables y por lo tanto deben someterse a tratamientos previos (cortado,

macerado, compostado) a fin de liberar las sustancias factibles de ser

transformadas de las incrustaciones de lignina. En lo atinente a estiércoles

animales la degradación de cada uno de ellos dependerá fundamentalmente del

tipo de animal y la alimentación que hayan recibido los mismos. Los valores tanto

de producción como de rendimiento en gas de los estiércoles presentan grandes

diferencias entre distintos autores (HILBERT, 2007).

14

2.5.2. Temperatura

Este es uno de los parámetros que tiene mayor influencia en el

proceso de la digestión anaerobia, ya que altera la actividad de las enzimas, y

por tanto, varía la velocidad del proceso de digestión. Estas variaciones de

temperatura pueden traer consigo cierta inestabilidad durante la producción de

gas metano (CH4) e incluso influir en el desarrollo de microorganismos (LÓPEZ

et al., 2008).

La temperatura de igual forma afecta de manera directa los procesos

que controlan la dimensión del crecimiento microbial, así la velocidad con la que

crecen los microorganismos responsables del proceso anaerobio aumenta con

la temperatura (LIER et al, 1993) definiéndose tres rangos de temperaturas para

clasificar los sistemas: psicrofílico, por debajo de 20ºC, o a temperatura

ambiente; mesofílico, entre 30-40ºC, y termofílico entre 50 y 65ºC.

La temperatura de operación del digestor es considerada uno de los

principales parámetros de diseño, debido a la gran influencia de este factor en la

velocidad de digestión anaeróbica (LÓPEZ et al., 2008).

15

Fuente: (LÓPEZ et al., 2008).

Figura 2. Efecto de la temperatura en la digestión anaerobia.

2.5.3. pH

Esta variable es de gran importancia pues ayuda a determinar la fase

del proceso Los microorganismos anaerobios necesitan de manera estricta un

pH en torno a la neutralidad para su desarrollo correcto, aunque permiten cierta

oscilación, aunque pueden presentarse problemas si baja por debajo de 6 o sube

por encima de 8,3 (LAY, 1997).

El valor óptimo para la digestión metanogénica es de 6.5 - 7.5, es

decir cercana a un pH neutro. Cuando baja de un pH= 5 puede resultar la

inhibición del crecimiento de las bacterias metanogénicas. Si ocurriera así,

habría disminución de la producción de metano y un aumento del CO2 y la

16

presencia de olores desagradables por el aumento del sulfuro de hidrógeno.

(DÍAZ et al., 2002).

2.5.4. Humedad

Cantidad de agua existente en la materia a utilizar. Se obtiene al

secarse el material a 104°C, hasta que no pierda peso; la diferencia entre el

peso inicial y el peso final es equivalente a la humedad que contenía la materia.

(LÓPEZ et al., 2008)

2.5.5. Solidos totales

Materia orgánica sin humedad, es decir, el peso de la materia seca

que queda después del secado como se indicó antes. El sólido total suele ser

equivalente al peso en seco (sin embargo, si se secan los materiales al sol, es

de suponer que aun contendrán, cerca del 30% de humedad). El sólido total

incluye componentes digeribles o “sólidos volátiles” y residuos no digeribles o

“sólidos fijos”. (LÓPEZ et al., 2008).

2.6. Contenido de agua en la mezcla

Las bacterias y otros microorganismos no pueden funcionar

efectivamente cuando el contenido de agua de la mezcla es demasiado bajo, y

la cantidad de biogás producido será pequeña. Cuando la mezcla es demasiado

diluida, se puede digerir relativamente poca materia orgánica y la producción del

biogás es limitada.

La actividad de mezclar, debe realizarse en forma adecuada y

uniforme en el tanque del digestor para promover una digestión efectiva,

17

especialmente si se utiliza biomasa cruda con alto contenido leñoso (HILBERT,

1999).

2.7. Estiércol

BORRERO (2001) menciona que los estiércoles son los

excrementos de los animales que resultan como desechos del proceso de

digestión de los alimentos que consumen; generalmente entre el 60 y 80% de

lo que consume el animal lo elimina como estiércol. La calidad de los

estiércoles depende de la especie, del tipo de cama y del manejo que se le da

a los estiércoles antes de ser aplicados.

Están formados por la acumulación de deyecciones sólidas y liquidas

producidas en las explotaciones ganaderas. El uso eficiente de estos residuos

sin que se produzcan daños en el medio, especialmente de los líquidos, es

objetivo prioritario de muchos investigadores (BERNAL & ROIG.,1993).

Las características de estos materiales son función de: especie,

raza, alimentación del ganado y época del año. Las cantidades que se producen

dependen del tipo de explotación, puesto que no serán las mismas las originadas

en un establo de vacas que en una granja de aves.

2.7.1. Estiércol de vacuno

Según CASTELLANOS (1990), es el producto que se obtiene de la

fermentación anaeróbica sucedida en el intestino de los residuos alimentarios no

utilizados por el rumiante. Esta fermentación sintetiza una considerable cantidad

de proteína que es desperdiciada, junto con parte de la energía no aprovechada.

18

El crecimiento microbiano en el estiércol de ganado vacuno está limitado por la

poca cantidad de carbohidrato que se encuentra disponible.

El estiércol de ganado vacuno varía en su composición según las

especies de las que procedan, la forma en que se conserven y la alimentación

que se proporciona. (CÁRDENAS, 2012).

Cuadro 2. Composición química del estiércol de ganado vacuno.

Componente Porcentaje (%)

Agua 15.7

Sustancia orgánica seca 60.3

pH 7.6

Nitrógeno total 2.7

Fosforo(P) 1.6

Potasio (K) 2.8

Calcio (Ca) 3.5

Magnesio (Mg) 2.3

Sodio (Na) 0.3

Azufre(S) 0.3

Boro(B)ppm 64

Fuente: (CÁRDENAS, 2012).

En estudios de la composición química del estiércol de ganado de

vacas lecheras en diferentes fuentes seleccionadas, reportan la siguiente

composición química promedio (% en base seca): 2-8% de N, 0.2-1% P, 1-3%

de K, 1-1.5% de Mg, 1-3% de sodio y 6-15% de sales solubles. (CASTELLANOS,

1990).

19

2.7.2. Estiércol de cuy

Según (DÍAZ et al., 2002) nos dice que el estiércol de cuy, se lo

utiliza con múltiples beneficios, sobre todo para la elaboración de abonos

orgánicos, su alto contenido de nutrientes especialmente de elementos menores.

El estiércol del cuy es uno de los mejores junto con el del caballo, y tiene ventajas

como que no genera olores, no atrae moscas y viene en polvo. Este abono

orgánico es muy importante para la utilización en cultivos y de una manera limpia

la cual no afecta el medio ambiente.

Cuadro 3. Composición química del estiércol de cuy.

Nutrientes (ppm) %

Nitrógeno 0.7

Fosforo 0.05

Potasio 0.31

pH 10

Fuente: (PANTOJA, 2014).

2.7.3. Estiércol de porcino

En estiércol, se compone principalmente de nitrógeno orgánico y

amoniaco. Del nitrógeno total producido, el 60% está en forma amoniacal y el

40% en forma orgánica. La gran mayoría del nitrógeno de las heces fecales es

orgánico, mientras que la totalidad del de la orina es amoniacal. El estiércol

porcino, tanto sólido como líquido (purines) contiene una cantidad mayor de

nutrientes (N, P, K) que el de otros animales de granja, razón por la cual debe

20

ser utilizado en compostaje para mitigar los problemas medioambientales que

ocasiona y lograr un reciclaje de dichos nutrientes. (I.T.G. 2007).

Cuadro 4. Composición química del estiércol de Porcino.

Composición %

Nitrógeno 4.28

Fosforo 5.96

Potasio 5.17

Calcio 4.04

Magnesio 0.96

Fuente: SEAE (Sociedad Española Agricultura Ecológica).

2.8. Curvas de frecuencia en la producción de biogás

Existen muestras fácilmente degradables que producen rápidamente

biogás y la curva correspondiente se caracteriza por un fuerte aumento en la

cantidad de biogás acumulado (Curva 1). Si el proceso es de dos etapas, la curva

tiene pasos de escalera (Curva 2). Muestras que se degradan con dificultad

tienen una curva de formación de gas retardada. La forma de esta curva se

puede deber a una leve inhibición (Curva 3). Una inhibición completa provoca un

resultado de producción de biogás neto negativo (Curva 4) (DROSG et al., 2013).

Se muestra las curvas de frecuencia de producción de biogás (figura 3).

21

Fuente: (DROSG et al., 2013).

Figura 3. Formas típicas de las curvas de formación de gas.

2.9. Cuantificación del biogás en Laboratorio-Batch test

El Batch Test es un método para determinar el potencial de biogás

que posee un sustrato en particular, mediante la tecnología de biogás

experimentalmente en un laboratorio basado en la norma estandarizada DIN

38414-8. Este procedimiento es aplicable a todos los compuestos para analizar

su fermentación.

En general, se utiliza para investigar la degradación anaeróbica de

la materia prima incluyendo la tasa de degradación, incluso, es posible realizar

una evaluación aproximada de la presencia de componentes inhibitorios. Las

ventajas de este test son: estimación del potencial del biogás, fácil de construir

e instalar, bajo costo en la construcción, repetibilidad y reproductibilidad. Sin

22

embargo, la prueba puede tomar desde 20 a 50 días, dependiendo del sustrato

(LORBER, 2014).

Fuente: (LORBER. 2014).

Figura 4. Instalación experimental simplificada para determinar el rendimiento

de metano (Batch Test).

La puesta a punto de este Batch Test, presenta una metodología

adaptada a lo más cercano que la mayoría de investigaciones lo realizan, en ella

menciona que para cada muestra de materia prima se debe realizar una prueba

por triplicado como puede verse en la figura 4. Adicionalmente, en cada prueba

se debe realizar un blanco por triplicado (suspensión).

