Revista Científica de Educación Superior y Gobernanza Interuniversitaria Aula 24.  
Vol. 3, Núm. 6 (jul - dic 2022). ISSN: 2953-660X  
Potencial energético del biogás con fines de generación eléctrica.  
POTENCIAL ENERGÉTICO DEL BIOGÁS CON FINES DE GENERACIÓN  
ELÉCTRICA  
ENERGY POTENTIAL OF BIOGAS FOR POWER GENERATION PURPOSES  
Vergara-Chica Michael Jacinto  
Velásquez-Figueroa Carlos Alberto  
RESUMEN  
La creación y utilización del biogás de manera artificial se remonta a la segunda guerra árabe-  
israelí, a mediados de los años setenta del siglo XX, cuando el precio del petróleo subió  
ostensiblemente al ser utilizado como arma política, lo que hizo que se investigasen otras  
posibilidades de producir energía. Es entonces cuando se experimentó con reactores, los  
llamados de alta carga, capaces de retener los microorganismos anaerobios y de tratar las aguas  
residuales mediante este proceso. Los costos crecientes y la disponibilidad limitada de las  
fuentes minerales de energía, adicionados a la dificultad de su distribución en el medio rural y  
los altos costos de los fertilizantes químicos hacen necesario desarrollar métodos más eficientes  
y de bajo costo para el reciclaje de las excretas y la producción de combustible y fertilizante.  
Palabras claves: Biogás, Potencial energético, Generación eléctrica.  
ABSTRACT  
The creation and use of biogas in an artificial way dates back to the second Arab-Israeli war, in  
the mid-seventies of the 20th century, when the price of oil rose ostensibly when it was used as  
a political weapon, which led to the investigation of other possibilities to produce energy. It is then  
that experiments were carried out with so-called high-load reactors, capable of retaining  
anaerobic microorganisms and treating wastewater through this process. The growing costs and  
the limited availability of mineral energy sources, added to the difficulty of its distribution in rural  
areas and the high costs of chemical fertilizers make it necessary to develop more efficient  
methods and low cost for the recycling of excreta and the production of fuel and fertilizer.  
Keywords: Biogas, Energy potential, Electricity generation.  
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Fecha de recepción: 16 de marzo de 2022; Fecha de aceptación: 23 de mayo de 2022; Fecha de  
publicación: 08 de julio de 2022.  
Vergara-Chica & Velásquez-Figueroa. (2022)  
1. INTRODUCCIÓN  
La energía generada por los combustibles fósiles ha ocasionado efectos  
negativos a nivel medioambiental. La preservación y gestión del medio ambiente  
son dos criterios que se han figurado como objetivo prioritario a nivel mundial,  
cada año aumenta el consumo global de energía, lo que implica disminuir la  
dependencia de los combustibles de origen fósil, y desarrollar fuentes de energía  
alternativas que pueda ser elaborada de forma sostenible enfocándose en la  
generación de energía en conjunto con la eliminación de residuos, así como a  
las formas de uso de la energía.  
En la última década se ha buscado el uso de nuevas fuentes de energías  
renovables, el estado ecuatoriano ha trabajado con el fin de minimizar el uso de  
recursos no renovables en la producción de electricidad, de acuerdo con  
ARCONEL (2020), actualmente la fuente de energía no renovable representa un  
21,87% de la energía producida en Ecuador. A partir del 2016 el uso del biogás  
como fuente de energía se hizo presente en Ecuador aportando 1,76 MW al  
sistema nacional interconectado (SNI), para el 2018 el biogás aportaba 6,50 MW  
al SNI representando el 0,21% de las energías renovables (ARCONEL, 2020).  
El biogás se produce de distintas maneras y con una cantidad variada de materia  
prima, en este caso de estudio mediante las lagunas de oxidación de Manta se  
puede obtener este gas y a la vez que se reduce el impacto ambiental que  
pueden ocasionar las aguas residuales, el gas puede ser usado para alimentar  
a grupos electrógenos capaces de generar electricidad suficiente para alimentar  
a los equipos propios de las Planta de tratamiento de aguas residuales de Manta  
donde se encuentran las algunas de oxidación a cargas externas (Aspenteach,  
2015).  
