Vol. 29 No. 2 (2016): Revista ION
Articles

Biogas potential of agro-industrial residues generated in the department of Cundinamarca

Karen Tatiana Montenegro Orozco
Universidad Santo Tomás (USTA)
Ana Sofía Rojas Carpio
Universidad Santo Tomás (USTA)
Iván Cabeza Rojas
Universidad Santo Tomás (USTA)
Mario Andrés Hernández Pardo
Universidad EAN

Published 2016-12-15

Keywords

  • Agro-Industrial Wastes,
  • Anaerobic Co-Digestion,
  • Biogas,
  • Biogas Potential,
  • Biomass.

How to Cite

Montenegro Orozco, K. T., Rojas Carpio, A. S., Cabeza Rojas, I., & Hernández Pardo, M. A. (2016). Biogas potential of agro-industrial residues generated in the department of Cundinamarca. Revista ION, 29(2). https://doi.org/10.18273/revion.v29n2-2016002

Abstract

The low level of technology in the farms of the Cundinamarca department, leads to a high rate of agro-industrial waste generation, making important the assessment of valorization alternatives. In this work, the biogas production potential of agro-industrial residues in the department of Cundinamarca was established through anaerobic digestion. The potential has been established from three methodological approaches, including the assessment of waste generation in each of the municipalities, calculation of potential by type of residual biomass in the department and identification of three regions with the greatest potential for biogas production. The estimation of the potential was supported in the collection, standardization and processing of the information available and cultivated areas of wastes generated in each sector and/or activity. Cundinamarca has an average potential of biogas of 1,117,567TJ/year calculated by the transformation of agro-industrial wastes through the anaerobic process. The greatest contribution to this value corresponds to those residues generated from crops of coffee, sugarcane, peas, potatoes and cattle and poultry manure activities. The regions that could host centralized systems were identified in the surroundings of the municipalities of Fómeque, Guachetá and Anapoima, which presented the greatest biogas potential and substrates generation. The potential associated to those regions was 89,651; 127,513; 58,541TJ/yearfor the region 1, region 2 and region 3, which are similar to those reported for biogas plants in various regions worldwide.

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References

[1] Gobernación de Cundinamarca. Estadísticas agropecuarias. Volumen 23. Secretaría de agricultura y desarrollo rural, editor. Cundinamarca: Gobernación de Cundinamarca; 2013. p. 3–525.

[2] Gobernación de Cundinamarca. Caracterización general de Cundinamarca. Cundinamarca; 2010 p. 3–337.

[3] Gobernación de Cundinamarca. Lineamientos de política de residuos sólidos para Cundinamarca. Cundinamarca; 2012 p. 1–9.

[4] Mata-Alvarez J, Dosta J, Romero-Güiza MS, Fonoll X, Peces M, Astals S. A critical review on anaerobic co-digestion achievements between 2010 and 2013. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2014;36:412-27.

[5] AINIA centro tecnológico. Co-digestión anaerobia. Valencia,España; 2008 p. 1–2.

[6] Agencia andaluza de la energía. Estudio básico del biogás. Andalucia, España; 2011 p. 3–166.

[7] Superintendencia de servicios. Disposición Final de Residuos Sólidos en Colombia 2013. Quinta edi. Bogotá; 2013. p. 1–61.

[8] Henao GJ. Aprovechamiento de los residuos orgánicos en Colombia. Universidad de Antioquía; 2008. p. 3–116.

[9] Metropolitana Valle de Aburra. Manual de Compostaje. primera ed. Asociación Colombiana de Ingeniería Ambiental y Sanitaria, editor. Valle de Aburra: Asociación Colombiana de Ingeniería Ambiental y Sanitaria; 2010. p. 82–8.

[10] Cervi RG, Esperancini MST, Bueno ODC. Viabilidad Económica de la Utilización de Biogás para la Conversión en Energía Eléctrica. Información tecnológica. 2011;22(4):3–14.