Las pruebas de degradación son: Para la evaluación del potencial

de producción de metano y la biodegradabilidad anaerobia de una sustancia o

mezcla de sustancias, para la evaluación cualitativa de la velocidad de

23

degradación anaerobia de la sustancia investigada y para la evaluación

cualitativa del efecto inhibidor de la sustancia investigada utilizado bajo las

condiciones de fermentación (tipo de inóculo, temperatura, concentración de

sustrato, etc.).

Las pruebas de degradación no son: Para analizar la estabilidad del

proceso en los reactores, que son alimentados continuamente con la sustancia

investigada o mezcla de sustancias, para asumir la producción de biogás en

condiciones de campo debido a los posibles efectos negativos y positivos de la

sinergia y para estudiar la fermentabilidad del sustrato bajo condiciones de

proceso sobrepasando los límites de la carga orgánica. (LORBER, 2014).

2.10. Gases de efecto invernadero

Los gases de efecto invernadero presentes en la atmosfera terrestre

incluyen: vapor de agua (H2O), dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido

nitroso (N2O), óxidos de nitrógeno (NOx), ozono (O3), monóxido de carbono (CO),

y los clorofluorocarbonos (CFC). los gases de efecto invernadero son gases que

provocan que la radiación infrarroja se detenga en la atmósfera, por lo que 36 se

calientan la superficie de la tierra y la parte inferior de la atmósfera (CIESLA,

1996).

2.10.1. Dióxido de Carbono (CO2)

FARQUHAR & GOULDEN (2001), es el GEI más común producido

por las actividades antropogénicas, ya que aporta cerca del 60 % del incremento

en el forzamiento radiactivo desde la época preindustrial. Es tanto un

subproducto gaseoso de la naturaleza como un nutriente esencial para las

24

plantas verdes. En su ciclo natural, este es emitido en importantes cantidades

por la biosfera y reabsorbido por diferentes sumideros del carbono,

fundamentalmente los océanos y los bosques, y normalmente no permanece en

la atmósfera en niveles de concentraciones capaces de provocar problemas

sobre el clima. Se trata de un contaminante de efecto global, ya que es la

contribución al calentamiento global lo que está causando preocupación y está

forzando a los gobiernos a convenir reducciones de emisión de este gas.

2.10.2. Metano (CH4)

FARQUHAR & GOULDEN (2001), Es el segundo gas de invernadero

en importancia. Aunque sus emisiones son menores que las del CO2 su potencial

de calentamiento global es 21 veces la del CO2 en un horizonte temporal de 100

años. El CH4 afecta tanto directa como indirectamente al balance radiactivo del

planeta. Además, consume oxidantes en la atmósfera lo que afecta el nivel de

ozono troposférico y es también una fuente sustancial de H2O en la estratosfera.

Cerca del 70 % de las emisiones totales de metano (cerca de 370 millones de

toneladas) se originan de las actividades humanas. De estas, más del 30 %

provienen del minado del carbón, la extracción de petróleo y escapes de gases

y otro 60 % proviene de la ganadería, los campos de arroz inundados, la quema

de biomasa y la disposición de desechos en los rellenos sanitarios.

2.10.3. Óxido Nitroso (N2O)

25

Este contaminante, que pertenece a la familia de los óxidos de

nitrógeno, también contribuye al efecto invernadero y su potencial de

calentamiento es 310 veces mayor que el bióxido de carbono (INIESTRA et al.,

2009).

FARQUHAR & GOULDEN (2001), es al igual que el C02 y el CH4

uno de los componentes naturales de la atmósfera terrestre. Es un gas de

invernadero y desempeña un importante papel en la química de la estratosfera.

Este gas tiene un largo tiempo de vida en la atmósfera, unos 120 años. La mayor

parte de N2O atmosférico es de origen biológico pues las bacterias en los suelos

y océanos liberan N2O durante diferentes procesos. Las actividades humanas

tienden a incrementar la producción biológica de este gas. La agricultura, el

cambio del uso de la tierra, la deforestación y los procesos de fijación de

nitrógeno, estimula la producción bacteriana del N2O.

2.11. Antecedentes de la investigación

Los biodigestores familiares (8.5 metros cúbicos de capacidad) con

20 kilos de estiércol convierten en cuatro horas de biogás para cocinar y

producen cerca de 80 litros de biol diariamente, y así llegando a mejorar la

producción de los cultivos y la salud de sus familiares y remplazando las fuentes

de energía no renovables como la leña y el GLP (GRUPO SAIVER PERÚ S.A.C.,

2006).

Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la

Alimentación, (FAO, 2009) ha difundido que "el sector ganadero mundial genera

el 18% de los gases de efecto invernadero, los cuales, al ser medidos en su

26

equivalente en dióxido de carbono (CO2), son más altos que los del sector del

transporte (13%)", y que la ganadería bovina no solo amenaza el ambiente, sino

que también, debido a su mal manejo, es una de las actividades productivas

agrícolas causantes de la degradación del suelo y de los recursos hídricos a nivel

mundial.

FAO (2009), indica que los productos de la fermentación de las

excretas bovinas a la intemperie, el metano y el óxido nitroso emitidos al

ambiente tienen respectivamente 20 y 300 veces mayor efecto invernadero que

el CO2.

Las emisiones totales de metano del estiércol en Ecuador según

CORNEJO (2010), fueron de 182 GgCO2Eq. El no ofrecer soluciones eficaces

para mitigar su efecto nocivo sobre el ambiente es obviar un compromiso

socioeconómico muy importante a nivel mundial. Si bien las excretas bovinas

representan un grave problema de contaminación ambiental, se puede sacar

beneficio de ellas y mitigar su efecto ambiental, mediante la elaboración de

biogás. Adicionalmente esta tecnología al capturar el metano producido permite

su utilización como una fuente de energía renovable.

GONZÁLEZ & GONZÁLEZ (2014) Realizaron pruebas de

producción de biogás con diversos sustratos, cuyos resultados resaltan que los

desechos orgánicos del conejo alcanzan concentraciones de metano superiores

al 70%, en tanto que la poda de pasto y desechos de comida la producción fue

mínima. Adicionalmente, los investigadores señalan que los desechos de conejo

lograron producir 0.708 litros de biogás por cada kilogramo de excremento, en

tanto que los desechos de vaca alcanzaron una producción de 0.26 L/kg, con

27

porcentajes de metano similares a los alcanzados por el biogás producido por

los desechos cunícolas.

Estimaron la cantidad de biogás obtenible a partir de las excretas de

ganado bovino y porcino de la región de Ciénega de Chapala, Michoacán.

Basándose en censos del INEGI y valores promedio calcularon la cantidad total

de estiércol y de biogás obtenibles, así como la energía eléctrica generable a

partir de la misma (VERA, 2012).

Soluciones Prácticas (antes ITDG), ha investigado y adaptado la

tecnología de Biodigestores Tubulares Unifamiliares desde el año 2007, en

sociedad con Ingeniería sin Fronteras (ISF), Green Empowerment, y la

Universidad Politécnica de Catalunya; con la finalidad de facilitar el acceso a una

energía limpia para cocción de alimentos en familias rurales, que permita

disminuir el consumo de leña y sus efectos en la salud delas mujeres y niños

especialmente; así como el aprovechamiento del biol en la actividad agrícola y

biodigestores operativos en localidades rurales de la región Cajamarca. Centros

poblados Yanacancha y Chanta en el distrito La Encañada, provincia Cajamarca,

Caserío Pucará, en el distrito Tumbadén, Provincia San Pablo, son algunos de

los lugares donde funcionan los biodigestores. La carga mínima para unos de

estos biodigestores es de 20 kg de estiércol fresco y 60 litros de agua, lo que

asegurará un correcto funcionamiento, el biogás se utiliza, principalmente, para

la cocción de alimentos reemplazando las cocinas tradicionales a leña. El biol se

utiliza como fertilizante para los campos de cultivo de los agricultores, mejorando

el rendimiento de éstos en más de 20% en relación a su producción normal. En

28

ensayos con papa se demostró que el biol mejora los rendimientos sobre el 25%

respecto al no uso de fertilizantes y en un 11% con respecto al uso de estiércol

puro como fertilizante. En cultivos de pastos para alimentación de ganado se

notó un importante aumento en la cantidad de proteína que contenía (entre 16 y

50%), el cual es el principal parámetro para la producción de leche (MARTÍNEZ,

2005).

29

II. MATERIALES Y MÉTODOS

3.1. Lugar de ejecución

La práctica se desarrolló en el Laboratorio de Calidad de Aire de la

Facultad de Recursos Naturales Renovables y la fase de campo en la Granja de

la Universidad Nacional Agraria de la Selva; ubicado en el Km 1,21 carretera

Tingo María-Huánuco.

3.1.1. Ubicación política

El Laboratorio de Calidad de Aire y la Granja de la UNAS se

encuentran políticamente ubicado en el distrito Rupa Rupa, provincia Leoncio

Prado, región Huánuco.

3.1.2. Ubicación geográfica

Cuadro 5. Zona 18S coordenadas geográficas de puntos de muestreo (UTM).

Mapa de ubicación (Anexo 3).

Descripción UTM

Altitud m.s.n.m X Y

Porcino 390545 8970480 673

Vacuno 390523 8970507 675

30

Cuy

390441

8970684

679

Laboratorio de

calidad de aire 390661 897014 665

3.1.2.1. Condiciones climáticas

Según el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú

(2019) y la Estación Meteorológica “Abelardo Quiñones” (2019) de Tingo María,

la zona de estudio presenta un clima tropical, con una temperatura media de

24°C, precipitación de 3352.9 mm anual y una humedad relativa de 76.55%

(SENAMHI, 2019).

2.2. Materiales

2.2.1. Material oficina

Cuaderno, lapicero, tijera, rotuladores (1 paquete), botas de jebe, 6

vender clip, cúter, calculadora, 3 soldimix, 10 bolsas de plástico, lija, 1 corta

fierro.

