El documento describe la historia y el proceso de producción de biogás. 1) El biogás se ha utilizado desde la antigüedad y su producción se ha estudiado desde el siglo XVIII. 2) El proceso de producción de biogás involucra varias etapas de descomposición bacteriana de la materia orgánica en ausencia de oxígeno. 3) Existen varios tipos de plantas de biogás que difieren en su diseño pero comparten el objetivo de producir biogás a través de la digestión anaerobia.

1. BIOGÁS
KATERINE GARCÍA ALBA – 6081015
SARA MARCELA ORTÍZ RODRÍGUEZ – 6081063
ING. HECTOR IVÁN CASTRO
DOCENTE DE BIOTECNOLOGÌA
UNIVERSIDAD DE AMÉRICA
INGENIERÍA QUÍMICA
BIOTECNOLOGÍA
BOGOTÁ 2010

2. 1. HISTORIA: NACIMIENTO Y CAMBIOS DEL PROCESO
Se sabe que el hombre conoce desde tiempos antiguo la existencia del biogás, pues este
se produce en forma natural en los pantanos, de allí que se lo llama gas de los pantanos.
CRONOLOGÍA
Año 10 a.C.; evidencias de la utilización de biogás como generador de temperatura
para calentar agua de baños romanos en Asiria, pueblos chinos y persas.
1776, El científico italiano Volta descubrió que el gas producido de manera natural
en los pantanos era inflamable, y que el principal compuesto es el metano.
1808 – Humpry Dhabi, produce gas metano (principal componente del biogás) en
un laboratorio. Se toma este acontecimiento como el inicio de la investigación en
biogás.
1850, Se diseñó el primer tanque destinado a separar y retener sólidos, la primera
unidad usada fue conocida con el nombre de: “Basurero automático de Mouras”,
desarrollado por Luis H. Mouras de Francia.
En 1859 se construye la primera planta de digestión de residuos, fue en una
colonia de leprosos en Bombay, India.
1886, Omelianski obtuvo gas metano a partir de estiércol de vaca.
1887, Hoppe – Seyler pudo comprobar la formación de metano a partir de
acetato.
1888, Gayon obtuvo gas al mezclar guano y agua a una temperatura de 35ºC.
1895, Se extienden en Inglaterra los digestores anaerobios, cuando el biogás fue
recuperado en un proyecto y usado como combustible en las lámparas externas
en las calles.
1906, Soehngen descubrió la formación de metano a partir de hidrógeno y dióxido
de carbono. A su vez descubrió los primeros dos microorganismos que
participaban en la formación de metano, la participación de microorganismos
involucrados en este proceso fue demostrada hasta finales del S. XIX.
1920, Imhoff instaló el primer biodigestor en Alemania, este consistía en un
estanque hermético, el cual era alimentado con material fermentable para la
obtención de biogás.
1940, Se construyeron las primeras plantas de Biogás por las familias prosperas de
China.
Después de 1945, finalizada la Segunda Guerra Mundial se construyeron cerca de
40 biodigestores, pero su desarrollo se freno por los bajos precios de los
combustibles fósiles.
Años 70`s, Se reinicia fuertemente la construcción de biodigestores debido a la
crisis del petróleo, pero por problemas técnicos, baja producción de gas y alta
inversión este desarrollo se frenó bruscamente a finales de los años 80`s.
EN COLOMBIA
A raíz de las crisis energéticas de los años setenta y de la necesidad planteada en la cumbre
económica mundial de 1978 en Nairobi, de desarrollar programas energéticos epecíficos para los

3. países en vía de desarrollo entonces, aquejados por su alta dependencia de importaciones de
crudos, la República Federal de Alemania concibió
en el año de 1979 el programa Especial de Energías Renovables (PEER) para diversos proyectos de
cooperación técnica.
El Objetivo principal de este programa es contribuir a mejorar el abastecimiento de energía de
países en desarrollo y aminorar los entonces ya visibles efectos ecológicos de la erosión producida
por la sobre – explotación de madera.
El convenio de Cooperación Técnica Colombo Alemán para la realización del programa especial de
energías renovables se firmó entre los respectivos gobiernos en el año de 1982, por acuerdo
mutuo entre el Departamento Nacional de Planeación y el Ministerio de Minas y Energía.
Este proyecto se inició en Colombia en Noviembre de 1985.
2. DESCRIPCION DEL PROCESO DE PRODUCCION DE BIOGAS:
En primer lugar es importante definir el termino de Biogás, el es un gas que se genera en medios
naturales o en dispositivos específicos, por las reacciones de biodegradación de la materia
orgánica, mediante la acción de microorganismos (bacterias metanogénicas, etc.), y otros factores,
en ausencia de aire (esto es, en un ambiente anaeróbico).
El proceso de descomposición de materiales orgánicos en un medio anaeróbico se denomina
digestión. El proceso de producción de biogás, el cual se efectúa en un recipiente denominado
“digestor”, se puede describir dividiéndolo en las siguientes etapas.
Etapa Aeróbica:
El oxigeno entra al digestor acompañándolo a los materiales de desecho. Este oxigeno
es utilizado por bacterias aeróbicas, presentes en el material, lo cual permite su
descomposición posterior.
En este momento se produce dióxido de carbono y se genera algo de calor.
Enzimas Extracelulares:
En esta fase, las bacterias anaeróbicas fermentativas liberan enzimas, que comienzan
a descomponer los polímeros, dando lugar a los ácidos orgánicos solubles.
Digestión Acida:
Los ácidos son convertidos por bacterias acetogenicas en acetatos, hidrogeno y
dióxido de carbono. Es interesante anotar que en este proceso se produce hidrogeno,
que es un excelente combustible, el cual no se encuentra en grandes cantidades en el
biogás, ya que es usado por las bacterias anaeróbicas para producir metano.
Producción de Biogás:
Los ácidos grasos y demás subproductos que resulten de la fase anterior, son
utilizados por bacterias metanogénicas, quienes los convierten en agua, dióxido de
carbono y metano.