[11] Castillo EF, Cristancho DE, Arellano VA. Anaerobic digestion of urban solid waste. A study of operational conditions for anaerobic digestion of solid urban waste. Revista colombiana de Biotecnología. 2003;2:11–22.

[12] DANE. Encuesta agropecuaria. Bogotá, Colombia; 2013 p. 1–10.

[13] Ministerio de transporte. Sistema de información de costos eficientes para el transporte automotor de carga. 2015 p. 1–3.

[14] Mariscal G. Tratamiento Excretas Cerdos. FAO, Prod. Porc., pp. 1–9, 2007.

[15] Martinez C. Volumen de biodigestores. Cuba Sol., p. 1–5, 2006.

[16] Kumarappan S. Spatially and Temporally Optimal Biomass Procurement Contracting for Biorefineries. 2014;9:2069–89.

[17] Gobernación de Cundinamarca. Estadísticas agropecuarias. Estadísticas de Cundinamarca. Tercera ed. Colombia; 2013. p. 3–90.

[18] Li Y, Zhang R, Liu G, Chen C, He Y, Liu X. Comparison of methane production potential, biodegradability, and kinetics of different organic substrates. Bioresource technology. 2013;149:565–9.

[19] Qiao W, Yan X, Ye J, Sun Y, Wang W, Zhang Z. Evaluation of biogas production from different biomass wastes with/without hydrothermal pretreatment. Renewable Energy. 2011;36(12):3313-18.

[20] Parra B. Producción de metano a partir de la digestión anaerobia de biorresiduos de origen municipal. Universidad del Valle; 2014. p. 1–79.

[21] Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura. El manejo de los residuos de cultivos, de los cultivos de cobertura y de la rotación de cultivos. Valencia,España; 2008 p. 1–26.

[22] Krishania M, Kumar V, Vijay VK, Malik A. Analysis of different techniques used for improvement of biomethanation process: A review. Fuel. 2013;106:1–9.

[23] Rodriguez N, Zambrano D. Los subproductos del café: fuente de energía renovable. Avances Técnicos Cenicafé. 2010;3:1–8.

[24] Romero R, Mamani H. Obtención de biogás como fuente de energía renovable a partir de los subproductos del café. Revista Investigaciones Altoandinas. 2013;15(2):241–52.

[25] Casas E, Orrego E, Acevedo A, Giraldo S. Biomasa de residuos agricolas en el departamento de Antioquía. Segunda edi. Ramirez CA, editor. Medellín-Antioquía: Universidad Pontificia Bolivariana; 2010. p. 3–117.

[26] Dupri I. Estimación de los residuos agrícolas generados en la isla de Tenerife. Tenerife- España; 2006 p. 3–20.

[27] Martinez A. Diseño de un modelo semiempírico de co-digestión anaerobia. Universidad de Zaragoza; 2014. p. 1–41.

[28] Probiogas PSE. Manual de Estado del Arte de la Co-digestión Anaerobia de Residuos Ganaderos y Agroindustriales. Barcelona-España; 2009 p. 1–55.

[29] Song Z, Zhang C, Yang G, Feng Y, Ren G, Han X. Comparison of biogas development from households and medium and large-scale biogas plants in rural China. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2014;33:204–13.

[30] Subsecretaria de desarrollo rural. Utilización de estiércoles. Ciudad de México, México; 2010 p. 1–8.

[31] Herrero J, Alvarez R, Cespedes R, Rojas MR, Conde V, Aliaga L, et al. Cow, sheep and llama manure at psychrophilic anaerobic co-digestion with low cost tubular digesters in cold climate and high altitude. Bioresource Technology. 2015;181:238–46.

[32] iang Y, Heaven S, Banks CJ. Strategies for stable anaerobic digestion of vegetable waste. Renewable Energy. 2012;44:206-14.