2.2.2. Materiales de laboratorio

Se utilizó 1 caja de guantes, 1 paquete de mascarilla , 24 frascos de

vidrio de 1L, 18 tapones de jebe, agitador, 8 m de manguera siliconada con

diámetro de 8mm, 18 varillas de vidrios de c/u de 9 y 15 cm de largo

respectivamente con diámetro de 8mm, 2 matraz de 500 ml, 3 goteros,1 embudo

de vidrio,1 vaso precipitado de 250 ml,1 probeta de 250 ml, 6 crisoles, jeringa de

31

20 ml, 3 teflones, 6 llaves de paso, 1 balde 20 L,1 balde de 5L, 1 gel

antibacteriano, 1 jabón en líquido,1 guardapolvo,1 lejía.

2.2.3. Reactivos

2 kg de hidróxido de sodio,5 gr de timolftaleina,6 bidones de agua

destilada c/u de 20 L, alcohol al 96% 1L.

2.2.4. Equipos

Baño María (Memmer), GPS (Garmin 64S), multiparámetro

(Milwaukee), balanza digital (Patricks), balanza analítica, laptop (TOSHIBA),

cámara digital (SONY), estufa (Memmer).

2.2.5. Material biológico

Estiércol de vacuno, estiércol de cuy, estiércol de porcino y

microrganismos eficientes aislados de compost.

2.3. Metodología

Para la determinación de emisiones de metano en estiércol vacunos,

porcinos y cuyes en la granja de la Universidad Nacional Agraria de la Selva, se

desarrolló en diferentes fases, las cuales se detallan a continuación.

2.3.1. Fase de pre campo

La práctica se realizó en las instalaciones del Laboratorio de Calidad

de Aire, en donde el jefe del área me proporcionó un área de estudio y las

facilidades para el cumplimiento de las fases antes mencionadas, además de la

32

asignación de las labores adicionales a la práctica. Se compró los materiales de

laboratorio e instaló el sistema batch.

La cantidad de animales es un dato importante de manejar con

precisión, para la estimación correcta de la cantidad de estiércol que se puede

producir. Antes de iniciar la fase de campo, se verificó que las herramientas,

materiales y equipos estén operativos; y se acordó pedir la autorización al

encargado de la granja.

2.3.2. Fase de campo

Se solicitó al encargado de la granja la autorización para determinar

el volumen de generación de estiércol por los vacunos, cuyes y porcinos de la

granja de la Universidad Nacional Agraria de la Selva. Siendo el Ing. Jorge Luis

Caldas Muñoz quien nos proporcionó el inventario de las tres especies.

Se tomó muestras de 1 kg del estiércol de vacuno, cuy y porcino para

determinar la generación de metano en la fase de laboratorio usando el sistema

batch.

2.3.2.1. Volumen de estiércol de vacunos, porcinos y cuy

Se realizó por medio de observación directa in situ, preparando un

área limpia de desechos. Donde estos animales seleccionados se alimentan y

defecan para así determinar el volumen de estiércol generadas en un día en

función al número de animales presentes en cada uno de estas áreas.

33

Se determinó un número de individuos en cada tipo de especies para

calcular la generación total de estiércol en toda la granja. Esta evaluación se

llevó a cabo durante 3 días para poder calcular un promedio de generación de

estiércol de vacuno, porcino y cuy.

a) Cuantificación de estiércol de vacuno

La granja cuenta con dos establos con un total de 35 vacas, del

cual se escogió el establo N°1 con 20 vacas para determinar el volumen

promedio de generación de estiércol en un día.

Se realizó la limpieza del establo N°1 a las 6 am con el personal

a cargo, y al pasar las 24 horas se recolecto el estiércol con un balde de 20 L el

cual se pesó para determinar cuántos kg de estiércol soporta. Colectándose todo

el estiércol con el balde a la carretilla. Se logró determinar la cantidad de estiércol

del establo N°1, donde se dividió entre el número de vacas presentes obteniendo

la generación de estiércol por individuo.

b) Cuantificación de estiércol de porcino

La granja cuenta con un total de 28 porcinos, del cual se escogió

2 corrales que contenían un total de 6 porcinos para determinar el volumen

promedio de generación de estiércol en un día.

Se realizó la limpieza de los dos corrales a las 6 am con el

personal a cargo, al paso de las 24 horas se recolectó el estiércol con un balde

de 20 L el cual se pesó para determinar el promedio de estiércol que contiene

dicho balde en kg. Colectándose todo el estiércol con baldes se determinó

34

cuantos kg de estiércol se generan los 6 porcinos, luego se dividió entre el

número de porcinos presentes obteniendo la generación de estiércol por

individuo.

c) Cuantificación de estiércol de cuy

La granja cuenta con un total de 734 cuyes, del cual se escogió

2 jaulas que contenían un total de 20 cuyes para la determinar el volumen

promedio de generación de estiércol en la granja.

Se realizó la limpieza de las dos jaulas a las 6 am con el personal

a cargo, al pasar 24 horas se recolectó todo el estiércol en un costal, el cual se

pesó para determinar el promedio de estiércol que se generó en kg durante un

día. Colectándose todo se pesó el estiércol de las dos jaulas, donde se dividió

entre el número de cuyes presentes obteniendo la generación de estiércol por

individuo en función a un día.

2.3.3. Fase de laboratorio

En la fase de laboratorio se determinó la generación de metano del

estiércol de cada una de las especies de la siguiente manera:

Se inició por la adaptación del sistema batch, luego se verifico el

funcionamiento óptimo con agua para evitarse posibles fugas. Se preparó cada

una de las muestras con los diferentes tratamientos, se determinó la masa seca

de cada tipo de estiércol, se tomaron los parámetros como pH, salinidad,

conductividad, sólidos disueltos y potencia redox para finalmente introducir al

35

sistema las muestras de cada tipo de estiércol y determinar la generación de

metano.

Dentro de la instalación del sistema se preparó 3L de hidróxido de

sodio a 2N (40 gr de NaOH por litro de agua destilada) y 15 ml de timolftaleina

preparada (5 ml por litro). La timolftaleina se preparó al 0.4 % (se agregó 4gr de

timolftaleina en 100 ml de alcohol al 96%).

Se preparó el baño maría con un promedio de 20 L agua destilada,

se graduó a una temperatura constante de 37°C; donde luego se acomodaron

las muestras ya preparadas para las evaluaciones.

2.3.3.1. Medición de la actividad metanogénica

El simulador de digestor de laboratorio tiene un volumen de 1000 ml

y se conecta a un frasco (1000 ml) que contiene una disolución de NaOH a 2N

con un volumen de 500 ml el cual se encuentra diluido con timolftaleina. El cual

está conectado a un frasco (1000 ml) con 500 ml de agua destilada, que ocasiona

el desplazamiento del agua al último frasco (1000ml) para de la medición del

volumen de metano. El CO2 del biogás reacciona con la solución de NaOH,

formando carbonato. De esta forma, sólo el metano alcanza el espacio libre de

la botella de sosa, desplazando un volumen equivalente de líquido. Este volumen

se recoge en una probeta.

Los ensayos se realizarón con un equipo de Baño María y a una

temperatura de operación de 37 °C (Figura 5).

36

Fuente: (LORBER, 2014)

Figura 5. Medición de la actividad metanogénica

Con el fin de determinar el rango adecuado de dilución para las

mezclas del sustrato, se realizaron pruebas de masa seca y masa volátil del

estiércol de vaca, cuy y cerdo. Para ello se utilizó la metodología descrita por

(González & González, 2014) la cual consiste en llevar a la mufla las muestras

de estiércol durante 24 horas a 105 °C para hallar la masa seca.

La masa seca corresponde a la materia libre de humedad que

compone el estiércol y se calculó empleando la ecuación:

𝑚𝑠 = [1 −𝑚ℎ − 𝑚𝑑

𝑚ℎ

] 𝑥 100%

Donde:

ms = masa seca (g)

mh= masa hidratada (g)

md = masa deshidratada (g)

37

La masa volátil es el porcentaje de materia orgánica presente en la

biomasa, e indica qué fracción de la misma ha de producir biogás, de modo que

un porcentaje alto es deseable. La ecuación (2) permitió calcular la masa volátil.

𝑚𝑣 = [1 −𝑚𝑑 − 𝑚𝑖

𝑚𝑑

] 𝑥 100%

Donde:

mv = masa volátil (g)

mh= masa hidratada (g)

mi = masa incinerada (g)

2.3.3.2. Generación de metano

Para determinar la generación de metano se preparó las muestras

con 300 gr de cada tipo de estiércol a los cuales adherimos agua destilada.

a) Generación de metano con agua destilada

Se determinó la generación de metano con el sistema batch

test.

− En el primer tratamiento con 100 ml de agua destilada.

− En el segundo tratamiento con 200 ml de agua destilada.

Se estandarizó con la presión atmosférica en Tingo María se

trabajó con 0.93 atm y la temperatura promedio fue de 25°C. El cual influenció al

determinar la generación de gases para cada muestra.

38

Se calculó a escala real la generación metano con el estiércol

del vacuno, cuy y porcino por individuo, día y mes, para la granja de la

Universidad Nacional Agraria de la Selva.

2.3.3.3. Potencial de generación de metano

Para determinar el potencial se preparó la muestra de estiércol

diluida con cierto volumen de agua destilada, al cual adherimos microorganismos

eficientes aislados de compost (suspensión).

El sustrato de estiércol de vacuno, cuy y porcino fue un volumen

de 100 ml, diluido cada una de estas con 500 ml de agua destilada.

− En el primer tratamiento agregamos 100 ml de suspensión.

− En segundo tratamiento agregamos 200 ml de suspensión.

a) Diluciones de suspensión

Las diluciones de suspensión fueron microorganismos

eficientes de compost de la Municipalidad Provincial de Leoncio prado de la

Ciudad de Tingo María, Huánuco.

b) Estabilización de las muestras

Se subió el pH de cada muestra con agua destilada e hidróxido

de sodio a los rangos entre 6 y 8, para una óptima metanogénesis de los

microrganismos en las tres muestras para determinar el potencial de generación

de metano.

39

2.3.3.4. Estabilización del pH con NaOH y agua destilada.

Una vez preparada la muestra con la suspensión, se evaluó las

muestras con el multiparámetro MILWAUKEE determinando los pH, luego se

adiciona agua destilada y dilución de hidróxido de sodio a 2 N para subir el pH

entre 6 y 8. Una vez nivelada las muestras a condiciones óptimas para la

actividad metanogénica, recién se instaló en el sistema batch para las

evaluaciones de la generación de metano.

