Diseño de un biodigestor para el aprovechamiento de residuos lácteos y pollinaza en energía renovable en el acopio de leche El Empalme en Supatá, Cundinamarca
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2025-05
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Resumen
El presente trabajo de grado se enfoca en el diseño de un biodigestor adaptado al acopio de leche El Empalme, ubicado en el municipio de Supatá, Cundinamarca, con el objetivo de valorizar los residuos lácteos y pollinaza generados en la finca, mediante su transformación en energía renovable y biofertilizantes. El desarrollo del trabajo se estructuró en tres objetivos específicos.
Primero, se realizó un diagnóstico integral mediante entrevistas y una caracterización de los residuos, identificando una generación aproximada de 21 L/día de residuo lácteo con alta carga orgánica (DQO: 11.720 mg/L) y 16 kg de pollinaza. Segundo, se evaluaron nueve tecnologías en tablas de alternativas multicriterio con dimensiones ecológica, social y económica, seleccionando el biodigestor flexible por su simplicidad operativa, bajo costo ($8.625.000 COP) y compatibilidad con los sustratos. Tercero, se establecieron los lineamientos de diseño del biodigestor en base a parámetros como tiempo de retención hidráulica (42 días) y una relación de los residuos 1:1, obteniendo un volumen total de 5,37 m3/día que puede generar 2.37 kWh/día de energía.
Este proyecto se fundamenta en los principios de la ingeniería ambiental, ya que el diseño del sistema contribuye promoción de la economía circular, la mitigación de impactos ambientales por la disposición inadecuada de residuos, la transición energética y la sostenibilidad productiva en zonas rurales. Se recomienda su implementación acompañada de procesos de capacitación comunitaria, monitoreo del sistema, procesos de retención de biomasa para una carga microbiana constante del 30 %, y el desarrollo de análisis experimentales con distintas proporciones entre los sustratos.
Descripción
Abstract
This undergraduate thesis focuses on the design of a biodigester adapted to the El Empalme milk collection center, located in the municipality of Supatá, Cundinamarca. The objective is to valorize the dairy waste and poultry litter generated on the farm by transforming them into renewable energy and biofertilizers. The development of the project was structured around three specific objectives.
First, a comprehensive diagnosis was carried out through interviews and waste characterization, identifying an approximate generation of 21 L/day of dairy waste with a high organic load (COD: 11,720 mg/L) and 16 kg of poultry litter. Second, nine technologies were evaluated using multicriteria alternative tables across ecological, social, and economic dimensions, selecting the flexible biodigester due to its operational simplicity, low cost (COP 8,625,000), and compatibility with the identified substrates. Third, the biodigester’s design guidelines were established based on parameters such as hydraulic retention time (42 days) and a 1:1 waste-to-water ratio, resulting in a total volume of 5.37 m³/day, capable of generating 2.37 kWh/day of energy.
This project is grounded in the principles of environmental engineering, as the system design promotes circular economy practices, mitigates environmental impacts from improper waste disposal, supports the energy transition, and strengthens productive sustainability in rural areas. Its implementation is recommended alongside community training processes, system monitoring, biomass retention strategies to ensure a constant microbial load of 30%, and experimental analyses using different substrate proportions.
Palabras clave
Biogás, Biodigestores, Codigestión Anaerobia, Economía Circular, Energías Alternativas, Gestión de Residuos
Keywords
Biogas, Biodigesters, Anaerobic Codigestion, Circular Economy, Alternative Energy, Waste Management