4. H2
Hidrólisis CH4
Formación de acido
CO2
Acidogénesis Acetogenesis
Metanogenesis
Oligomeros Ácidos
Polímeros y orgánicos y
monómeros solventes
Ácidos Acido CH4
grasos de acético
cadena larga CO2
Bacteria Bacteria
Bacteria Acetogenica metanogenica
fermentativa
El cuadro siguiente resume la composición promedio del biogás según la fuente. El valor calorífico
varía entre 17 y 34 MJ/m3 según el contenido de metano:
Tabla No1: Composición del biogás
2.1. FACTORES QUE AFECTAN EL PROCESO
2.1.1. Temperatura: Según la temperatura que haya en el digestor, la reacción de
fermentación va a una mayor o menor velocidad, hay 3 intervalos de temperatura en
los cuales las bacterias anaeróbicas pueden operar dependiendo de estos intervalos, la
fermentación recibe un nombre específico y los días que el material orgánico debe
permanecer en el digestor.

5. Tabla No 2; intervalos de temperatura
Tipo de fermentación Intervalo de temperatura (°C) Tiempo de retención (días)
Psicrofílica 10- 20 >100
Mesofílica 20 – 35 > 20 (aprox. 30 - 40)
Termofílica 50 – 60 >8
Existe la tendencia generalizada a utilizar el sistema mesofílico, aún cuando sea menos
eficiente en cuanto al tiempo empleado en la utilización del biogás. El proceso es muy
sensible a las variaciones de temperatura, por lo cual se recomienda construir los
digestores bajo tierra, ya que el suelo es un aislante térmico natural, tratando así de
mantener más o menos la temperatura uniforme.
2.1.2. Tiempo de retención: El tiempo de retención es el número de días que una cantidad
de desechos debe permanecer dentro del digestor. Este factor esta correlacionado con
la temperatura ambiente promedia del sitio, de manera de que cuando esta es alta, se
puede aplicar un tiempo de retención corto, y cuando es baja se dejaran tiempos de
retención más largos. Durante este tiempo, la cantidad dada de desechos debe haber
liberado todo el biogás que potencialmente puede liberar, de tal forma que termina
totalmente digerida: en la siguiente tabla se indican los tiempos de retención, en
función de la temperatura ambiente, cuando se emplea desechos de origen animal:
Tabla No3: Tiempo de retención
Temperatura Tiempo de retención
(°C) (días)
10 90
15 60
20 45
25 37
30 32
35 28
2.1.3. Substratos utilizados: Se denomina substrato, al material orgánico que se procesa
dentro del digestor. Como material de substrato puede emplearse una gran variada de
desechos orgánicos de origen animal y vegetal, los cuales se diluyen con agua para
producir la mezcla apropiada con la que se carga el digestor.
Entre los substratos de origen animal más frecuentemente usados figuran los
estiércoles de origen bovino, porcino y avícola, siendo el primero el de mayor uso.
También pueden emplearse excretas humanas como substrato, aunque deben
tomarse precauciones especiales para evitar que jabones o detergentes utilizados para
el aseo entren al digestor y neutralicen las bacterias metanogénicas.
Es posible hacer una combinación de desechos animales y vegetales, siempre y
cuando se mantenga un balance apropiado del pH y de la relación carbono/nitrógeno

6. (C/N). Es muy importante tener la precaución de no cargar el digestor con estiércol de
animales enfermos o en tratamiento con antibióticos, pues este puede continuar su
acción en el digestor atacando a las bacterias.
2.1.2. Concentración de sólidos: Una concentración de sólidos totales en la mezcla
digestora, entre 6 y 8%, es muy buena en términos de la capacidad de destrucción de
sólidos por parte de las bacterias. Dicha concentración permite utilizar bombas o
sistemas de alimentación por gravedad y facilita el movimiento y la agitación de la
mezcla. No obstante presenta le inconveniente de aumentar el volumen del digestor,
lo cual involucra mayores costos de instalación. Normalmente se admiten
concentraciones hasta del 25% de sólidos totales.
2.1.3. Agitación de la mezcla: Con la agitación de la mezcla se busca, en primer lugar,
favorecer el contacto directo entre el substrato y las bacterias, evitando la formación
de bolsas aislantes en torno a las bacterias. También se logra distribuir de manera
uniforme la temperatura en el interior del digestor.
Sin embargo, el objetivo básico de la agitación, es reducir al máximo la formación de
“nata” o capa flotante en la suspensión del substrato.
2.1.4. pH (alcalinidad o Acidez): El pH e el digestor, es función de la concentración del
dióxido de carbono (CO2) en el gas, de la concentración de ácidos volátiles y de la
propia alcalinidad o acidez de la materia prima.
Las bacterias involucradas en el proceso son altamente sensibles a cambios en el pH:
la franja de operación está entre 6 y 8, teniendo como punto optimo un pH de 7.
Algunos substratos no causan problemas de acidez, como el de origen bovino, pero
otros como la pulpa de café, fácilmente pueden producir un exceso de acidez y
paralizar el proceso de fermentación. Cuando esto ocurre es conveniente añadir cal o
suspender la carga durante algunos días, hasta lograr su normalización.
TABLA DE VALORES DE pH PARA LA PRODUCCIÓN DEL BIOGÁS
pH
7 – 7,2 Óptimo
6,2 Retarda la acidificación
7,6 Retarda la amonización
2.1.5. Relación carbono-nitrógeno: la relación carbono nitrógeno (C/N), es el número que se
obtiene de dividir la cantidad de carbono entre la del nitrógeno presente en un
substrato dado. Por lo general, se recomienda trabajar con substratos que tengan una
relación C/N comprendida entre 9 y 25.
Tabla No 4: Relación carbono/Nitrógeno
Substrato C/N
Estiércol de res 16-2
Estiércol de cerdo 15-2
Estiércol de gallina 6-7
Estiércol de caballo 25