2.3.3.5. Diluciones con agua y la suspensión

Se determinó la generación de gas metano y el potencial de

generación de metano con el sistema batch test con las muestras extraídas que

se observa en el (cuadro N°6).

Se estandarizó con la presión atmosférica de Tingo María con un

valor de 0.93 atm y la temperatura promedio fue de 25°C. El cual influenció al

determinar la generación de metano en cada tipo de estiércol.

40

Cuadro 6. Tratamientos para las muestras de cada tipo de estiércol.

Tratamientos Estiércol Suspensión Agua

T1

Generación

vacuno

cuy

porcino

300 gr 0 ml 100 ml

Potencial de

generación

vacuno

cuy

porcino

100 ml 100 ml 500 ml

T2

Generación

vacuno

cuy

porcino

300 gr 0 ml 200 ml

Potencial de

generación

vacuno

cuy

porcino

100 ml 200 ml 500 ml

41

III. RESULTADOS

4.1. Volumen de generación de estiércol de los animales (vacunos,

porcinos y cuyes) de la granja de la UNAS

En el cuadro número 7, se observa la cantidad de cada especie y el

volumen de generación de estiércol en función de un individuo, la generación

de todas las especies durante un día y en un mes.

Cuadro 7. Cuadro de generación de estiércol de las tres especies.

Especies

Cantidad

de

especies

Producción

diaria

por animal

(kg)

Producción

diaria total

(kg)

Producción

mensual

(kg)

Vacuno 35 13 455 13650

Cuy 734 0.18 132.12 3963.6

Porcino 28 2.8 72 2160

En la figura 7, se muestra la relación entre los tipos de estiércol en

función a los datos del (cuadro 7), mediante las barras se puede observar que el

42

estiércol de vacuno tiene un volumen de 13 kg/especie mayor a las otras dos

especies debido a que tiene un mayor tamaño, mientas que de porcinos fue 2.8

kg/especie, y de cuy es 0.180 kg/especie debido a que son individuos de menor

tamaño.

Figura 6. Generación de estiércol por individuo

En la figura 8, se muestra la relación entre las diferentes tipos de

estiércol producidas por cada especie por día según los datos del (Cuadros 7),

mediante las barras se observa que el estiércol generados por vacunos muestran

un volumen mayor a las otras dos muestras siendo esta de 455 kg/especies, la

generación de estiércol de porcinos fue 72 kg/especies, y de cuyes 132.12

kg/especies pero la generación es mayor que porcino debido a que en número

total de cuyes supera en una gran magnitud a la cantidad de porcinos.

vacunos cuyes porcino

Generación 13 0.18 2.8

0

2

4

6

8

10

12

14

Ge

ne

ració

n d

e e

stié

rcol (k

g/in

div

idu

o)

43

Figura 7. Generación de estiércol de todos los individuos de cada especie durante

un día.

En la figura 9, se muestra la relación entre los diferentes tipos de

estiércol producidas por cada especie por mes según los datos de (Cuadros 7),

mediante las barras se puede observar que los estiércol generado por vacunos

muestran un volumen mayor en comparación a las otras dos muestras siendo

esta de 13650 kg/mes, de porcinos fue 2160 kg/mes, y de cuyes 3963.6 kg/mes

debido a que son individuos de menor tamaño o la variación de número de

individuos de cada especie.


Generación 455 132.12 72

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

Ge

ne

ració

n d

e e

stié

rcol (k

g/d

ia)

44

Figura 8. Generación de estiércol de cada especie durante un mes.

4.2. Generación de metano producido por cada especie de la granja de la

UNAS

Estos datos son usados en la generación de metano con 100 ml de

agua destilada y potencial de generación con 100 ml de suspensión. Como se

puede observar en los cuadros 13,14 y 15 de anexos 1.

Cuadro 8. Determinación de masa seca según las muestras preparadas.

Muestra Peso

Húmedo(gr)

Peso seco(gr) Muestra

(300 gr)

Peso seco

Vacuno 25 4.18 50.16

Cuy 15 4.53 90.6

Porcino 15.5 5.35 103.55


Generación 13650 3963.6 2160

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

Ge

ne

ració

n d

e e

stié

rcol(kg/m

es)

45

Cuadro 9. Porcentaje de humedad y masa seca de cada tipo de estiércol.

Primero evaluación

Excretas Humedad % Masa seca %

vacunos 83.3 16.7

cuyes 69.8 30.2

porcino 65.5 34.5

En la figura 10, se observa el porcentaje de humedad y masa seca

para cada tipo de estiércol en función a los datos del (cuadro 9) determinamos

la relación de masa seca y humedad. Datos que fueron usado para determinar

la generación de metano en función a gramos de masa seca (gms) para después

determinar a escala real en base a la generación de estiércol en cada especie

(vacuno, cuy y porcino).

Figura 9.Primera relación de porcentaje entre la humedad y la masa seca


Masa seca % 16.7 30.2 34.5

Humedad % 83.3 69.8 65.5

83.369.8 65.5

16.730.2 34.5

46

Estos datos son usados en la generación de metano con 200 ml de

agua destilada y potencial de generación con 200 ml de suspensión. Como se

puede observar en los cuadros 19, 20 y 21 de anexos 1.

Cuadro 10. Determinación de masa seca en función a las muestras preparadas.

Muestra Peso

Húmedo(gr)

Peso

Seco(gr)

Muestra

(300 gr)

peso seco

Vacuno 15.8 2.69 51.08

Cuy 15.12 4.64 92.06

Porcino 24.74 8.58 104.04

Cuadro 11. Porcentaje de humedad y masa seca de cada tipo de estiércol

Segunda evaluación

Excretas Humedad % Masa seca %

vacunos 83 17.0

cuyes 69.3 30.7

porcino 65.3 34.7

En la figura 11, se observa el porcentaje de humedad y masa seca

para cada tipo de estiércol en función a los datos del (cuadro 11) determinamos

la relación de masa seca y humedad. Datos que fueron usado para determinar

la generación de metano en función a gramos de masa seca para después

determinar a escala real en base a la generación de estiércol en cada especie

(vacuno, cuy y porcino).

47

Figura 10. Segunda relación de porcentaje entre la humedad y la masa seca

4.2.1. Generación de metano con 100 ml de agua destilada

Se muestra la relación entre peso húmedo y peso en seco según

el tipo de estiércol (cuadros 20,21 y 22).

Cuadro 12. Determinación de masa seca en función a las muestras preparadas

Muestra Volumen

Húmedo(ml)

Peso húmedo

(gr)

Peso en seco

(gr)

Vacuno 100 193.5 32.35

Cuy 100 116 35.03

Porcino 100 194 66.96


Masa seca % 17.0 30.7 34.7

Humedad % 83.0 69.3 65.3

83.069.3 65.3

17.030.7 34.7

48

En la figura 12, se muestra las curvas en función a los datos

obtenidos en los (Cuadro 20,21 y 22 del anexo 1) la generación de metano

producida por los diferentes tipos de estiércol (300 gr) de cada especie con 100

ml de agua, en cuy genera 6.763 ml/gms de metano, el porcino genera 3.332

ml/gms de metano y el vacuno 3.345 ml/gms. Observando las variaciones en

cada tipo de estiércol en función a los días en que terminan de generar metano,

debido a la compatibilidad de la dilución de agua con el tipo de estiércol. El

vacuno generó en 15 días, a diferencia del cuy que terminó de generar en 6 días

observando que tuvo una mejor eficiencia la relación sustrato y la dilución de

agua, el porcino genero hasta el día 8 pero en menor cantidad que el vacuno.

Figura 11. Generación de metano por cada muestra en 100 ml de agua destilada.

0 1 3 4 5 6 8 15

vacuno 0 0.908 0.912 1.491 2.109 2.630 3.345

cuy 0 3.101 3.106 4.282 6.015 6.763 6.763

porcino 0.000 0.075 0.077 1.125 2.060 2.696 3.332 3.332

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Ge

ne

racio

n d

e m

eta

no

(m

l/gm

s)

49

Cuadro 13. Generación de metano según el tipo de estiércol con 100 ml de agua

destilada.

Especies Unidad(L) Día(L/día) Mes(L)

vacunos 7.3 254.5 7634.2

cuyes 0.4 269.8 8095.4

porcino 3.2 82.8 2484.2

En la figura 13, se muestra las emisiones de metano de cada especie

en función a la cantidad de estiércol 13 kg ,2.8 kg y 0.180 kg producidas en un

día según los datos obtenidos en el (Cuadro 13), donde el estiércol de vacuno

genera mayor cantidad de metano 7.3 L, el cuy genera 0.4 L que son en menor

cantidad de estiércol por individuo y el estiércol de porcino genera 3.2 L de

metano.

Figura 12.Generación de metano por el estiércol individual de cada especie.


Generación 7.3 0.4 3.2

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

Ge

ne

racio

n d

e m

eta

no

(L/I

nd

ivid

uo

)

50

En la figura 14, se muestra las emisiones de metano en función a la

cantidad de estiércol generada por todos los individuos de cada especie en un

día (455, 72 y 132.12 kg) según los datos obtenidos en el (Cuadro 13), donde el

estiércol de vacuno genera metano 254.5 L, el estiércol de porcino genera 82.8

L y el estiércol de cuy que es menor cantidad, pero en número de individuos es

mucho mayor que las otras dos especies genera 269.8 L de metano mucho más

que el porcino y el vacuno.

Figura 13.Generación de metano por el estiércol de cada especie en un día.


cantidad de estiércol generada por todas las especies en un mes (13650, 2160

y 3963.6 kg) según los datos obtenidos en el (Cuadro 13), donde el estiércol de

vacuno genera 7634.2 L de metano, el estiércol de porcino genera 2484.2 L y el

estiércol de cuy genera 8095.4 L de metano siendo mayor la generación que los

vacunos.


