VargasRiosCristianCamiloPulidoGuerreroCristianAndres2021

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DISEÑO DE UN BIODIGESTOR TIPO MANGA PARA GRANJA UBICADA EN LA 
ZONA RURAL DE USME 
 
 
 
 
 
CRISTIAN ANDRES PULIDO GUERRERO 
CRISTIAN CAMILO VARGAS RIOS 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS 
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES 
TECNOLOGIA EN GESTION AMBIENTAL Y SERVICIOS PÚBLICOS 
BOGOTA D.C 
2021 
2 
 
DISEÑO DE UN BIODIGESTOR TIPO MANGA PARA GRANJA UBICADA EN LA 
ZONA RURAL DE USME 
 
 
CRISTIAN ANDRES PULIDO GUERRERO 
COD.20162081007 
CRISTIAN CAMILO VARGAS RIOS 
COD.20162081004 
 
 
TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TITULO DE: TECNOLOGO EN GESTION 
AMBIENTAL Y SERVICIOS PÚBLICOS 
 
 
DIRIGIDO POR: RAFAEL EDUARDO LADINO PERALTA 
INGENIERO MECÁNICO 
 
 
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS 
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES 
TECNOLOGIA EN GESTION AMBIENTAL Y SERVICIOS PÚBLICOS 
BOGOTA D.C 
2021 
3 
 
Nota de aceptación 
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Firma del docente evaluador 
 
 
_________________________ 
Firma del docente evaluador 
 
 
 
 
 
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AGRADECIMIENTOS. 
 
Agradezco a mis padres por su apoyo y sacrificio, a nuestro tutor Eduardo Ladino y a la 
Universidad Distrital Francisco José de Caldas por brindarme el conocimiento necesario 
durante mi formación académica, a la señora Maribel Guerrero y a las demás personas que 
contribuyeron en el desarrollo de nuestro trabajo de grado. 
Cristian Andrés Pulido Guerrero 
 
 
 
Agradezco a mi madre por su confianza, apoyo incondicional, y motivación incansable. 
Agradezco a los docentes de la universidad, por guiarme y brindarme sus conocimientos, 
Agradezco a nuestro tutor Eduardo ladino, por su apoyo y asesoría. Y agradezco a la señora 
Maribel Guerrero, dueña de la granja, por brindarnos la oportunidad y por su contribución 
para el desarrollo de este proyecto. 
Cristian Camilo Vargas Ríos. 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
Resumen 
La carencia de un servicio público gas integral en las zonas rurales no interconectadas de la 
ruralidad de la localidad de Usme de la ciudad de Bogotá, ha empujado a su comunidad a hacer 
uso de fuentes de energía poco convencionales, como gas licuado del petróleo y los recursos 
forestales a su alcance, lo que ha contribuido al deterioro de su medio ambiente, y ha repercutido 
económicamente dado los altos costos en proporción a su capacidad económica. Esta situación se 
ve reflejada en la granja de Mary de la vereda los soches de esta zona, lugar con potencial 
energético suficiente para desarrollar la alternativa de solución que representan las energías 
renovables, específicamente para el caso de gas, los biodigestores, concretamente el modelo 
manga o tubular, que se presenta como el más apropiado para esta situación, dado su bajo costo y 
la simplicidad de su tecnología. Por ello el presente proyecto tiene como objetivo principal 
diseñar un biodigestor de este tipo, lográndolo a través de la recopilación de información 
primaria y secundaria, la determinación de la demanda de gas y el potencial de generación de 
biogás de la granja, el diseño del biodigestor, su zanja y su red de conducción; la puntualización 
de sus requisitos constructivos y operativos, y el análisis costo-beneficio de la hipotética 
implementación del biodigestor. Se concluye que el diseño del biodigestor fue exitoso, ya que 
este: produce biogás más que suficiente para suplir la demanda de la granja y el potencial 
energético de la misma hacer proveer su producción será aún mayor, su costo de inversión no 
supera al SMMLV actual, y su periodo de recuperación se dará a mediano plazo y generará 
ingresos para la granja culminado este periodo. 
 