7. Tallos de trigo 126
Aserrin 200-500
Desechos de maiz 53
3. LAS PLANTAS DE BIOGÁS
Entre las Plantas de Biogás convencionales, se distinguen 4 tipos principales:
Planta con campana flotante
Planta con cúpula fija (Cúpula china)
Planta Mixta
Planta con Balón.
PLANTA DE CAMPANA FLOTANTE O TIPO HINDÚ
La planta con campana flotante se compone de un digestor en forma de bóveda esférica (o
cilíndrica) y de un depósito de gas móvil en forma de campana flotante. La campana puede flotar
directamente en la masa de fermentación o en un anillo de agua cilíndrico.
El gas se acumula en la campana, haciéndola subir y luego vuelve a bajar cuando se extrae el gas
através de un tubo instalado en la campana misma. Para evitar que la campana se ladee, se
construye un soporte de hierro como guía. La campana además de subir y bajar, es libre de girar,
así puede mover la capa que eventualmente pueda flotar en la superficie de la carga de
fermentación.
Para la construcción del digestor, se usa comúnmente ladrillos, cemento, arena y grava, para la
campana flotante, lámina de acero.
La principal característica de la planta tipo Hindú es que el proceso se lleva a cabo a una presión
constante, lo cual significa una gran ventaja, ya que permite y garantiza el buen funcionamiento de
los aparatos que trabajan con el biogás como combustible. Esta condición se logra al utilizar un
elemento denominado “campana”, que es un recipiente colocado sobre la boca del digestor.
Tradicionalmente la campana ha sido fabricada en lámina metálica, aunque tiene algunas
desventajas, en especial debido a la oxidación, lo cual implica tener que hacerle un mantenimiento
frecuente. Se pueden utilizar materiales plásticos como la plastilona de PVC expandido y la fibra de
vidrio. Sin embargo, este tipo de materiales presentan el inconveniente de tener muy poco peso, y
por lo tanto, la presión de biogás es muy baja.
La capacidad de la planta tipo hindú la determina el tamaño del digestor. Por lo general, el fondo
del tanque de alimentación o de carga está por encima del extremo libre de la tubería de descarga,
así que la misma cantidad de carga adicionada es descargada por el tubo de salida.

8. El gas producido se almacena en la campana, de modo que cuando éste se genera, la campana
sube y cuando se consume, desciende. La presión del gas está determinada por el peso y el área
de la campana.
Cuando se utilizan desechos agrícolas, hay necesidad de picarlos muy bien, y aún así se corre el
riesgo de que la planta se bloquee o se tape con las fibras, lo cual se podría evitar con inspecciones
diarias a las tuberías y con la agitación adecuada del substrato.
Hay varios modelos de plantas tipo hindú, pero todas emplean el principio señalado. Por ejemplo,
una planta con digestor simple en forma vertical, como se observa en la Figura No. 2, si se desea
establecer un flujo adecuado del substrato para prevenir escapes de éste sin digerir, se puede
utilizar un digestor con una o varias divisiones intermedias denominadas deflectores, como se
muestra en la figura No. 2.
Si el nivel freático del terreno donde se va a construir la planta es muy superficial, o si el terreno es
rocoso y se dificulta realizar una excavación, se recomienda la construcción del digestor en forma
horizontal.
Una variante que se puede tener en cuenta en cualquiera de estos modelos, es la de construir un
canal alrededor de la boca del digestor, canal que se llenará con agua y donde se alojará la
campana. Esta variante garantiza la hermeticidad del digestor y evitará cualquier mal olor, al aislar
completamente el substrato del medio ambiente.
Ventajas:
Manejo fácil.
Presión de gas constante.
El gas almacenado es visible a través del nivel de la campana.
Desventajas:
Alto costo de construcción de la campana.
En la mayoría de los casos, la campana es metálica y por eso sujeta a corrosión.
Más costos de mantenimiento causado por trabajo de pintura.