Generación 254.5 269.8 82.8

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

Ge

ne

racio

n d

e m

eta

no

(L/D

ia)

51

Figura 14.Generación de metano por el estiércol de cada especie en un mes

4.2.2. Generación de metano con 200 ml de agua destilada


obtenidos en los (Cuadro 23, 24 y 25) donde la generación de metano producida

por las diferentes de estiércol (300 gr) de cada especie con 200 ml de agua,

donde el vacuno fue el que genera 35.332 ml/gms de metano en 19 días siendo

mayor que en los otros dos tipos de estiércol debido a la eficiente relación de

sustrato y la dilución de agua destilada , el porcino genera 1.681 ml/gms de

metano en 4 días encontrando deficiencia en la relación del sustrato y la dilución

de agua y el cuy 8.639 ml/gms de metano en 13 días, siendo mayor la

generación de metano a comparación del porcino debido a una mejor relación

entre el sustrato y la dilución de agua.


Generación 7634.2 8095.4 2484.2

0.0

1000.0

2000.0

3000.0

4000.0

5000.0

6000.0

7000.0

8000.0

9000.0

Ge

ne

racio

n d

e m

eta

no

(L/M

es)

52

Figura 15. Generación de metano por cada muestra en 200 ml de agua

destilada.

Cuadro 14. Generación de metano con 200 ml de agua destilada.

Especies Unidad(L/individuo) Día(L/día) Mes(L)

vacunos 78.2 2737.3 82117.5

cuyes 0.5 350.3 10508.1

porcino 1.6 42.0 1259.0


en función a la cantidad de estiércol (13, 2.8 y 0.180 kg) producidas en un día

según los datos obtenidos en el (Cuadro 14), donde el estiércol de vacuno

genera 78.2 L de metano, el estiércol de porcino genera 1.6 L y el estiércol de

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

vacuno 0.0 1.5 5.0 9.8 10. 11. 13. 15. 24. 29. 32. 35.

cuy 0.0 4.8 4.8 6.1 6.7 7.1 8.0 8.6 8.6

porcino 0 1.1 1.1 1.4 1.6 1.6

0.000

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

40.000

Ge

ne

racio

n d

e m

eta

no

(M

L/G

MS

)

53

cuy genera 0.5 L de metano observando que la cantidad es menor debido al

margen de variación de estiércol en función al tamaño de las especies y la

relación del sustrato y la dilución de agua.

Figura 16. Generación de metano por el estiércol individual de cada especie.


cantidad de estiércol generada por todas las especies en un día (455, 72 y

132.12) según los datos obtenidos en el (Cuadro 14), donde el estiércol de

vacuno genera mayor cantidad de metano 2737.3 L, el estiércol de porcinos

genera 42 L y el estiércol de cuy genera 350.3 L de metano más que el estiércol

de porcino debido a la diferencia entre la cantidad de cuyes en mayor cantidad

que los porcinos.



0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

Ge

ne

rac

ion

de

me

tan

o (

l/in

div

idu

o)

54

Figura 17. Generación de metano por el estiércol de cada especie en un día.




vacunos genera mayor cantidad de metano 82117.5 L, el estiércol de cuy genera

10508.5 L y el estiércol de porcino genera 1259 L de metano debido a la

deficiencia en la relación del sustrato y la dilución de 200 ml de agua fue que en

este tipo de estiércol se obtuvo una menor cantidad de generación de metano.


Generación 2737.2 350.3 42.0

0.0

500.0

1000.0

1500.0

2000.0

2500.0

3000.0

Ge

ne

rac

ion

de

me

tan

o (

L/D

dia

)

55

Figura 18. Generación de metano por el estiércol de cada especie en un mes.

4.3. Potencial de generación de metano por el estiércol de cada especie.

Los datos obtenidos en el (Cuadro 15), se tomaron en las respectivas

muestras de estiércol antes de iniciar las evaluaciones en el sistema batch.

Cuadro 15. Parámetros fisicoquímicos para potencial de generación de metano

con 100 ml de suspensión.

NaOH pH POR SALINIDAD

(%) CONDUCTIVIDAD

SOLIDOS

(gr/L)

Vacuno ME 3.16 0 0 0 0

Cuy ME 6.02 0 0 0 0

Porcino ME 3.2 0 0 0 0


Generación 82116.5 10507.6 1259.2

0.0

10000.0

20000.0

30000.0

40000.0

50000.0

60000.0

70000.0

80000.0

90000.0

Ge

ne

rac

ion

de

me

tan

o (

L/M

es

)

56

7.36 -53.2 73.4 37.9 19

Cuy ME 7.33 -51.6 129.2 66.9 33.5

Porcino ME 7.3 -49.9 89.1 46.1 23

4.3.1. Potencial de generación de metano con 100 ml de suspensión



por los diferentes tipo de estiércol (100 ml ) de cada especie con 100 ml de

suspensión, donde el vacuno fue el que genera 3.384 ml/gms de metano en 14

días, el cuy genera 2.228 ml/gms de metano en 3 días y los porcinos generaran

6.523 ml/gms de metano en dos días, observándose una mayor relación para

producción de gases entre el sustrato y la suspensión debido a la eficiencia en

el potencial de generación de metano del estiércol de porcino.

Figura 19. Generación de metano por muestra de cada especie.

0 3 9 10 14 15

vacuno 0.000 2.635 2.905 3.144 3.384 3.384

cuy 0.000 2.212 2.226 2.226

porcino 0.000 6.523 6.523

0.000

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

Ge

ne

racio

n d

e m

eta

no

(m

l/gm

s)

57

Cuadro 16. Generación de metano de cada especie con 100 ml de suspensión.

Especies Unidad(L/Individuo) Día(L/día) Mes(L)

Vacunos 7.3 257.4 7723.0

Cuyes 0.1 88.8 2664.8

Porcino 6.3 162.1 4863.3


en función a la cantidad de estiércol 13 kg, 2.8 kg y 0.180 kg generadas en un

día según los datos obtenidos del (Cuadro 18), donde el estiércol de vacuno

genera 7.3 L de metano, el estiércol de porcino genera 6.3 L observándose que

la actividad metanogenica es más óptima y el estiércol de cuy genera 0.1 (L)

debido a la variación del sustrato, la suspensión en función a la cantidad de

estiércol generado por cada individuo.

Figura 20. Potencial de generación de metano por cada tipo de estiércol

individual de cada especie.



0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

Ge

ne

racio

n d

e m

eta

no

(l/in

div

idu

o)

58


cantidad de estiércol generada por todas las especies en un día (455, 72 Y

132.12 kg) según los datos obtenidos en el (Cuadro 18), donde el estiércol de

vacuno genera mayor cantidad de metano 257.4 L, el estiércol de porcino genera

162.1 L de metano y el estiércol de cuy genera 88.8 L de metano.

Figura 21. Potencial de generación de metano por el estiércol de cada especie

en un día.



y 3963.6 kg) según los datos obtenidos en el (Cuadro 18)., donde el estiércol de

vacuno genera 7723 L de metano, el estiércol de cuy genera 2664.8 L y el

estiércol de porcino genera 4863.3 L de metano.


Generación 257.4 88.8 162.1

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

Ge

ne

racio

n d

e m

eta

no

(l/d

ia)

59

Figura 22. Potencial de generación de metano por el estiércol de cada especie

en un mes.

4.3.2. Potencial de generación de metano con 200 ml de suspensión

Cuadro 17. Determinación de masa seca en función a las muestras preparadas.

Muestra Volumen

Húmedo(ml)

Peso en

húmedo(gr)

Peso en seco

(gr)

Vacuno 100 195.2 33.23

Cuy 100 118.3 36.30

Porcino 100 192.3 66.69


Generación 7723.0 2664.8 4863.3

0.0

1000.0

2000.0

3000.0

4000.0

5000.0

6000.0

7000.0

8000.0

9000.0

Ge

ne

racio

n d

e m

eta

no

(l/m

es)

60

Los datos obtenidos en el (Cuadro 18), se tomaron en las respectivas

muestras de estiércol antes de iniciar las evaluaciones en el sistema batch.

Cuadro 18. Parámetros fisicoquímicos de potencial de generación de cada

especie con 200 ml de suspensión.

NaOH pH Por Salinidad

(%)

Conductividad Solidos

(gr/l)

Vacuno ME 3.58 171.7 78 40.1 20.1

Cuy ME 4.5 103.6 147.7 76.3 38

Porcino ME 4.42 109.8 116.6 60.7 30.5

Vacuno ME 7.19 -43.5 105.2 54.5 27.1

Cuy ME 7.17 -42.5 165.8 85.6 42.8

Porcino ME 7.16 -41.9 124.3 64.2 32.1



por las diferentes tipas de estiércol (100 ml) de cada especie con 200 ml de

suspensión, donde el vacuno genera 11.22 ml/gms de metano en 6 días, el

porcino genera 3.05 ml/gms de metano en 20 días y el cuy 12.48 ml/gms de

metano en 4 días. Observando las variaciones en cada tipo de estiércol y la

dilución de suspensión, en función a los números de días para la actividad

metanogénica así obteniendo metano.

61

Figura 23. Potencial de generación de metano por muestras de cada especie.

En el siguiente cuadro, se aprecia según su volumen de generación

de estiércol por individuo, día y mes el potencial de generación de metano

Cuadro 19. Potencial de generación de metano de cada tipo de estiércol con 200

ml de suspensión.

Especies Unidad(ml) Día(L/día) Mes(L)

Vacunos 24 839.4 25150.7

Cuyes 0.7 498.3 14950.0

Porcino 2.9 75.8 2274.3


en función a la cantidad de estiércol (13, 2.8 y 0.180 kg) producidas en un día

según los datos obtenidos en el (Cuadro 19), donde el estiércol de vacuno

0 1 2 3 4 5 10 20

vacuno 0.00 10.2 11.0 11.0

cuy 0.00 8.27 8.86 10.9 12.2 12.2

porcino 0.00 0.72 0.75 1.13 1.48 1.94 2.58 3.05

0.000

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

Ge

ne

racio

n d

e m

eta

no

(M

L/G

MS

)

62

genera mayor cantidad de metano 24 L, el estiércol de porcino genera 2.9 L y el

estiércol de cuy genera 0.7 L de metano debido al potencial de generación de

metano, al volumen de generación de estiércol y la relación sustrato/suspensión.