Palabras Clave: Diseño, Biodigestor tipo manga, generación de biogás, fuentes de energía 
convencionales, zona rural de Usme. 
6 
 
Abstract. 
The lack of a comprehensive gas public service in the non-interconnected rural areas of the town 
of Usme in the city of Bogotá, has pushed its community to make use of little-conventional 
energy sources, such as liquefied petroleum gas and forest resources to its scope, which has 
contributed to the deterioration of its environment, and has had an economic negative impact due 
to the high costs in proportion to its economic capacity. This situation is reflected in the farm of 
Mary of the village los Soches in this area, a place with sufficient energy potential to develop the 
alternative solution represented by renewable energies, specifically in the case of gas, 
biodigesters, specifically the sleeve or tubular model, which is presented as the most appropriate 
for this situation, due to its low cost and the simplicity of its technology. Therefore, the main 
objective of the present project is to design a biodigester of this type, achieving it through the 
collection of primary and secondary information, the determination of gas demand and the 
biogas generation potential of the farm, the design of the biodigester, its ditch and its conduction 
network; the specification of its construction and operational requirements, and the cost-benefit 
analysis of the hypothetical implementation of the biodigester. It is concluded that the design of 
the biodigester was successful, since it: produces more than enough biogas to make up for the 
demand of the farm, and the energy potential of it make to foresee its production will be even 
higher; its investment cost does not exceed the current SMMLV, and its recovery period will be 
in the medium term and will generate income for the farm after this period. 
 
Key words: Design, Biodigester type tubular, generation of biogas, conventional energy sources, 
rural area of Usme. 
 
7 
 
 
Tabla de Contenido 
INTRODUCCIÓN 12 
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 13 
OBJETIVOS 14 
Objetivo General 14 
Objetivos Específicos 14 
JUSTIFICACIÓN 14 
MARCO REFERENCIAL. 15 
Antecedentes 15 
Internacionales 15 
Nacionales 17 
Marco Conceptual 18 
Biomasa 18 
Biomasa residual húmeda 18 
Características del estiércol 19 
Los sólidos totales en el estiércol y la carga diaria 20 
Estiércol producido y estiércol disponible 22 
8 
 
Digestión anaerobia 24 
Etapas de la digestión anaerobia 24 
Hidrólisis o fermentativa 24 
Acidogénesis 25 
Acetogénesis 25 
Metanogénesis 25 
Temperatura y tiempo de retención 26 
pH óptimo 26 
Biodigestor 27 
Biodigestor familiar tipo manga 27 
Biogás. 28 
Marco Legal 29 
Marco Geográfico 30 
PROCESO METODOLÓGICO. 32 
Fase 1. Diseño del biodigestor. 33 
Determinación de la biomasa y el biogás producido. 33 
Identificación de las características de las fuentes generadoras de biomasa. 33 
Estimación de la biomasa disponible 34 
Determinación de la Temperatura de trabajo y el tiempo de retención. 35 
Estimación del biogás producido 36 
9 
 
Demanda de biogás en la granja de Mary 36 
Carga Diaria 37 
Volumen del biodigestor 37 
Dimensionamiento del biodigestor 38 
Fase 2. Desarrollo de guía para la implementación, operación y mantenimiento del biodigestor 41 
Fase 3. Determinación del periodo de tiempo de recuperación de la inversión y análisis costo beneficio 43 
Costo total del proyecto y costos invertidos en GLP 43 
Análisis costo-beneficio 44 
RESULTADOS. 45 
Identificación de las características de las fuentes generadoras de biomasa 45 
Estimación de la biomasa producida 46 
Determinación de la temperatura de trabajo y tiempo de retención 47 
Estimación del biogás producido 48 
Demanda de biogás en la granja de Mary. 48 
Carga Diaria 49 
Volumen Biodigestor 50 
 Volumen líquido del biodigestor (VL). 50 
Volumen gaseoso (Vg). 50 
Dimensionamiento delbiodigestor. 50 
Resumen de la fase de diseño 51 
10 
 
 Desarrollo de guía para la implementación, operación y mantenimiento del biodigestor. 52 
 Determinación del periodo de tiempo de recuperación de la inversión y análisis costo beneficio 52 
Costos del proyecto 52 
Análisis costo-beneficio 53 
CONCLUSIONES. 56 
RECOMENDACIONES. 57 
BIBLIOGRAFÍA. 58 
 
 
Índice de tablas 
Tabla 1. Características y composición excretas de animales ......................................... 19 
Tabla 2. Sólidos totales de excretas animales. ................................................................ 21 
Tabla 3. Relación estiércol-agua para la creación de la carga diaria. ............................... 22 
Tabla 4. Producción de estiércol por cada 100kg de peso vivo según especie ................. 23 
Tabla 5. Fórmulas para el cálculo del estiércol disponible .............................................. 24 
Tabla 6. Características generales del biogás .................................................................. 28 
Tabla 7. Comparación del biogás con otros gases combustibles ..................................... 29 
Tabla 8. Especificaciones de calidad del biogás para redes aisladas ............................... 30 
Tabla 9. Producción de biogás según temperatura y tiempo de retención........................ 35 
Tabla 10. Consumos típicos de biogás para diferentes gasodomésticos .......................... 36 
Tabla 11. Longitudes mínimas, máxima y óptima de biodigestores según circunferencia ..... 40 
11 
 