9. Figura No. 1 Planta tipo Hindú
Figura No. 2 Planta de Biogas tipo hindú con deflectores

10. TIPO CHINO O DE CÚPULA FIJA
En la década del 60, China realizó algunas experiencias con la planta del biogás hindú, con buenos
resultados en cuanto a funcionamiento, pero debido a que la producción de láminas metálicas
para la fabricación de la campana, no era suficiente para llevar a cabo un programa masivo de
instalación de biodigestores, este tipo de planta se descartó.
Entonces se trabajó en la concepción de plantas que no utilizaran parte móvil y que fuesen
construidas exclusivamente con mampostería o materiales pegajosos de cada región. Con esta
nueva tecnología fue posible desarrollar un amplio programa de biodigestores que alcanzó un
número de 7,2 millones de plantas en el periodo comprendido entre 1972 y 1979, todas
localizadas al sur del río Amarillo, donde las condiciones climáticas son más desfavorables para la
producción de biogás.
En este tipo de planta, el gas generado es almacenado en un pequeño volumen libre en la parte
superior del digestor, pero cuando se ocupa este volumen y continúa generándose biogás, el
sustrato es desplazado hacia una cámara adyacente denominada tanque de compensación.
Cuando el biogás es consumido, el sustrato retorna nuevamente al digestor.
Lo anterior, significa que el nivel de sustrato y, por consiguiente, la presión del gas, varían de
acuerdo con el volumen del gas atrapado en la parte superior del digestor (cúpula). Este hecho
establece la diferencia entre este tipo y la hindú, que trabaja a presión constante.
El tanque de compensación debe tener una capacidad equivalente al volumen del gas
almacenado. Cuando se presenta una acumulación excesiva del gas, la presión de éste hace que el
nivel de sustrato baje más de lo previsto en el diseño, lo cual puede ocasionar el derrame de
material almacenado en el tanque de compensación.
Para evitar problemas con sobrepresiones, se recomienda ubicar el extremo de la tubería se
recomienda ubicar el extremo de la tubería de carga en el interior del digestor, de tal forma que si
el nivel de sustrato desciende más de lo previsto, el tubo permita escape de gas, disponiéndose así
de una válvula de seguridad.
El domo o cúpula del digestor debe ser completamente hermético, cualidad que implica cierto
grado de complejidad en la construcción y costos adicionales, en aditivos químicos o
recubrimientos impermeables.
Al igual que las plantas tipo hindú, las tipo chino pueden tener muchas variantes en su forma y en
los accesorios adicionales que mejoran o facilitan su funcionamiento y operación.
Ventajas:
Bajos costos de construcción.
No posee partes móviles.

11. No posee partes metálicas que se puedan oxidar, lo cual implica poco
mantenimiento.
Tiene larga vida útil (aprox. 20 años).
No tiene partes expuestas, por eso está protegida contra bajas temperaturas.
Desventajas:
Presión de gas no es constante.
La presión puede ser muy alta, por eso la cúpula tiene que ser cuidadosamente
sellada ya que porosidades y grietas pueden afectar la planta.
Requiere de buena experiencia para su construcción perfectamente hermética.
Figura No. 3 Planta de Biogás tipo Chino
TIPO MIXTO
En Centroamérica y, específicamente en Guatemala, se han adelantado algunas investigaciones
enmarcadas dentro del proyecto de leña y fuentes alternas de energía, por parte del Instituto
Centroamericano de Investigaciones y Tecnología Industrial (Icaiti), las cuales recomiendan la
construcción de un tipo denominado “digestor de desplazamiento horizontal”.
Por sus características de construcción, esta planta corresponde al tipo chino, pero con un
elemento adicional que consiste en un recipiente para el almacenamiento del gas producido, el
cual permite mantener en el sistema de suministro de éste, una presión constante, característica
típica de la planta hindú.
Los recipientes para el almacenamiento pueden ser de dos tipos: el primero, es el denominado
gasómetro, compuesto por dos tanques cilíndricos de diámetros diferentes.

12. El de mayor tamaño sirve como base y permanece lleno de agua, mientras que el pequeño hace
las veces de campana, introducido boca abajo en el cilindro base.
El otro tipo de recipiente no es más que una bolsa hecha en lona plástica resistente. Para impedir
su deformación, la bolsa seintroduce dentro de una estructura rígida de madera o guadua. Una
placa de concreto sostenida por una cuerda sirve para mantener constante la presión del gas.
Figura No, 4 Planta de Biogás tipo Mixta
TIPO TAIWÁN O PLANTA BALÓN
Se trata de la planta de biogás más sencilla y económica que se fabrica actualmente. Algunos la
denominan biodigestor de “chorizo”, de “Bolsa plástica” o de balón, por su forma y material de
construcción.
Este tipo de biodigestor está conformado, en esencia, por un tubo de plástico (Polietileno calibre
6, por ejemplo), en cuyos extremos se conectan tubos de grés de 12 pulgadas de diámetro, que
hacen las veces de tanques de carga y descarga. Este conjunto se coloca en una zanja excavada en
el piso. En la parte superior del tubo de plástico, se hace la conexión de la tubería de conducción
del biogás.
Las características de bajo costo y sencilla instalación del digestor tipo Taiwán, han permitido, en
los últimos tiempos, la promoción de esta tecnología a usuarios que, por los costos, no tendrían
acceso a otro tipo de la planta.
Es preciso, de todas maneras, señalar que los materiales utilizados en este modelo de planta, no
Garantizan una duración muy larga (aproximadamente dos años), y que es muy susceptible a
“pinchazos”, generalmente irreparables.
En Colombia, el tipo de planta predominante hasta 1983, era el hindú, el Instituto de
Investigaciones Tecnológicas (IIT), en su informe, concluye lo siguiente: “Se cree conveniente, y así
lo ja demostrado la evaluación preliminar, trabajar con el modelo hindú, cuya versatilidad,
facilidad de construcción u operación se adapta bien a las condiciones encontradas en el campo. El

