Modelamiento computacional de la producción de energía renovable a partir del biogás mediante la codigestión anaeróbica de la mezcla de residuos cítricos y estiércol bovino

Abstract

Rev.esc.adm.neg En esta investigación se llevó a cabo la simulación computacional del proceso de digestión anaeróbica de la mezcla homogeneizada de estiércol bovino y residuos cítricos, con el fin de evaluar la viabilidad de la generación de energía renovable a partir de la codigestión de estos residuos. Tomando como base los resultados obtenidos previamente mediante el desarrollo de la etapa experimental, en la cual se realizaron mediciones periódicas de las variables de control del proceso de biodegradabilidad anaeróbica tales como pH, alcalinidad, demanda química de oxígeno (total y soluble), entre otras, se establecieron los parámetros de desempeño del proceso y se determinaron los valores de comparación entre los resultados experimentales y los resultados computacionales. Adicionalmente, se realizó la simulación del proceso de digestión anaeróbica bajo condi-ciones similares a las establecidas previamente en otra investigación a partir de ensayos experimentales, mediante la implementación del modelo ADM-1. Con base en los resultados obtenidos a través de las mediciones experimentales y las simulaciones, se evaluó la precisión del modelo respecto a los valores de las mediciones experimentales. Finalmente, se implementó un modelo simplificado para la evaluación de la energía producida por una instalación a escala piloto, que realiza el tratamiento anaeróbico del residuo orgánico bajo estudio. El modelo mostró que inicialmente existe un déficit energético para que el proceso ocurra, sin embargo, una vez la producción de biogás inicia el proceso se hace autosustentable y el sistema entrega una cantidad creciente de energía disponible.

Rev.esc.adm.neg In this research a computational simulation of the process of anaerobic digestion was carried out, using a homogenous mixture of bovine manure and citric residuals to assess the viability of renewable energy generation from the co- digestion of these residuals. In accordance with the former outcomes, an experimental stage was carried out in which periodic measurements of the control variables of anaerobic biodegradability were taken such as pH, alkalinity, oxygen chemical demand (total and soluble), among others. Also, process performance parameters were established and comparative values between experimental outcomes and computational results were determined. Additionally, a simulation of the anaerobic digestion process was carried out under similar conditions formerly established in a previous research through different experiments using the ADM-1 model. Based on the expected outcomes and as a result of experiments and simulations, the model precision was evaluated taking into account the values obtained from experimental measurements. Finally, a simplified model was implemented to evaluate energy production by a pilot- scale installation which performs the anaerobic treatment of organic residuals under observation. This model showed that there was an energetic deficit at the beginning; however, once the biogas production started the process, it became auto- sustainable and the system provided an increasing amount of available energy.