Las primeras investigaciones en este campo comenzaron en Estados Unidos y  
a partir de los ochenta muchos países alentaron la utilización del gas proveniente  
de los rellenos sanitarios (Lawson, 1989).  
Con la creciente población y cambio climático que se han visto en los últimos  
años, la búsqueda de métodos alternativos para la producción de energía  
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Potencial energético del biogás con fines de generación eléctrica.  
eléctrica es mayor siendo la búsqueda de energía renovables el principal foco de  
interés.  
2. BIOENERGÍA EN ECUADOR  
Ecuador actualmente cuenta con un gran número de centrales con fuentes de  
energía renovables, de la que más destaca son las hidroeléctricas y en menor  
medida se encuentran las centrales de biomasa, eólica y biogás.  
Estas centrales renovables nos dan una potencia efectiva de 5.232 MW, las  
centrales de biomasa y biogás aportan una potencia de 136,4 MW y 6,50 MW  
respectivamente, dando un total de 142,9 MW de potencia generada del sector  
bioenergético.  
Según el “Atlas Bioenergético del Ecuador”, se tendría un recurso de biomasa en  
el país de 18,4 millones toneladas/año que incluye residuos agrícolas, pecuarios  
y forestales; con los cuales se tendría un potencial energético estimado de  
230.959 TJ/año, lo que equivaldría a 12.700 GWh/año. Como referencia, según  
la información del Atlas Bioenergético del Ecuador, si se aprovechara el 50% de  
los residuos, mayoritarios existentes en el país como: palma africana, banano y  
arroz, con un sistema asociado de almacenamiento; se estima un potencial  
teórico de aproximadamente 500 MW de generación firme durante todo el año  
(ATLAS, 2014).  
El estudio realizado por ATLAS muestra el potencial energético que tiene Manabí  
en bioenergía la cual se puede ver en la Figura 3, considerando los cinco  
principales residuos, como son, plátano, cacao, arroz, maíz duro, café.  
Manabí tiene un gran potencial de producción de energía respecto a la biomasa  
como vemos en la figura son 5302,96 TJ, contando los 5 principales recursos,  
sin contar otros que también aportarían a la energía de biomasa como las  
lagunas de tratamiento de las aguas residuales.  
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Vergara-Chica & Velásquez-Figueroa. (2022)  
3. PURIFICACIÓN O ACONDICIONAMIENTO DEL BIOGÁS  
Se sabe que el biogás puede contener algunas impurezas y elementos traza que  
deben ser removidas antes de su uso en la matriz energética (AMBIENTAL,  
2021).  
Las tecnologías tradicionales para la purificación de biogás están basadas  
fundamentalmente en el empleo de métodos físicos y químicos, los cuales,  
además de generar contaminantes secundarios, a menudo tienen un alto costo.  
Como una alternativa, la purificación de biogás mediante procesos biológicos  
utilizando microorganismos parece atractiva (ARCERNNR, 2021).  
El biogás se puede convertir en corriente a través de turbinas de gas de mediana  
y gran capacidad (20 MW y más) a una temperatura máxima de aprox. 1200 ° C.  
La tendencia es ir a temperaturas y presiones aún más altas, por lo que se puede  
aumentar la capacidad eléctrica y, por lo tanto, la eficiencia (Álvarez, 2003).  
Las turbinas de gas se caracterizan por valores de emisión muy bajos. Cuando  
se alimenta biogás descontaminado, el valor de NO x en el gas de escape es  
aprox. 25 ppm. El contenido de CO se puede reducir considerablemente  
mediante un catalizador aguas abajo.  
Actualmente se sitúan entre 28 y 200 kW. Están dotadas de generadores de alta  
velocidad de imán permanente que pueden girar a la misma velocidad que la  
turbina de gas, con lo que pueden acoplarse directamente sin necesidad de  
disponer de un sistema de caja de cambios (Balears, 2006).  