13. equipo básico correspondiente al modelo hindú adoptado al sistema convencional con algunas
modificaciones constructivas”.
Las modificaciones a las que se refiere el informe citado, se relacionan con la inclusión de
elementos que garantices un tiempo de retención adecuado. Un buen ejemplo es el sistema de
laberintos adoptado por la firma Armar Ltda, en sus digestores de “tercera generación”, en los
cuales el sustrato es obligado a seguir la trayectoria del laberinto, de modo que al terminar el
recorrido ha transcurrido el tiempo de retención calculado.
En los últimos años se ha promocionado mucho el uso de digestores tipo chino o de cúpula fija,
especialmente por parte de los representantes de la GTZ, entidad alemana que participa en
Colombia en varios proyectos, incluyendo dos relacionados con la promoción de fuentes alternas
de energía.
Ventajas:
- Bajos costos de construcción.
- Fácil transporte e instalación.
- Construcción horizontal y plana que favorece en algunos lugares con alto nivel freático.
Desventajas:
- Muy baja presión de gas, es necesario aumentar la presión con sobrepeso.
- Corta vida útil (Aprox. 5 años).
- El material plástico está sujeto a daños y tiene que ser protegido.
Figura No. 5 Planta de Biogás tipo Balón
3.1. PARTES DE UNA PLANTA DE BIOGÁS
Además del digestor o tanque de fermentación y de la campana (en el tipo hindú), las plantas de
biogas cuenta con los siguientes componentes agrupados según su finalidad:
Componentes para el manejo del sustrato
Zona de recolección.
La zona de recolección de estiércol en la planta debe estar bien definida, con un piso firme y
limpio para evitar que el estiércol arrastre consigo materiales inertes. Los sitios que pueden
cumplir con estas condiciones son el establo y el corral de ordeño. Se recomienda construir un
piso de concreto y un canal que permita conducir el estiércol por gravedad hasta el tanque de
carga. Pueden emplearse otras soluciones, pero en cualquier caso el objetivo es simplificar al
mínimo las operaciones de recolección y carga.

14. Fuente de agua.
Como ya se explicó, el sustrato debe ser diluido en agua para lograr un contenido de sólidos
adecuados. Para ello, se requiere una fuente de agua libre de contaminantes químicos, tales como
jabones o detergentes y que suministre, por lo menos, la cantidad de agua requerida diariamente
para la mezcla.
Componentes para el proceso
Tanque de carga y mezcla.
Este tanque, en cualquier tipo de planta con alimentación semi – continua, tiene forma
rectangular y un volumen interno un poco mayor (10 a 20%) que el volumen de carga diario.
Es conveniente construir el piso del tanque con una pequeña inclinación hacia el lado opuesto del
tubo de carga, para evitar que materiales inertes como piedras, que por accidente son arrastradas
por el sustrato, entren al digestor. Es posible dejar una abertura en el lado de la inclinación, por
donde se pueden excavar estos minerales.
Por lo general el tubo que comunica el tanque de carga con el digestor es de PVC y tiene un
diámetro que varía entre 7,6 y 15 cm, dependiendo del tamaño de la planta. El extremo que entra
al digestor debe estar a una altura de 40 a 60 cm del fondo, para evitar que el material
sedimentario lo obstruya. Si el tamaño de la planta de biogás lo justifica, pueden emplearse dos
tubos de carga.
Como en este tanque es donde se efectúa la mezcla del estiércol con el agua, es necesario colocar
tapones en el tubo descarga y en el de evacuación de sedimentos, fácilmente removibles sin
necesidad de tocar el sustrato.
El piso del tanque debe quedar a una altura de 50 a 60 cm por encima del nivel de descarga del
digestor.
Figura No. 6 Tanque de carga
Tubo y tanque de descarga
Estos dos elementos forma parte de las plantas hindú, con el objetivo de permitir la evacuación
del efluente o material digerido. El tubo de descarga va ubicado en el lado opuesto de la tubería
de carga y su diámetro es igual a de esta. En los digestores con deflector, el tubo se coloca con una
inclinación igual a la del tubo de carga, de modo que la evacuación se hace en sentido ascendente.

15. Esto mismo ocurre en las plantas simples (sin deflector) de gran tamaño, aunque el extremo del
tubo de descarga debe estar más abajo que el de carga.
Pozo de descarga y tanque de compensación.
Cuando se produce el biogás en una planta tipo chino, resulta desplazado un volumen de sustrato
equivalente al del biogás producido, razón por la cual se hace necesaria la construcción de un pozo
adyacente, comunicado con el digestor, que pueda recibir este material desplazado y que pueda
recibir este material desplazado y que lo regrese cuando el volumen del biogás disminuya. Para
aumentar su capacidad, en la parte superior se amplía el área del pozo, conformando así el
llamado tanque de compensación.
Figura No. 7 Tanque de compensación
COMPONENTES PARA EL USO DE LOS PRODUCTOS
Tubería de salida de conducción y distribución de gas.
Se recomienda utilizar tubería de PVC de 1,37 o 1,9 cm (1/2 o ¾ de pulgada), o manguera plástica
de la misma dimensión. Por lo general, la tubería de salida se instala directamente en la parte
superior de la campana o de la cubierta del digestor.
Trampa de condensado
Uno de los componentes de biogás es el vapor de agua, que puede estar presente en cantidades
más o menos apreciables. Cuando el biogás sale del digestor, a través de la tubería de conducción,
se somete a una disminución de la temperatura, ocasionando la condensación de la humedad,
fenómeno que puede obstruir la tubería.
Una solución a este problema consiste en colocar la tubería de conducción con una inclinación
hacia el digestor, buscando con ello que el agua fluya de regreso, recurso que se aplica cuando la
longitud de la tubería no es muy grande. Otra medida es la de instalar en la tubería no es muy
grande. Otra medida es la de instalar en la tubería trampas de agua, o sea recipientes donde se
deposite el agua y de donde sea fácil extraerla.

