Influencia de variables cinéticas en la producción de biogás evaluada con un modelo matemático simplificado

• Ortiz J, Erick A. ^[1] ; González P., Yeraldin L. ^[1] ; Ramírez, Marian ^[1] ; Deago, Euclides ^[1]
  1. [1] Universidad Tecnológica de Panamá

     Universidad Tecnológica de Panamá

     Panamá

     
• Localización: Revista de I+D Tecnológico, ISSN-e 2219-6714, ISSN 1680-8894, Vol. 20, Nº. 2, 2024 (Ejemplar dedicado a: Revista de I+D Tecnológico)
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Influence of kinetic variables on biogas production evaluated with a simplified mathematical model
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  • español

    Actualmente la sociedad en general depende fuertemente de energías que son limitadas, debido a esto, se busca generar energías sostenibles y una de estas es la producción de biogás a través de la digestión anaeróbica, en donde las bacterias degradan la materia orgánica. Este proceso ha mostrado grandes avances, no obstante, es necesario seguir estudiando el comportamiento de las bacterias ante la gran variabilidad del entorno a las que se encuentren expuestas. El objetivo de esta investigación es evaluar la influencia de las variables de crecimiento y consumo de los microrganismos cuando se utiliza lodo residual de la planta de tratamiento de Juan Diaz, que abastece a la ciudad de Panamá. Se llevó a cabo un ensayo experimental de digestión anaeróbica con un periodo de 15 días, con el fin de conocer la producción de biogás, y consecutivamente a esto se utilizó un modelo basado en ecuaciones diferenciales que describen el proceso para entender de qué forma reaccionaban los microorganismos ante las condiciones impuestas. El modelo utilizado empleo parámetros iniciales extraídos de literaturas y posteriormente fue calibrado a las condiciones reales en donde se pudo evidenciar que la influencia de la temperatura, repercute fuertemente en el incremento de la velocidad con que los microorganismos degradan la materia y el factor de conversión a biogás, pese a esto, es de suma importancia conocer el sustrato que se estará utilizando, monitorear constantemente y estudiar de forma continua como reducir el efecto de las inhibiciones que pueden complicar el desarrollo del proceso.

  • English

    Currently, society in general depends heavily on energy that is limited, due to this, the generation of sustainable energy is being sought and one of these is the production of biogas through anaerobic digestion (AD), where bacteria degrade organic matter. This process has shown great advances; however, it is necessary to continue studying the behaviour of bacteria in the face of the great variability of the environment to which they are exposed. To evaluate the kinetics of growth and consumption of microorganisms when using residual sludge from the Juan Diaz WWTP, which supplies the city of Panama, an experimental DA test was carried out for a period of 15 days, in order to know the biogas production, and consequently, a model based on differential equations describing the process was used to understand how the microorganisms reacted to the imposed conditions. The model used employed initial parameters extracted from literature and was later calibrated to real conditions where it was possible to demonstrate that the influence of temperature, for example, has a strong impact on the increase in the speed with which the microorganisms degrade the material and the conversion factor to biogas, despite this, it is extremely important to know the substrate that will be used, constantly monitor and study continuously how to reduce the effect of inhibitions that can complicate the development of the process.