Tabla 12. Parámetros de dimensión de zanjas de biodigestores tubulares. ............................. 40 
Tabla 13. Referencia de tabla de dimensionado de biodigestores tubulares ........................... 41 
Tabla 14. Características de bovino por edad .......................................................................... 45 
Tabla 15. Dimensiones de la zanja según relación óptima ...................................................... 51 
Tabla 16. Análisis del periodo de recuperación ...................................................................... 54 
 
 
Índice de ilustraciones 
Ilustración 1. Ubicación de la granja de Mary con respecto a Bogotá y Usme ................ 31 
Ilustración 2. Parámetros de medidas en bovinos ........................................................... 34 
Ilustración 3. Partes de una zanja trapezoidal ................................................................. 39 
Ilustración 4. Periodo de recuperación o payback ........................................................... 55 
 
Índice de fotografías. 
Fotografía 1. Huertas de la Granja de Mary 32 
Fotografía 2. Ganado bovino de la granja de Mary 46 
Fotografía 3. Cocina domestica de la granja de Mary 49 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
Introducción 
 
El biodigestor es una tecnología para la producción del gas combustible conocido como 
biogás, por medio de dar aprovechamiento a una fuente no convencional de energía, como la 
biomasa, y generar energía de manera sostenible, a través del proceso de descomposición de 
dicha materia orgánica. Desde las últimas décadas, este mecanismo se ha utilizado en diversos 
países para la producción de energía de manera independiente, ya sea en entidades cuyas 
actividades se relacionan a un alto nivel de producción de biomasa residual, como la depuración 
de aguas residuales o las actividades agropecuarias (con el estiércol y los desechos vegetales; y 
de tal forma fomentar la integración de este tipo de fuentes energéticas en el sistema energético 
de estos territorios. Colombia no ha sido la excepción en este campo, ya que con la promulgación 
de la ley 1715 de 2014 se reglamentó y se pretendió fomentar el uso de este y otros tipos de 
energía renovable en el país, sin embargo, ha sido poco el impacto que se ha tenido; lo que ha 
permitido que un fenómeno contemplado en dicha normativa, como es el difícil acceso a los 
servicios públicos y sus efectos en las zonas no interconectadas, principalmente rurales, 
continúe. 
Es esto lo que ha motivado la realización del presente proyecto, ya que la zona rural de 
Usme, en la ciudad de Bogotá, presenta esta situación que se ejemplifica en la granja de Mary de 
la vereda los soches de dicha localidad; en donde a falta de un servicio de gas domiciliario han 
tenido que recurrir a gas licuado del petróleo-GLP y madera para suplir sus necesidades, esto 
repercutiendo negativamente a nivel económico para ellos, y a nivel ambiental para su territorio. 
Es por ello que a fin de proponer una solución, se planteó el diseño de un biodigestor familiar de 
bajo costo o tipo manga, cuyo desarrollo metodológico comprende una recopilación de 
13 
 
información primaria y secundaria, y fases como: la determinación de la demanda de gas y el 
potencial de generación de biogás de la granja, el diseño del biodigestor y sus mecanismos de 
operación complementarios, y el análisis costo-beneficio de la implementación del biodigestor, 
procedimientos contemplados y profundizados en los objetivos secundarios y la estructura del 
presente documento. 
 
Planteamiento del Problema 
La carencia de un servicio público de gas económico, de fácil acceso y ambientalmente 
sostenible en las zonas no interconectadas de la ruralidad de la localidad de Usme, ha obligado a 
sus habitantes a suplir aquella necesidad con métodos poco convencionales, principalmente el 
uso de leña extraída de los recursos forestales a su alcance, o el uso del Gas licuado del petróleo-
GLP, tal como señalan Sierra Vargas, Mejía B, & Guerrero F (2011), que mencionan que: 
 
el 58% de las familias de la zona rural de Usme utilizan leña y gas propano o gas natural, 
11% solamente gas propano, (…), 17% utiliza solo leña, el 6% usa leña y gas natural, 1% carbón 
y el 7% gas natural. (p. 36) 
 
Estas alternativas adoptadas por esta comunidad han contribuido al deterioro medio 
ambiental de este territorio, además representar un alto costo para la mayoría de sus habitantes 
teniendo en cuenta la capacidad económica que predomina en la zona, entre otras problemáticas, 
como la accesibilidad a estas fuentes. Esta situación es completamente visible en la granja de 
14 
 
Mary ubicada en la vereda los Soches, ente a quien va destinada la aplicación del proyecto 
planteado en el presente trabajo. 
 