Figura 24. Potencial de generación de metano del estiércol individual de

cada especie.


cantidad de estiércol generada por todas las especies en un día (455,72 y 132.12

kg) según los datos obtenidos en el (Cuadro 19), donde el estiércol de vacuno

genera 838.4 L de metano, el estiércol de porcino genera 75.8 L de metano y el

estiércol de cuy genera 489.8 L de metano debido al potencial de generación de

metano, al volumen de generación de estiércol y la relación sustrato/suspensión.



0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

Ge

ne

racio

n d

e m

eta

no

(lL

/In

div

idu

o)

63

Figura 25. Potencial de generación de metano del estiércol de cada especie en

un día.




vacuno genera mayor cantidad de 25150.7 L metano, el estiércol de cuy genera

14950.0 L y el estiércol de porcino genera 2274.3 L de metano. Observando que

el potencial de generación de metano tuvo una mejor relación

sustrato/suspensión en el estiércol de cuy, viendo la diferencia entre el volumen

de generación de estiércol de vacuno, cuy y el potencial de generación que se

obtiene al mes.


Generación 854.0 498.3 75.8

0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0

600.0

700.0

800.0

900.0

Ge

ne

racio

n d

e m

eta

no

(L/D

ia)

64

Figura 26. Potencial de Generación de metano por el estiércol de cada especie

en un mes.


Generación 25620.6 14950.0 2274.3

0.0

5000.0

10000.0

15000.0

20000.0

25000.0

30000.0

Ge

ne

racio

n d

e m

eta

no

(L/M

es)

65

IV. DISCUSIÓN

El volumen de generación del estiércol obtenido en los porcinos es

de 2.8 kg/día, cuyes es de 0.180 kg/día y vacunos es de 13 kg/día, según

(MARTINEZ,2007) en su trabajo de investigación obtuvo una producción de

estiércol de vacunos de 15 kg/día y porcinos 2 kg/día. Se encontró cierta

variación en la generación de estiércol debido a tamaño de los vacunos y a las

razas, como Jersey y Holstein de distintas edades. El autor (VARNERO, 2011)

obtuvo una producción de estiércol de vacuno de 10 kg/día y en porcino 2.25

kg/día. Debido a la variación de razas en vacunos, diferentes tamaños, edades

y en porcinos ya que se trabajó con hembras gestantes, padrillos de diferentes

edades, obteniendo un mayor volumen de generación en la presente práctica.

La generación de metano trabajando con 300 gr de muestra, con 100

ml y 200 ml de agua en estiércol de vacuno fue 167.69 ml y 1804.78 ml; el

estiércol de cuy 612.73 ml y 795.30 ml y del estiércol de porcino se obtuvo 345.03

ml y 174.89 ml de metano. Según (RAMIREZ, 2010), trabajo con una muestra de

100 gr de estiércol en base a 3 días, donde el estiércol de vaca generó 35 ml de

metano. Se encontró una variación debido a la metodología que se evaluó, al

periodo en número de días que fueron de 15 a 20, y las distintas concentraciones

de agua favoreciendo en la generación del metano como se muestra según cada

66

tipo de estiércol. Según CASTILLO & TITO (2011), obtuvo una producción de

metano para un periodo de 15 días un volumen de 40 L y 54 L de metano, hay

que tener en cuenta que la metodología empleada es diferente, en este trabajo

se utilizó 300 gr de estiércol mientras que CASTILLO & TITO (2011), utiliza 36 L

de estiércol de cuy. Se debe tener en cuenta que el tipo de alimentación que se

le proporciona a los cuyes influye en la generación de estiércol y por ende influye

en la producción de metano. Según (MOLINA et al, 2016) considera que la

compatibilidad sustrato/suspensión, también mejora el proceso conforme se

agrega más cantidad a los ensayos. Logrando apreciarse la compatibilidad con

el estiércol de vacuno con las dos diluciones de agua, pero encontrando una

mayor compatibilidad con la dilución de 200 ml obteniendo una mejor generación

de metano.

El potencial de generación de metano trabajó con una muestra de

100 ml de estiércol y diluciones de suspensión de 100ml y 200 ml donde, el

estiércol de vacuno generó 109.46 ml y 366.19 ml de metano, en cuyes 77.98 ml

y 445.61 ml y en los porcinos 436.78ml y 203.43 ml de metano. Según (MOLINA

et al, 2016) trabajó con estiércol de vacuno durante 20 días con suspensión y sin

suspensión, concluyendo que, aunque la presencia de suspensión contribuye a

la degradación de estiércol, está por sí solo no genera grandes cantidades de

metano y considera que la compatibilidad sustrato/suspensión, también mejora

el proceso conforme se agrega más cantidad a los ensayos. Según (RAMIREZ,

2010), trabajó con una muestra de 100 gr de estiércol en base a 3 días, donde

el estiércol de porcino generó 166 ml de metano. Comparando con los resultados

obtenidos en este trabajo se encontró relación directa en cuanto a la producción

67

de metano debido al volumen con la que se trabajó que fue de 100 ml (190 gr)

de estiércol dependiendo del tipo y los días de generación de metano que fue en

un periodo de 2 a 20 días según el tipo de estiércol. Según (MOLINA et al, 2016)

considera que la compatibilidad sustrato/suspensión, también mejora el proceso

conforme se agrega más cantidad a los ensayos. En los resultados obtenidos en

la presente practica logramos ver una mayor compatibilidad en el estiércol de

cuy haciendo mención que con 100ml de suspensión el potencial de generación

fue de 78 ml y con una suspensión de 200 ml se obtuvo 445.6 ml.

68

V. CONCLUSIONES

1. El volumen de generación de estiércol en un día de cada especie fue

porcinos 72 kg, cuyes 132.12 kg, y vacunos 455 kg. Variando según la

cantidad de estiercol que genera cada individuo en un día y las cantidades

de estas especies dentro de la granja.

2. La generación de metano durante un día con dilución de 100 ml de agua

fueron 254.5, 269.8 y 82.8 (L) y con una dilución de 200 ml de agua fueron

2737.3, 350.3 y 42(L)de metano por el estiércol de vacuno, cuy y porcino.

3. El potencial de generación de metano por el estiércol de vacuno, cuy y

porcino en un día con 100 ml de suspensión fueron 257.4, 88.8 y 162.1 (L)

y con 200 ml de suspensión fueron 839.4, 498.3 y 75.8 (L).

69

VI. RECOMENDACIONES

1. Se debe tener en cuenta que la mezcla y/o biomasa debe ser proporcional

entre la cantidad de los tipos estiércol, la cantidad de agua y la relación

sustrato e inoculo según el tipo de estiércol.

2. Realizar un análisis fisicoquímico más detallado como son la determinación

de DQO, ácidos grasos volátiles, relación C/N, porcentaje de Humedad, etc.

Tanto al inicio de la elaboración de las muestras y al culminar las

evaluaciones en el corrido del sistema.

3. Tener en cuenta la raza, edad del animal, el tipo y cantidad de alimento

consumido.

4. Es importante considerar que el desarrollo tecnológico de cualquier nación

incluyendo la nuestra debe estar asentada en bases científicas sólidas, y

orientarse hacia unas formas de producción limpias y sin riesgos, una

utilización de los recursos más eficiente, en el cual el producto final sea más

respetuoso con el medo ambiente.

70

VII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BERNAL, M. & ROIG, A. 1993. Nitrogen transformations in calcareous soils

amended with pig slurry under aerobic incubation. 120 p, 89-97.

BORRERO, C. 2001. Abonos Orgánicos [en linea]

(http://www.infoagro.com/abonos/abonos_organicos_guaviare.htm).

Agosto 2001.

CORNEJO, C. 2010. De Estiércol a Energía - Captura de Metano en Ecuador.

CÁRDENAS, J. 2012. Evaluación de la calidad de biogás y biol en digestores

utilizando estiércol de vaca y residuos orgánicos del comedor pretratados

con la técnica del bocashi en la UNALM. Tesis. Universidad Nacional

Agraria La Molina

CASTELLANOS, J. 1990. La eficiente utilización de los estiércoles como

fertilizantes y mejoradores de suelo. Sociedad Mexicana De La Ciencia

del Suelo. Comarca Lagunera, 335 p.

CASTILLO, C. & TITO, C. 2011. Obtención de biogás a partir de excrementos

de cuy en condiciones ambientales en Tacna Perú.

CIESLA, W. 1996. Cambio Climático Bosques y Ordenación Forestal: Una

Visión de Conjunto.

http://www.infoagro.com/abonos/abonos_organicos_guaviare.htm

71

CONTRERAS, L. 2006. Producción de biogás con fines energéticos. De lo

histórico a lo estratégico.

CORNEJO, C. 2010. De Estiércol a Energía - Captura de Metano en Ecuador.

Revista Tecnológica ESPOL – RTE. 139 p.

DIAZ, M., ESPITIA, S., MOLINA, F. 2002. Digestión anaerobia. Una

aproximación a la tecnología. Universidad Nacional de Colombia. Instituto

de Biotecnología. Bogotá, Colombia. 168 p.

DROSG, B., BRAUN, R., BOCHMANN, G., 2013. Analysis and Characterisation

of biogas feedstocks. University of Natural Resources and Life Sciences,

Austria and Teodorita al saedi, Biosantech, Denmark.

EXPÓSITO, G. 2004. Modelización de Procesos Biológicos para la Eliminación

de Residuos Ganaderos, Teniendo en Cuenta sus Condicionantes

Especiales. Tesis Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos.

Madrid, España. Universidad Politécnica de Madrid, Departamento de

Ordenación del Territorio, Urbanismo y Medio Ambiente. 36 p.

FAO, 2009.Organización De Las Naciones Unidas Para La Agricultura Y La

Alimentación. Roma, Italia. 138 p.

FARQUHAR, G., & GOULDEN, M. 2001.The Carbon Cycle and Atmospheric

Carbon Climate Change. UNFCCC, 56 p.