16. Figura No. 8 Trampa de condensado
Trampa de ácido sulfhídrico
Este comportamiento del biogás es un gas con un olor característico a huevo podrido que, además
de ser molesto, puede resultar peligroso para la persona que se expone continuamente a él, ya
que paraliza el nervio olfatorio, produce dolor de cabeza, ardor en los ojos y pérdida de la visión.
Cuando se utiliza el biogás como combustible para motores, el H2S reacciona con oxígeno y con el
vapor de agua, produciendo ácido sulfúrico, lo cual puede causar daños internos en el motor.
En los métodos de separación del H2S, el más comúnmente empleado por su sencillez es el
denominado método de la caja seca, que consiste en el uso de viruta de hierro dentro de un
recipiente por el que se hace pasar el biogás. En este recipiente se produce una reacción del H2S
con el hierro, descomponiéndose en sulfuro férrico (Fe2S), sustancia no perjudicial.

17. Figura No. 9 Trampa de H2S
MÉTODOS DE ALIMENTACIÓN
Métodos de carga
Entre las plantas de biogás se distinguen dos categorías:
- Plantas Batch
- Plantas Continuas
En las Plantas Batch: Se cargan una vez y quedan cerradas por un tiempo fijo de retención hasta
que haya terminado el proceso de fermentación y ya no hay producción de gas.
En esas plantas al comienzo hay mucha materia orgánica y pocas bacterias y al final tienen muchas
bacterias y casi nada de sustancia orgánica.
Por esto no es tan funcional como una planta continua donde la carga diaria continua de la nueva
biomasa, garantiza un balance entre sustancia orgánica y batería, con producción continua de gas.
Las plantas continuas: Son cargadas y descargadas en forma periódica, por lo general todos los
días. Cualquier tipo de construcción es apropiada para una planta continua, pero el material de
fermentación debe ser diluido y uniforme; este tipo de plantas son más apropiadas para viviendas
campesinas. Las labores necesarias se pueden integrar más fácilmente en las tareas diarias. La
producción de gas es uniforme y es un poco mayor que en las plantas batch.
Carga Continua
En aquellas plantas utilizadas para el aprovechamiento de los deshechos de grandes explotaciones
pecuarias, es posible usar un sistema de carga sin interrupciones, proporcionando así un
movimiento continuo del sustrato dentro del digestor, movimiento que acelera y aumenta la
eficiencia del proceso. La carga se puede efectuar bien sea con material nuevo o recirculando el
sustrato del digestor. En cualquier caso, se requieren equipos adicionales para el bombeo y control
del proceso.
Carga semicontinua
Cuando la carga se aplica a intervalos cortos y regulares de tiempo, por ejemplo, diariamente, se
dice que el sistema de alimentación es semicontinuo. Es el sistema que se usa con mayor
frecuencia por que no tiene equipos muy complejos y es aplicable en plantas de cualquier tamaño.
Carga por tandas
En este sistema, conocido también con el nombre de alimentación tipo “Batch”, la carga total se
efectúa en una sola operación, luego de la cual se espera que se produzca todo el gas que puede
producir, y retirándose todo el efluente de una sola vez.

18. Este sistema demanda un mínimo de equipos, de ahí que el diseño de la planta sea bastante
sencillo. Sin embargo, tiene la desventaja de que el gas no se produce en forma continua, razón
por la cual su utilización se ve muy restringida.
4. DIAGRAMA DE FLUJO
5. TIPO DE MICROORGANISMO QUE GENERA EL PRODUCTO
Las bacterias involucradas en el proceso son altamente sensibles a cambios de pH; la franja de
operación está entre 6 y 8, teniendo como punto óptimo un pH de 7, a continuación se describen
los microorganismos que intervienen en la producción del Biogás.
Bacterias anaeróbicas fermentativas o acidogénicas: este tipo de bacterias son
facultativas (pueden vivir en condiciones de bajo contenido de
oxigeno).encargadas de liberar enzimas que comienzan a descomponer los
polímeros dando lugar a los ácidos orgánicos solubles. En otras palabras hidrolizan

19. polímeros como polisacáridos, lípidos, proteínas y ácidos nucleídos, para luego
fermentar los productos resultantes de la hidrólisis (como monosacáridos, glicerol,
aminoácidos, compuestos nitrogenados, alcoholes y otros solventes, y H2 y CO2.
NH3 y H2S, compuestos esenciales para la metanogenesis, se originan a partir de
aminoácidos y compuestos nitrogenados.
Entre otros aspectos se puede decir que presentan una reproducción rápida, que
son poco sensibles a cambios de acidez y temperatura. Los metabolitos principales
son ácidos orgánicos.
Bacterias Acetogénicas, convierten los ácidos en acetatos, hidrógeno y dióxido de
carbono; el hidrógeno es usado por las bacterias anaerobias para producir el
metano.
Bacterias Metanogénicas: Son bacterias estrictamente anaeróbicas, presentan
una reproducción lenta, son sensibles a los cambios de acidez y temperatura. Usan
los ácidos grasos y los subproductos de la digestión ácida para convertirlos en
agua, dióxido de carbono y metano.
La formación o producción de trazas de metano se origina mediante una serie de
reacciones llevadas a cabo por la Clostridia, la Desulfovibrio, la Desulfotomaculum,
en Pseudomonas y también bajo ciertas condiciones en los tejidos de mamíferos
son algunos ejemplos
En general, las bacterias metanogénicas son fisicamente mas activas en un rango
de pH de 6,7 a 8,0. hay excepciones: el rango de pH optimo de biometanizacion de
residuos de metanol resulto estar entre 5,5 y 6; sin embargo, la actividad aun
ocurre a valores de pH con valores menores de 3,5.
Algunos metanógenos parecen capaces de sobrevivir a la exposición del oxigeno,
siendo protegidos por micro-ambientes naturales; pero los cultivos puros de
metanógenos tienen requisitos exigentes de requerimientos anaeróbicos en
comparación con otros microbios.
Los metanógenos tienen un rango de temperatura optima para el crecimiento que
va desde 40°C (para mesófilos) y 65 a 70°C (para termófilos).
A continuación se muestra una clasificación taxonómica para las bacterias
metanogénicas

