Semana de Investigación Universitaria SIUDEC 2013 Universidad de Cundinamarca Ponencia - Mayo 10 de 2013 - Sala 1 Bloque E UDEC Fusagasugá (Cund.) Diaz M. Cindy Lorena, Numpaque L. Humberto, Rodríguez C. Yeison Eduardo, Ruge R. Ilber Adonayt

1. DIRECCION DE INVESTIGACION
Semana de Investigación Universitaria
SIUDEC2013

2. EVALUACION DEL POTENCIAL ENERGETICO
DEL BIOGAS: APROXIMACION AL ESTADO
DEL ARTE
Diaz M. Cindy Lorena, Numpaque L. Humberto, Rodríguez C. Yeison Eduardo,
Ruge R. Ilber Adonayt
FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA ELECTRONICA
GITEINCO
UNIVERSIDAD DE CUNDINAMARCA
FUSAGASUGA
Mayo 7 al 10 de 2013
cldiaz@mail.unicundi.edu.co, hnumpaque@mail.unicundi.co, yerodriguez@mail.unicundi.edu.co, iru
ge@mail.unicundi.edu.co

3. Residuos
réyenos
sanitarios
Producción
de gases
Lixiviados
Plantas
integrales
Control y
aprovecha
miento
Liberación
al medio
ambiente

4. Consulta en las bases de datos, obteniendo
una aproximación al estado del arte respecto
a técnicas de medición del potencial
energético del biogás.
Generación de un
prototipo de reactor
anaeróbico tipo Batch
para producir biogás
Implementación de una de las
técnicas encontradas que
permita cuantificar el potencial
energético del biogás producido.
Comparación de estos
resultados con otras fuentes
de energía como
carbón, gasolina, gas
natural, etc
Evaluación de la
factibilidad y viabilidad
de emplear el biogás
como fuente de energía.
Generación
de Biogás

5. Determinación de la calidad de biogás por medición de la temperatura
de llama.
Figura 1. Esquema de la configuración
experimental para la determinación de la
calidad del biogás a partir de su temperatura
de llama
G- Colector del Gas
T- una sonda de termopar
I- Indicador de temperatura
B- Control de bombilla
V- Control de válvula
Figura 2. Variación de la temperatura de
llama del experimento piloto

6. Figura 3. Variación de la temperatura del Biogás con la
variación del porcentaje de CH4 en el mismo.

7. Método Calorimétrico.
Figura 4. Montaje experimental propuesto

8. DESARROLLO EXPERIMENTAL
El método consiste en tomar dos muestras de gases(igual volumen), una
de referencia (ej: Isobutano) y una del gas desconocido.
Isobutano
Gas
obtenido
Se queman dichos gases en idénticas condiciones de temperatura y
presión para calentar un litro de agua por vez.
GAS CALOR AGUA °C

9. MODELO MATEMATICO
Por medio de la ecuación de estado de los gases, se determinó el valor de
la masa de cada uno de los gases
Donde P=presión; V=volumen; R=rendimiento; T=temperatura.
El poder calorífico del isobutano certificado por la empresa envasadora y
que coincide con bibliografía encontrada es de:
Calor entregado por el isobutano al quemarse;

10. El calor recibido por el agua (depositada en el matraz) se calcula a partir
de:
Donde: m=cantidad de agua contenida en el matraz; ce: constante ΔT:
variación de la temperatura. Y el resultado se expresa en términos de
kilocalorías.
Se determina el valor del rendimiento de la combustión:
Se plantea que este rendimiento es el mismo para los dos gases en
estudio, ya que es el mismo montaje y las condiciones de temperatura
y presión tanto en el ambiente como la de los gases. Es igual, a partir
de esto se realiza un cálculo regresivo para poder ver los parámetros
del biogás.

11. Calor recibido por el agua:
Calor entregado:
Poder calorífico:

12. Como en cualquier otro gas, de las propiedades características del biogás
dependen de la presión y la temperatura y también son afectadas por el
contenido de humedad. Los factores más importantes para caracterizar el
biogás son los siguientes:
- Como cambia el volumen cuando cambien la presión y la temperatura.
- Como cambia el valor calorífico cuando cambian la temperatura, presión
y/o contenido de agua.
- Como cambia el contenido de vapor de agua cuando cambian la
temperatura y/o la presión.
El metano es un gas combustible, incoloro, inodoro, cuya combustión produce
una llama azul y productos no contaminantes. Veintiuna veces más activo que
el gas carbónico, el biogás contribuye también muy activamente al "efecto
invernadero". Para evitar estos inconvenientes, su eliminación se ha hecho
obligatoria para las mayores instalaciones. Generalmente quemado en
chimeneas, puede servir también para producir electricidad.

13. Birla Institute of Technology and Science, Pilani. (1998). Determinación de la calidad de
biogás por medición de la temperatura de llama. India: Energy Conversion &
Management .
Comunicaciones Cientificas y Tecnologicas. (2006). Biogas e Isobutano: analisis
comparativo de una propiedad termodinamica. Argentina: Universidad Nacional
del Nordeste.
Numpaque L. Humerto, Ruge R. Ilber Adonayt (2011). EVALUACION DEL POTENCIAL
ENERGETICO DEL BIOGAS PRODUCIDO MEDIANTE DIGESTION ANAEROBICA DE
FRACCION ORGANICA DE RESIDUOS SOLIDOS. Fusagasuga: Universidad de
Cundinamarca.