GAVALA, H., IRINI A., AHRING, K. 2003. Kinetics and Modeling of anaerobic

Digestion Process. Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology.

93 p.

72

GONZÁLEZ, J. & GONZÁLEZ, L. 2014. Diseño y construcción de un prototipo

experimental que permita estudiar la generación de biogás mediante

materia Orgánica. Tesis para obtener el título de Ingeniero Mecánico

Electricista. FES Cuautitlán – UNAM. Julio 2014, 176 p.

GRUPO SAIVER PERÚ S.A.C. 2006. [En línea] Agronegocios Perú, 25 de abril

de 2006. [Citado el: 28 de agosto de 2016.]

HILBERT, J. 1999. “Manual Para la Producción de Biogás”. Instituto de ingeniería

rural. Castelar, Argentina. 57p.

HILBERT, J. 2007. Manual para la producción de biogás. México DF: Castelar.

I.T.G. GANADERO. 2007. Tablas de Referencia Composición de Estiércoles y

Purines. México.

INIESTRA, R., FRANCO, P., ALLEN, J., TEJEDA, D., & AGUILAR, J. 2009. Guía

metodológica para la estimación de emisiones vehiculares en ciudades

mexicanas. Primera edición.

JARAUTA, L. 2005. Digestión anaerobia para el tratamiento de residuos

orgánicos. El caso de Perú. Escuela técnica de Ingeniería industrial.

Barcelona, España.

LAY, J. 1997. Influences of pH and moisture content on the methane production

in high solids sludge digestion. Water Research, 1518-1524.

LIER, V. 1993. Temperature susceptibility of thermophilic methanogenic:

implication for reactor startup and operation. Bioresource technology, 227-

235 p.

73

LÓPEZ, O., FOIDL, G., FOIDL, N. 2008. Proyecto Biomasa. Universidad

Nacional de Ingeniería, Departamento de Biomasa, Managua, Nicaragua.

Sucher & Holzer, Austria. 51 p.

LORBER, G. 2014. Batch Test - Norma estandarizada DIN 38414-8. 14 p

MARTÍNEZ, 2005. repositorio.espe.edu.ec. [En línea] 02 de abril de 2005.

[Citado el: 26 de agosto de 2019.]

MARTÍNEZ, C.2007. Volumen de biodigestores [en línea] 2 de octubre de 2012.

[http://www.cubasolar.cu/ biblioteca/energía/Energia39/HTML/articulo04].

MINENERGIA, 2019.Manual de biogás, Santiago de Chile, Chile. 119 p.

MOLINA, A. 2012. Producción de abono orgánico con estiércol de cuy. Obtenido

de Proyecto de grado presentado como requisito para optar al título de

Bachiller Agropecuario: https://prezi.com/fag-scdj7tds/produccion-de-

abono-organico-con-estiercol-de-cuy/

MOLINA, K., RESTREPO, N., MORENO., SÁNCHEZ, V. 2016. Determinación

a escala laboratorio de la relación sustrato/inóculo en la biodigestión de

residuos orgánicos de la Universidad EAFIT. Medellín, Colombia.9 p.

PANTOJA, R. 2014. “Evaluación de diferentes dosis de abonos orgánicos de

origen animal en el comportamiento agronómico, del cultivo de brocoli en

la zona de Huaca, Provincia del Carchi". Obtenido de Tesis de grado:

http://dspace.utb.edu.ec/bitstream/49000/691/1/T-UTB-FACIAG-AGR-

000122.pdf

https://prezi.com/fag-scdj7tds/produccion-de-abono-organico-con-estiercol-de-cuy/

https://prezi.com/fag-scdj7tds/produccion-de-abono-organico-con-estiercol-de-cuy/

http://dspace.utb.edu.ec/bitstream/49000/691/1/T-UTB-FACIAG-AGR-000122.pdf

http://dspace.utb.edu.ec/bitstream/49000/691/1/T-UTB-FACIAG-AGR-000122.pdf

74

RAMIREZ, I. 2010. Emisiones de metano generadas por excretas de animales

de granja y contenido ruminal de bovino. Tesis Doctoral. Montencillo,

México. 45 p.

SENAMHI. 2019. Condiciones de tiempo. Servicio nacional de meteorología e

hidrología del Perú. [En línea]: SENAMHI,

(http://www.senamhi.gob.pe/main_mapa.php?t=dHi.Artúculo, 28 Ene.

2018).

VALDIVIA, T. 2000. Uso de Biogás para la generación de energía eléctrica

mediante un motor gasolinero estacionario modificado. Lima, Perú.

VARNERO, M. 2011. Preparación del Manual de Biogás, Santiago de Chile.

119 p.

VERA, I. 2012. Potencial de generación de biogás y energía eléctrica. Parte I:

excretas de ganado bovino y porcino. Ingeniería, Investigación y

Tecnología. Vol. 15, 436 p.

75

ANEXO

Anexo 1. Cuadros

Cuadro 20. Generación de metano de estiércol de vacuno con 100 ml de agua

destilada.

Tiempo

(días)

Volumen

(ml)

Volumen

corregido

(ml)

Peso

fresco

(gr)

Peso

seco

(gr)

Generación

(ml)

Generación

acumulada

(ml)

0 0 0 300 50.16 0 0

1 47 45.531 300 50.16 0.907 0.908

2 0 0 300 50.16 0 0.908

3 0.2 0.193 300 50.16 0.004 0.912

4 30 29.062 300 50.16 0.579 1.491

5 0 0 300 50.16 0 1.491

6 0 0 300 50.16 0 1.491

7 0 0 300 50.16 0 1.491

8 32 31 300 50.16 0.618 2.109

9 0 0 300 50.16 0 2.109

10 0 0 300 50.16 0 2.109

11 0 0 300 50.16 0 2.109

12 0 0 300 50.16 0 2.109

13 0 0 300 50.16 0 2.109

14 27 26.156 300 50.16 0.521 2.630

15 37 35.844 300 50.16 0.715 3.345

76

Cuadro 21. Generación de metano de estiércol de cuy con 100 ml de agua

destilada

Tiempo

(días)

Volumen

(ml)

Volumen

corregido

(ml)

Peso

fresco

(gr)

Peso

seco

(gr)

Generación

(ml)

Generación

acumulada

(ml)

0 0 0 300 90.6 0 0

1 290 280.937 300 90.6 3.1 3.101

2 0 0 300 90.6 0 3.101

3 0.5 0.484 300 90.6 0.005 3.106

4 110 106.562 300 90.6 1.176 4.282

5 162 156.937 300 90.6 1.732 6.015

6 70 67.813 300 90.6 0.748 6.763

7 0 0 300 90.6 0 6.763

8 0 0 300 90.6 0 6.763

9 0 0 300 90.6 0 6.763

10 0 0 300 90.6 0 6.763

11 0 0 300 90.6 0 6.763

12 0 0 300 90.6 0 6.763

13 0 0 300 90.6 0 6.763

14 0 0 300 90.6 0 6.763

15 0 0 300 90.6 0 6.763

77

Cuadro 22. Generación de metano de estiércol de porcino con 100 ml de agua

destilada

Tiempo

(días)

Volumen

(ml)

Volumen

corregido

(ml)

Peso

fresco

(gr)

Peso

seco

(gr)

Generación

(ml)

Generación

acumulada

(ml)

0 0 0 300 103.55 0 0.000

1 8 7.75 300 103.55 0.075 0.075

2 0 0 300 103.55 0 0.075

3 0.2 0.194 300 103.55 0.002 0.077

4 112 108.5 300 103.55 1.048 1.125

5 100 96.875 300 103.55 0.936 2.060

6 68 65.875 300 103.55 0.636 2.696

7 0 0 300 103.55 0 2.696

8 68 65.875 300 103.55 0.636 3.332

9 0 0 300 103.55 0 3.332

10 0 0 300 103.55 0 3.332

11 0 0 300 103.55 0 3.332

12 0 0 300 103.55 0 3.332

13 0 0 300 103.55 0 3.332

14 0 0 300 103.55 0 3.332

15 0 0 300 103.55 0 3.332

78

Cuadro 23. Generación de metano de estiércol de vacuno con 200 ml de agua

destilada.

Tiempo

(días)

Volumen

(ml)

Volumen

corregido

(ml)

Peso

fresco

(gr)

Peso

seco

(gr)

Generación

(ml)

Generación

acumulada

(ml)

0 0 0 300 51.08 0.000 0.000

1 80 77.5 300 51.08 1.517 1.517

2 186 180.187 300 51.08 3.528 5.045

3 254 246.062 300 51.08 4.817 9.862

4 48 46.5 300 51.08 0.910 10.772

5 52 50.375 300 51.08 0.986 11.759

6 110 106.562 300 51.08 2.086 13.845

7 0 0 300 51.08 0.000 13.845

8 0 0 300 51.08 0.000 13.845

9 0 0 300 51.08 0.000 13.845

10 96 93 300 51.08 1.821 15.665

11 0 0 300 51.08 0.000 15.665

12 0 0 300 51.08 0.000 15.665

13 466 451.437 300 51.08 8.838 24.503

14 275 266.406 300 51.08 5.215 29.719

15 0 0 300 51.08 0.000 29.719

16 0 0 300 51.08 0.000 29.719

17 156 151.125 300 51.08 2.959 32.677

18 0 0 300 51.08 0.000 32.677

19 140 135.625 300 51.08 2.655 35.332

79

Cuadro 24. Generación de metano de estiércol de cuy con 200 ml de agua

destilada.

