Diseño conceptual del aprovechamiento energético del biogás

Abstract

El biogás, producto de la digestión anaerobia de materia orgánica, representa una alternativa viable y sostenible para la generación de energía renovable, así como para la reducción de emisiones contaminantes. El objetivo principal de este trabajo de grado es evaluar la viabilidad técnica de generación de energía eléctrica a partir del biogás producido en un digestor tubular instalado en una granja porcícola del municipio de Floresta, Boyacá. Este estudio, parte del reconocimiento de diversas tecnologías de conversión energética disponibles en el mercado para realizar dicho aprovechamiento, tales como, motores de combustión interna, microturbinas, motores Stirling, entre otras. Tras un análisis técnico de las opciones, se selecciona el motor Stirling tipo gamma debido a su capacidad de aprovechar la energía térmica del biogás, aun cuando los flujos del mismo son muy bajos. Posteriormente, se caracterizan las propiedades del biogás proveniente de la granja, considerando variables como el contenido de metano y las condiciones operativas del digestor. A continuación, se realiza la simulación del proceso de conversión de energía térmica a energía mecánica utilizando el software Matlab Simulink, que permite modelar un motor Stirling tipo gamma utilizando componentes y dominios Simscape específicos para gas, fuentes térmicas y partes mecánicas. Los resultados obtenidos permiten establecer lineamientos claves para el desarrollo de proyectos de aprovechamiento energético del biogás, destacando su potencial para contribuir a la diversificación energética, la gestión de residuos y el desarrollo sostenible.