[33] Garcia M, Gomez X. Anaerobic digestion of livestock wastes:vegetales residues co.substrate and digestate pot treatment. Universidad de Valladolid; 2010. p. 11–170.

[34] Mac S, Llabr P. Anaerobic digestion of organic solid wastes . An overview of research achievements and perspectives. Bioresource Technology. 2000;74(1):3-16.

[35] Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), Manual De Biogás, Santiago de Chile, 2011.

[36] Corredor Becerra OF. Evaluación del potencial energético de la biomasa residual proveniente de cultivos energéticos. Bucaramanga, Colombia: Universidad Industrial de Santander; 2008. p. 7.

[37] Agencia andaluza de la energía. Estudio básico del biogás. Sevilla, España: 2011.

[38] Cadavid L, Bolaños I. Aprovechamiento de residuos orgánicos para la producción de energía renovable en una ciudad colombiana. Energética. 2015;(46):23–8.

[39] Quintero M. Estudio preliminar para la producción de biogás a partir de la digestión anaerobia de mucílago de café. BUcaramanga, Colombia: Universidad Industrial de Santander; 2012. p. 1–59.

[40] Rodríguez Valencia N. Manejo de residuos en la agroindustria cafetera. Chinchina Caldas, Colombia; 2000. p. 1–10.

[41] Martinez Hernández CM, Oechsner H, Brulé M, Marañon Maison E. Estudio de algunas propiedades físico-mecánicas y químicas de residuos orgánicos a utilizar en la producción de biogás en Cuba. (Spanish). Stud. some Phys. Chem. Prop. Org. waste to use biogas Prod. Cuba. 2014;23(2):63–914.

[42] Pascual A, Ruiz B. Situación y potencial de generación de biogás. Primera ed. Instituto para la diversificación y ahorro de energía, editor. Madrid, España: Instituto para la diversificación y ahorro de energía; 2011. p. 1–104.

[43] Mang HP, Huba EM. Co-digestion : Some European Experiences Co-digestión : Algunas experiencias Europea. Alemania: Fördergesellschaft für nachhaltige Biogas- und Bioenergienutzung; 2011 p. 25–59.

[44] Igliński B, Buczkowski R, Cichosz M. Biogas production in Poland—Current state, potential and perspectives. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2015;50:686-95.

[45] Montenegro M. Biogás: una alternativa ecológica para la producción de energía. Biomass Bioenergy. 2012;7(85):881–94.

[46] Infantes P. Diseño y Construcción de un Biodigestor Industrial para tratamiento de residuos orgánicos. Arequipa, Perú; 2010 p. 3–55.

[47] Fuchsz M, Kohlheb N. Comparison of the environmental effects of manure- and crop-based agricultural biogas plants using life cycle analysis. Journal of Cleaner Production. 2015;86:60–6.

[48] Fantin V, Giuliano A, Manfredi M, Ottaviano G, Stefanova M, Masoni P. Environmental assessment of electricity generation from an Italian anaerobic digestion plant. Biomass and Bioenergy. 2015;83:422-35.

[49] Lindorfer H, Waltenberger R, Köllner K, Braun R, Kirchmayr R. New data on temperature optimum and temperature changes in energy crop digesters. Bioresource technology. 2008;99(15):7011–9.

[50] Franzluebbers AJ. Farming strategies to fuel bioenergy demands and facilitate essential soil services. Geoderma. 2015;259-260:251-8.

[51] Lisboa MS, Lansing S. Characterizing food waste substrates for co-digestion through biochemical methane potential (BMP) experiments. Waste management. 2013;33(12):2664–9.

[52] Larrahondo JE. Calidad de la Caña de Azúcar. In: Cenicaña, editor. Cultivo de caña. primera ed. Cali, Valle del Cauca; 2008. p. 337–55.

[53] Unidad minero energética. Guía para la implementación de sistemas para la producción de biogás. Bogotá, Colombia; 2003 p. 1–47.