Tiempo

(días)

Volumen

(ml)

Volumen

corregido

(ml)

Peso

fresco

(gr)

Peso

seco

(gr)

Generación

(ml)

Generación

acumulada

(ml)

0 0 0 300 92.06 0 0.000

1 460 445.625 300 92.06 4.840 4.841

2 1 0.968 300 92.06 0.011 4.851

3 128 124 300 92.06 1.346 6.198

4 48 46.5 300 92.06 0.505 6.703

5 38 36.812 300 92.06 0.399 7.103

6 0 0 300 92.06 0 7.103

7 0 0 300 92.06 0 7.103

8 0 0 300 92.06 0 7.103

9 0 0 300 92.06 0 7.103

10 90 87.187 300 92.06 0.947 8.050

11 0 0 300 92.06 0 8.050

12 0 0 300 92.06 0 8.050

13 56 54.25 300 92.06 0.589 8.639

14 0 0 300 92.06 0 8.639

15 0 0 300 92.06 0 8.639

16 0 0 300 92.06 0 8.639

17 0 0 300 92.06 0 8.639

18 0 0 300 92.06 0 8.639

80

Cuadro 25. Generación de metano de estiércol de porcino con 200 ml de agua

destilada.

Tiempo

(días)

Volumen

(ml)

Volumen

corregido

(ml)

Volumen

húmedo

(ml)

Peso

húmedo

(gr)

Peso

seco

(gr)

Generación

(ml)

Generación

acumulada

0 0 0 300 104.04 0.000 0.000

1 122 118.188 300 104.04 1.136 1.136

2 0.5 0.484 300 104.04 0.005 1.141

3 28 27.125 300 104.04 0.261 1.401

4 30 29.063 300 104.04 0.279 1.681

5 0 0 300 104.04 0.000 1.681

6 0 0 300 104.04 0 1.681

7 0 0 300 104.04 0 1.681

8 0 0 300 104.04 0 1.681

9 0 0 300 104.04 0 1.681

10 0 0 300 104.04 0 1.681

11 0 0 300 104.04 0 1.681

12 0 0 300 104.04 0 1.681

13 0 0 300 104.04 0 1.681

14 0 0 300 104.04 0 1.681

15 0 0 300 104.04 0 1.681

81

Cuadro 26. Potencial de generación de metano con estiércol de vacuno con 100

ml de suspensión.

Tiempo

(días)

Volumen

(ml)

Volumen

corregido

(ml)

Volumen

húmedo

(ml)

Peso

húmedo

(gr)

Peso

seco

(gr)

Generación

(ml)

Generación

acumulada

0 0 0 100 193.5 32.35 0 0.000

1 59 57.156 100 193.5 32.35 1.766 1.767

2 0 0 100 193.5 32.35 0 1.767

3 29 28.094 100 193.5 32.35 0.868 2.635

4 0 0 100 193.5 32.35 0 2.635

5 0 0 100 193.5 32.35 0 2.635

6 0 0 100 193.5 32.35 0 2.635

7 0 0 100 193.5 32.35 0 2.635

8 0 0 100 193.5 32.35 0 2.635

9 9 8.718 100 193.5 32.35 0.269 2.905

10 8 7.75 100 193.5 32.35 0.239 3.144

11 0 0 100 193.5 32.35 0 3.144

12 0 0 100 193.5 32.35 0 3.144

13 0 0 100 193.5 32.35 0 3.144

14 8 7.75 100 193.5 32.35 0.239 3.384

15 0 0 100 193.5 32.35 0 3.384

82

Cuadro 27. Potencial de generación de metano con estiércol de cuy con 100 ml

de suspensión.

Tiempo

(días)

Volumen

(ml)

Volumen

corregido

(ml)

Volumen

húmedo

(ml)

Peso

húmedo

(gr)

Peso

seco

(gr)

Generación

(ml)

Generación

acumulada

0 0 0 100 116 35.03 0 0

1 57 55.218 100 116 35.03 1.576 1.576

2 23 22.281 100 116 35.03 0.636 2.212

3 0.5 0.484 100 116 35.03 0.014 2.226

4 0 0 100 116 35.03 0 2.226

5 0 0 100 116 35.03 0 2.226

6 0 0 100 116 35.03 0 2.226

7 0 0 100 116 35.03 0 2.226

8 0 0 100 116 35.03 0 2.226

9 0 0 100 116 35.03 0 2.226

10 0 0 100 116 35.03 0 2.226

11 0 0 100 116 35.03 0 2.226

12 0 0 100 116 35.03 0 2.226

13 0 0 100 116 35.03 0 2.226

14 0 0 100 116 35.03 0 2.226

15 0 0 100 116 35.03 0 2.226

83

Cuadro 28. Potencial de generación de metano con estiércol de porcino con

100ml de suspensión.

Tiempo

(días)

Volumen

(ml)

Volumen

corregido

(ml)

Volumen

húmedo

(ml)

Peso

húmedo

(gr)

Peso

seco

(gr)

Generación

(ml)

Generación

acumulada

0 0 0 100 194 66.96 0 0.000

1 423 409.781 100 194 66.96 6.119 6.120

2 27 26.156 100 194 66.96 0.403 6.523

3 0 0 100 194 66.96 0 6.523

4 0 0 100 194 66.96 0 6.523

5 0 0 100 194 66.96 0 6.523

6 0 0 100 194 66.96 0 6.523

7 0 0 100 194 66.96 0 6.523

8 0 0 100 194 66.96 0 6.523

9 0 0 100 194 66.96 0 6.523

10 0 0 100 194 66.96 0 6.523

11 0 0 100 194 66.96 0 6.523

12 0 0 100 194 66.96 0 6.523

13 0 0 100 194 66.96 0 6.523

14 0 0 100 194 66.96 0 6.523

15 0 0 100 194 66.96 0 6.523

84

Cuadro 29. Potencial de generación de metano con estiércol de vacuno con 200

ml de suspensión.

Tiempo

(días)

Volumen

(ml)

Volumen

corregido

(ml)

Volumen

húmedo

(ml)

Peso

húmedo

(gr)

Peso

seco

(gr)

Generación

(ml)

Generación

acumulada

0 0 0 100 195.2 33.23 0 0.000

1 350 339.062 100 195.2 33.23 10.204 10.204

2 0 0 100 195.2 33.23 0 0

3 0 0 100 195.2 33.23 0 10.204

4 0 0 100 195.2 33.23 0 10.204

5 0 0 100 195.2 33.23 0 10.204

6 28 27.125 100 195.2 33.23 0.816 11.020

7 0 0 100 195.2 33.23 0 11.020

8 0 0 100 195.2 33.23 0 11.020

9 0 0 100 195.2 33.23 0 11.020

10 0 0 100 195.2 33.23 0 11.020

11 0 0 100 195.2 33.23 0 11.020

12 0 0 100 195.2 33.23 0 11.020

13 0 0 100 195.2 33.23 0 11.020

14 0 0 100 195.2 33.23 0 11.020

15 0 0 100 195.2 33.23 0 11.020

16 0 0 100 195.2 33.23 0 11.020

17 0 0 100 195.2 33.23 0 11.020

18 0 0 100 195.2 33.23 0 11.020

85

Cuadro 30. Potencial de generación de metano con estiércol de cuy con 200 ml

de suspensión.

Tiempo

(días)

Volumen

(ml)

Volumen

corregido

(ml)

Volumen

húmedo

(ml)

Peso

húmedo

(gr)

Peso

seco

(gr)

Generación

(ml)

Generación

acumulada

0 0 0 100 118.3 36.3 0 0.000

1 310 300.312 100 118.3 36.3 8.273 8.273

2 22 21.312 100 118.3 36.3 0.587 8.860

3 78 75.562 100 118.3 36.3 2.081 10.942

4 50 48.437 100 118.3 36.3 1.334 12.276

5 0 0 100 118.3 36.3 0 12.276

6 0 0 100 118.3 36.3 0 12.276

7 0 0 100 118.3 36.3 0 12.276

8 0 0 100 118.3 36.3 0 12.276

9 0 0 100 118.3 36.3 0 12.276

10 0 0 100 118.3 36.3 0 12.276

11 0 0 100 118.3 36.3 0 12.276

12 0 0 100 118.3 36.3 0 12.276

13 0 0 100 118.3 36.3 0 12.276

14 0 0 100 118.3 36.3 0 12.276

15 0 0 100 118.3 36.3 0 12.276

86

Cuadro 31. Potencial de generación de metano con estiércol de porcino con 200

ml de suspensión.

Tiempo

(días)

Volumen

(ml)

Volumen

corregido

(ml)

Volumen

húmedo

(ml)

Peso

húmedo

(gr)

Peso

seco

(gr)

Generación

(ml)

Generación

acumulada

0 0 0 100 192.3 66.69 0 0.000

1 50 48.437 100 192.3 66.69 0.726 0.726

2 2 1.937 100 192.3 66.69 0.029 0.755

3 26 25.187 100 192.3 66.69 0.377 1.133

4 24 23.25 100 192.3 66.69 0.348 1.482

5 32 31 100 192.3 66.69 0.464 1.947

6 0 0 100 192.3 66.69 0 1.947

7 0 0 100 192.3 66.69 0 1.947

8 0 0 100 192.3 66.69 0 1.947

9 0 0 100 192.3 66.69 0 1.947

10 44 42.625 100 192.3 66.69 0.639 2.586

11 0 0 100 192.3 66.69 0 2.586

12 0 0 100 192.3 66.69 0 2.586

13 0 0 100 192.3 66.69 0 2.586

14 0 0 100 192.3 66.69 0 2.586

15 0 0 100 192.3 66.69 0 2.586

16 0 0 100 192.3 66.69 0 2.586

17 0 0 100 192.3 66.69 0 2.586

18 0 0 100 192.3 66.69 0 2.586

19 0 0 100 192.3 66.69 0 2.586

20 32 31 100 192.3 66.69 0.464 3.050

87

Anexo 2. Panel fotográfico

Figura 27. Extracción de muestras de estiércol de vacuno para adaptación del

sistema

Figura 28. Extracción de muestras de estiércol de cuy para adaptación del

sistema

88

Figura 29. Extracción de muestras de estiércol de porcino para adaptación del

sistema.

Figura 30. Determinación de peso en seco con la estufa

89

Figura 31. Preparación del indicador timolftaleina.

Figura 32. Preparación del sustrato de Hidróxido de sodio.

90

Figura 33. Instalación del sistema para la evaluación de la generación de

metano.

Figura 34. Generación de metano con agua destilada

91

Figura 35. Generación de metano mediante el potencial con inóculos

Anexo 3. Mapa de ubicación

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