Propuesta de Evaluación Energética del Potencial de Producción y Aprovechamiento del Biogás Obtenido a Partir del Tratamiento Anaerobio de Aguas Residuales del Municipio de Puerto Boyacá, Boyacá
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Resumen en español
En la actualidad existe un interés cada vez mayor por aprovechar tecnologías no convencionales de generación de energía para hacer frente a los inconvenientes generados por los hidrocarburos, siendo el biogás una de las más atractivas por ser un producto secundario de otros procesos industriales, como el tratamiento de aguas residuales, lo que lo hace interesante por los beneficios socioambientales intrínsecos que implica su producción. El presente trabajo se enfoca en el análisis del potencial de producción de biogás y generación de energía a partir de este, para una planta de tratamiento de aguas residuales en el municipio de Puerto Boyacá, Colombia. La metodología de análisis fue por etapas, donde se comenzó con un levantamiento de la información básica de las características fisicoquímicas del agua residual en el municipio, y sus características demográficas y de consumo energético, necesaria para el análisis del potencial de producción de biogás (en escenarios de capacidad de tratamiento). Posteriormente se definió una metodología para la selección de tecnologías, útil para identificar las opciones más adecuadas según las características del proyecto. Además, se realizó un levantamiento económico de los costos de la implementación, según los distintos escenarios y tecnologías de conversión de energía consideradas. Los resultados revelaron un potencial de producción de biogás máximo de 426.905,717 m³/año, lo que podría traducirse en una generación de energía de entre 579,68 y 708,50 MWh/año, dependiendo de la tecnología de conversión de energía usada. Lo que en términos económicos implica una inversión de capital máxima de USD 5.106.390,92 y USD 5.235.822,89, según la tecnología implementada. Esto permite determinar que el biogás tiene un alto potencial de producción de energía, usando preferiblemente el motor de combustión interna (MCI) como tecnología de conversión por su mayor eficiencia a menor costo, aportando al beneficio económico, ambiental y social de la población del municipio.
Resumen en ingles
Currently there is a growing interest in harnessing unconventional energy generation technologies to address the inconveniences generated by hydrocarbons, with biogas production being one of the most attractive options due to it being a byproduct of other industrial processes, such as wastewater treatment, making it compelling due to the intrinsic socio-environmental associated with its production. This work focuses on the analysis of the potential for biogas production and energy generation from it, for a wastewater treatment plant in the municipality of Puerto Boyacá, Colombia. The analysis methodology proceeded in stages, starting with gathering basic information of the physicochemical characteristics of the wastewater from the municipality, as well as demographic and energy consumption characteristics, necessary for assessing the biogas production potential (at different treatment capacity scenarios). Subsequently, a methodology was defined for selecting technologies, useful to identify the most suitable options based on the project characteristics. Additionally, an economic assessment of the implementation costs was conducted, considering all the different scenarios and energy conversion technologies used. The results revealed a maximum biogas production potential of 426,905.717 𝑚³/𝑦𝑒𝑎𝑟, which could translate into energy generation ranging from 579.68 to 708.50 𝑀𝑊ℎ/𝑦𝑒𝑎r, depending on the energy conversion technology used. In economic terms, this implies a maximum capital investment of USD 5,106,390.92 to USD 5,235,822.89, depending on the energy generation technology implemented. This analysis determines that biogas has significant potential for energy generation, particularly using the internal combustion engine as the preferred conversion technology due to its higher efficiency at lower cost, thereby contributing to economic, environmental, and social benefits for the municipality's population.