20. Tabla No5: Taxonomía de las bacterias Metanogénicas
ESPECIES
ORDEN FAMILIA TIPO
M formicium
M. bryantii
Methanobacterium
M. thermoautotrophicum
Methanobacteriales Methanobacteriaceae
M. ruminantium
M. arboriphilus
Methanobrevibacter
M. smithii
M. vannielii
Methanococcales Methanococcaceae Methanococcus
M. voltae
M. Mobile
Methanocrobium
M. cariaci
Methanogenium
Methanomicrobiaceae M. marishigri
Methanomicrobiales
M
Methanospirillum . hungatei
M. barkeri
Methanosarcinaceae Methanosarcina
6. PROCESO DE GENERACIÒN DEL PRODUCTO POR EL MICROORGANISMO: RUTAS
BIOQUÌMICAS.
Hidrólisis:
Bacterias fermentativas o acidogénicas hidrolizan los polímeros (largas cadenas de
moléculas orgánicas) y las convierten a través de la fermentación en ácidos orgánicos
solubles.
Acidificación:
Bacterias Acetogénicas causan una metabolización de los ácidos orgánicos en acetatos
(CH3COOH), dihidrógenos (H2) y carbodióxidos (CO2).
Metanización:
A partir de las proteínas, hidratos de carbono y grasa, los aminoácidos, alcoholes y ácidos
grasos que se formaron en las fases anteriores, en la última fase se forma el metano, CO2 y
amoniaco.

21. Durante el desarrollo del proceso, el material de fermentación se vuelve más líquido.
Fermentación anaeróbica de la biomasa
H2, CO2
Masa Ácido Masa
Desechos orgánicos. bacterial bacterial
Acético CH4 (60%)
Carbohidratos.
Grasas. Masa CO2 (40%)
Ácido propionico, bacterial
Proteínas.
ácido butírico,
alcohol y otros H2, CO2, Bacterias Metanogénicas
compuestos. CH3COOH
Bacterias fermentativas
Bacterias Acetogénicas
7. SITUACIÒN EN COLOMBIA DEL PRODUCTO
7.1 Proyectos de Biogás:
ENERGREENCOL (Energía Renovable en Colombia) es la principal empresa Colombiana para el
aprovisionamiento de biomasa.
Durante los últimos años, ENERGREENCOL ha continuado el desarrollo de su estrategia climática,
diseñada para reducir el cambio climático, hasta ahora ha permitido evitar la emisión de grandes
cantidades de Gases de Efecto Invernadero a la atmósfera, a través de los productos y servicios de
la Compañía.
Desde el 2007, a buscado aportar soluciones integrales para la recogida, tratamiento y
comercialización de biocombustibles. Desde entonces reciclan y valorizan miles de toneladas de
biomasa. Su experiencia incluye más de 20 plantas de biogás en funcionamiento
7.2. Gas natural se adjudica una planta de biogás en Colombia:
El consorcio formado por Gas Natural y la empresa de gestión energética GRSValtech,
perteneciente al grupo Veolia, se ha adjudicado un proyecto para el desarrollo de
instalaciones de tratamiento y aprovechamiento energético de biogás en Bogotá, en el que
se invertirán 17 millones de dólares (12 millones de euros), anunció la compañía en un
comunicado. En concreto, el proyecto se desarrollará en el vertedero de Doña Juana, uno de
los mayores de Iberoamérica, y podría permitir al grupo gasista la obtención de Mecanismos
de Desarrollo Limpio (MDL). Gas Natural reducirá el impacto ambiental atribuible a la emisión
incontrolada de gas metano, uno de los principales componentes del biogás generado por la
descomposición de los residuos urbanos. El gas metano es además uno de los gases de efecto
invernadero más importantes. Las nuevas instalaciones reducirán en hasta 15 millones de
toneladas la emisión de gases de efecto invernadero en los próximos 21 años. Además de

