Evaluación del comportamiento térmico del biodigestor tubular operado en el altiplano Peruano

Abstract

En Juliaca (Puno), las bajas temperaturas limitan el funcionamiento de los biodigestores, lo que reduce la producción de biogás y dificulta el tratamiento del estiércol bovino, agravando la contaminación ambiental. Este estudio evaluó el comportamiento térmico de un biodigestor tubular de 16 m³ instalado en un invernadero de adobe con techo de policarbonato, ubicado a 3800 msnm. El biodigestor fue alimentado inicialmente con 1600 kg de estiércol y 5600 L de agua, y posteriormente con una alimentación diaria de 73.8 kg de estiércol y 221.3 L de agua (relación 1:3), con un tiempo de retención hidráulico de 60 días. Durante 86 días se monitorearon temperaturas en siete puntos mediante sensores Arduino. La temperatura promedio del lodo fue de 23.05 °C, mientras que la temperatura ambiente promedio fue de 11.01 °C, reflejando un aumento térmico promedio de +12.05 °C debido al efecto invernadero y al aislamiento térmico del sistema. La temperatura interior del invernadero alcanzó un máximo de 38.5 °C y no descendió por debajo de 17 °C durante el día. La producción de biogás fue de 1.92 Nm³/día con un contenido promedio de metano del 55%, suficiente para cubrir las necesidades básicas de energía de una familia rural. Además, se logró una reducción del 74.3% en sólidos volátiles y del 70.4% en demanda química de oxígeno (DQO). El pH se mantuvo estable en un rango óptimo y los parámetros relacionados con la estabilidad del proceso anaerobio mejoraron. Este estudio concluye que el uso de invernaderos con aislamiento térmico es una estrategia efectiva para mejorar la eficiencia de biodigestores en climas fríos de zonas altoandinas.