Las microturbinas de gas se caracterizan por un solo eje en el que se fijan el  
compresor, la turbina y el generador. La turbina impulsa el compresor, que  
comprime el aire de combustión y al mismo tiempo el generador. De esta forma  
se evitan las fuerzas radiales sobre los cojinetes y el eje, lo que permite un diseño  
sencillo; por ejemplo, los cojinetes pueden ser "lubricados con gas" debido a la  
baja carga (Adams, 2018).  
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Potencial energético del biogás con fines de generación eléctrica.  
4. BENEFICIOS AMBIENTALES DE LA BIODIGESTIÓN ANAERÓBICA  
Las aguas residuales típicas contienen restos de residuos domiciliarios y  
comerciales que incluyen pinturas, solventes, pesticidas, artículos de limpieza,  
etc., los cuales, a su vez, contienen numerosos compuestos orgánicos. Durante  
el proceso de descomposición anaeróbica de las aguas residuales, se genera  
mezcla gaseosa cuya composición primaria está constituida por metano y  
dióxido de carbono, cantidades pequeñas de nitrógeno, oxígeno, e hidrógeno,  
sulfuro de hidrógeno, menos del 1 % de compuestos orgánicos no metánicos  
(NMOCs) como cloruro de vinilo, benceno, tolueno, tricloroetano, metilo  
mercaptano y etilo mercaptano, y trazas de compuestos inorgánicos  
(Environmental, 2008). En el caso de la degradación anaeróbica, se generan  
productos del metabolismo con alto poder energético (por ejemplo, alcoholes,  
ácidos orgánicos y metano), los cuales sirven como nutrientes de otros  
organismos (alcoholes, ácidos orgánicos), o bien son utilizados con fines  
energéticos por la sociedad (biogás).  
Como ya se ha mencionado el biogás generado por los biodigestores  
anaeróbicos contienen fundamentalmente metano y dióxido de carbono, ambos  
gases de efecto invernadero que contribuyen al calentamiento global. El  
potencial de calentamiento global del metano es aproximadamente 21 veces  
superior al del dióxido de carbono. Por lo tanto, la recolección eficiente y la  
combustión del biogás son procesos que contribuyen a la protección global de la  
atmósfera y al ambiente (Fernandes, 2009).  
5. CONCLUSIONES  
Mediante la utilización del biogás, es posible lograr generar energía capaz de  
alimentar a los equipos eléctricos mencionados en el presente trabajo,  
considerando el aspecto económico, este tipo de proyectos tienen tiempos de  
recuperación de inversión largos, el tiempo de recuperación de la inversión es  
de 6 años, 2 meses y 15 días, interpretándose como un tiempo de recuperación  
del capital largo, a corto plazo no se justificaría la inversión realizada.  
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Vergara-Chica & Velásquez-Figueroa. (2022)  
Se debe recalcar que, para este tipo de proyectos, basados en la producción de  
metano mediante digestión anaeróbica, se recomienda realizar periódicamente  
análisis física-químico del agua, así como el estado de las condiciones físicas de  
las lagunas, esto para evitar alteraciones en la composición del gas que  
posteriormente será adecuado y usado como combustible en el motor de  
combustión interna del grupo electrógeno.  
Se recomienda realizar una revisión periódica al grupo electrógeno, que  
comprenda el estado del aceite, su sistema de refrigeración, estado de los  
sensores, panel de control, para obtener siempre el mayor rendimiento del  
equipo debido a que generalmente la falta de mantenimiento afecta el óptimo  
funcionamiento del grupo electrógeno, problemas como el aceite ocasionarían  
alteraciones en la combustión del metano, lo que daría como resultado una  
menor eficiencia, así como la reducción en la vida útil del equipo.  
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file:///C:/Users/MAIQUEL/Downloads/Jump_Start_Aspen_Plus_Jan2015.  
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