22. mejorar las condiciones ambientales de la zona, permitirán la captura y tratamiento del
biogás, que se podrá utilizar como fuente de energía renovable. La filial de Gas Natural en
Colombina, Gas Natural ESP, también participará en el proyecto distribuyendo el biogás
capturado entre las industrias cercanas al vertedero, a través de una red independiente de
suministro.
8. APLICACIONES DEL PRODUCTO OBTENIDO
La aplicación de una planta de biogás en un predio agrícola significa a menudo que los
excrementos animales y otros desechos orgánicos sean recolectados en forma sistemática
y conducidos por primera vez a un proceso de tratamiento adecuado. Con este sistema
descentralizado se alcanzan cuatro objetivos al mismo tiempo:
Reducción de la contaminación de las aguas superficiales con estiércol y otros
desechos orgánicos
Mejoramiento de la situación higiénica del predio
Producción de energía barata
Retención de nutrientes en el predio
8.1. Cocción de alimentos: este es el uso que mas frecuentemente se le da al biogás. Para
utilizar el biogás en la cocina, se presentan dos alternativas: aprovechar la estufa
convencional de gas propano, o construir quemadores para biogás
8.2. Iluminación : para el uso de biogás en la iluminación se pueden adaptar lámparas
comerciales o fabricadas para este combustible
8.3. Motores de combustión interna: el biogás se puede utilizar comocombustible para
motores diesel y de gasolina, con un rendimiento bastante aceptable, aunque no igual al
obtenido con el uso de los combustibles de los combustibles tradicionales. Para ellos es
necesario hacer algunas adaptaciones muy sencillas en los motores mencionados, que no
alteren su funcionamiento en caso de volver a utilizarse el combustible para el cual se han
diseñado.
En el caso de motores a gasolina, se debe reemplazar el carburador por un mezclador tipo
venturi, especialmente diseñados para biogás.
8.4. Refrigeración: el biogás puede utilizarse en aquellos equipos que utilizan el ciclo de
refrigeración por absorción, accionados con gas propano o con petróleo, adaptables para
funcionar con biogás como combustible. Tal adaptación consiste en substituir el quemador
original por uno diseñado para biogás , similar a los utilizados en las estufas. El consumo
de biogás para una nevera de 0,35 m3 es de 120 L/h
8.5. Otros usos: el biogás puede llegar a tener muchas aplicaciones mas, como lo son en
incubadoras, calentadores de agua o de ambiente, secadores, soldadura (bronce, cobre,
estaño)

23. En el siguiente cuadro se han listado los principales artefactos que utilizan biogás
juntamente a su consumo medio y su eficiencia:

24. 9. CONCLUSIONES
Los productos de la descomposición anaeróbica controlada de desechos
orgánicos, biogás y efluente (biabono), presentan características apropiadas para
ser utilizados como combustible y fertilizante, respectivamente. Por esta razón la
tecnología del biogás ha sido ampliamente desarrollada en países como China,
India y Alemania, donde se ha motivado a la población para aplicarlo en forma
masiva. Es así como en china, en tan solo siete años se construyeron 7,2 millones
de plantas de biogás y en India se planeaba la construcción de 20 mil unidades por
año. Mientras que en Colombia no se ha desarrollado una aplicación intensiva de
esta tecnología, debido, entre otros factores, a la ausencia de información
adecuada y de fácil acceso a las personas interesadas.
El factor que tiene mayor influencia en el proceso de descomposición de desechos
orgánicos es la temperatura ambiente. Por lo tanto, debe tenerse en cuenta que a
mayor temperatura el proceso resulta más eficiente en cuanto a calidad y tiempo
requerido, que cuando se tienen temperaturas bajas. Es recomendable la
aplicación de esta tecnología en climas medio y cálido (temperaturas mayores de
18°C)
Los substratos más utilizados por su mayor disponibilidad en cantidades
apreciables y por no presentar inconvenientes con el pH, son los estiércoles
bovino y porcino, en Colombia, no se tienen mucha experiencia en la utilización de
desechos de origen agrícola para la producción de biogás, con excepción del uso
de la pulpa de café, investigado por Cenicafe.
De acuerdo a lo desarrollado hasta el momento, podemos decir que el biogás
representa una muy importante alternativa de mejoramiento de condiciones de
vida dentro del área rural; ya que, en primer lugar el objetivo del biogás es dar
energía, sanidad y fertilizantes orgánicos a los agricultores de zonas marginales al
productor medio de los países con sectores rurales de muy bajos ingresos y
difícil acceso a las fuentes convencionales de energía.
El biogás se ha convertido en una alternativa que busca solucionar los graves
problemas de contaminación. Un tema que ha ido adquiriendo importancia a
nivel mundial durante los últimos años. Prueba de esto son los rellenos
sanitarios, la cual es una práctica muy difundida en el mundo para eliminar las
enormes cantidades de desperdicios generados, en las grandes ciudades han
evolucionado incluyendo hoy en día modernas técnicas de extracción y
purificación del gas metano generado el cual en décadas pasadas generaba
graves problemas, entre los cuales figuraba el ambiental, por muerte de la
vegetación que se encontraba en las zonas cercanas, malos olores que
molestaban a los residentes y explosivas mezclas de gases que se acumulaban
en los sótanos de la vecindad.

25. 10. BIBLIOGRAFÍA
Difusión de la tecnología del biogás en Colombia: Documentación del proyecto, CVG – GTZ; Cali,
1987.
El biogás, Jairo Chaúr Bernal, ICA, Bogotá D.C., Abril de 2001, Boletín didáctico No. 32, producción
editorial Produmedios.
http://www.oni.escuelas.edu.ar/2004/san_juan/712/biogas_historia_usos_y_aplicaciones.htm
http://redalyc.uaemex.mx/pdf/416/41616204.pdf
http://www.bibliociencias.cu/gsdl/collect/revistas/index/assoc/HASH012a/47889d5e.dir/doc.pdf
http://octi.guanajuato.gob.mx/octigto/formularios/ideasConcyteg/Archivos/02052006_BIOGAS_B
IOMETANACION.pdf
http://www.scribd.com/doc/16567083/Microorganismos-Del-Proceso
http://www.unsa.edu.ar/matbib/micragri/micagricap5.pdf
-http://www.energreencol.com/ficheros_pdf/Esquema_Planta_Biogas%202008.pdf
http://www.inta.gov.ar/info/bioenergia/Manual%20para%20la%20producci%C3%B3n%20de%20b
iog%C3%A1s%20del%20IIR.pdf
http://www.youtube.com/watch?v=3UafRz3QeO8
http://www.energreencol.com/ficheros_pdf/Plata%20de%20%20Biogas%20Dossier%20inversores
.pdf