Objetivos 
Objetivo General 
Diseñar un biodigestor tipo manga para la granja de Mary, ubicada en la localidad de 
Usme. 
Objetivos Específicos 
-Establecer la cantidad de biogás producido por la materia orgánica generada por el 
ganado perteneciente a la granja de Mary y la demanda de este gas en dicho lugar. 
-Calcular las dimensiones del biodigestor tipo manga a diseñar y sus requerimientos 
constructivos y operativos. 
-Determinar la relación costo beneficio que tendría la implementación del biodigestor 
diseñado para la granja de Mary. 
 Justificación 
 
En parte de las zonas rurales de la localidad de Usme y generalmente en la ruralidad del 
territorio nacional existe un difícil acceso a los servicios públicos domiciliarios, por lo que las 
poblaciones rurales tienen que recurrir a métodos poco convencionales para atender sus 
necesidades, como en el caso del servicio de gas, donde los habitantes de estas zonas recurren a 
la explotación de los recursos forestales de los que dispone su territorio, así como el uso de 
combustibles (GLP, carbón, gasolina, entre otros); usados para realizar la cocción de sus 
15 
 
alimentos y el desarrollo de sus actividades, generando así afectaciones al medio ambiente y 
altos costos en proporción a su capacidad económica; Tal como es el caso de la granja de Mary, 
ubicada en la vereda los Soches de dicha localidad.Como método para compensar dicha 
dificultad de acceso a este servicio, así como para aliviar aquella presión económica y medio 
ambiental, las energías renovables se plantearon como una alternativa de solución. Es por ello 
que el presente proyecto plantea, el diseño de un biodigestor tipo manga para este lugar; dado su 
accesibilidad a nivel económico y tecnológico. 
Marco Referencial. 
Antecedentes 
 
 
Internacionales 
 
En el campo del aprovechamiento de la biomasa por medio de biodigestores, existen 
diversos referentes a nivel internacional. Entre ellos el más destacado es la división de las 
naciones unidas enfatizada en la erradicación del hambre mundial, la FAO. 
En el contexto latinoamericano esta organización, ha desarrollado dos proyectos de 
renombre: el primero, llamado “Manual de biogás”, desarrollado en el año 2011 en conjunto con 
el programa para el desarrollo de la ONU, la fundación mundial para el medio ambiente y el 
ministerio de energía del gobierno de chile. En este documento, se enfatiza la producción de 
biogás a través de la digestión anaerobia de la biomasa dentro de un biodigestor; ahondando 
principalmente en temas como los fundamentos y factores determinantes del proceso anaerobio, 
los tipos de biodigestores, sus variantes más comunes en zonas rurales, y su estructura y proceso 
funcionamiento. El segundo trabajo, de nombre “ Guía teórica-practica sobre biogás y 
16 
 
biodigestores” del año 2019, trata los principios y etapas de la biodigestión anaerobia, y los tipos 
de biodigestores; se habla también sobre las generalidades del biogás, los lodos y formas para 
gestionar su aprovechamiento; y por último se mencionan las consideraciones básicas del 
proceso de diseño (prefactibilidad, actividades de mantenimiento/operación, materiales, etc) y el 
método para el dimensionamiento de biodigestores. 
Con respecto a estudios que se han desarrollado haciendo alusión al diseño de 
biodigestores de tipo tubular, el principal referente a nivel latinoamericano es el doctor en 
ciencias físicas, Jaime Martí Herrero. Este ecuatoriano ha desarrollado dos guías para el diseño, 
construcción e instalación de dicha clase de biodigestores; orientándolas a las necesidades y 
peculiaridades sociales, económicas y geográficas de los países andinos. La primera guía fue 
publicada e implementada en Bolivia en el año 2008, específicamente en la región de Palca del 
departamento de la Paz. Recientemente, en el año 2019, Herrero publicó otra guía actualizada, 
corrigiendo y perfeccionando la guía anterior. 
 
En ambas guías, su contenido inicial se enfoca en dar una introducción a los conceptos 
básicos de la digestión anaerobia, y al concepto de los biodigestores de bajo costo, o hechos con 
polietileno tubular. A partir de ahí se empiezan a desglosar los dos aspectos básicos, que de 
acuerdo a este autor, son fundamentales para el diseño de este tipo de biodigestores, la 
determinación de su volumen total y su proceso de dimensionamiento. 
 
 Para el primer apartado, se inicia dando la definición y forma de hallar los diferentes 
factores necesarios que han de usarse en las fórmulas de cálculo del volumen total y sus 
divisiones (el volumen líquido y gaseoso). En el segundo tema, el dimensionamiento, se explica 
17 
 
el cómo usar los valores de volumen del biodigestor en conjunto con las medidas del polietileno 
tubular disponible en el mercado, para hallar las dimensiones de la zanja donde ha de instalarse 
el biodigestor, ya que esta cámara es la que establecerá el tamaño adecuado de este último. 
Por último, en ambas guías también se incluye un apartado donde se nombran y explican 
los pasos para la construcción, instalación y puesta en marcha del biodigestor. 
 
Nacionales 
En el ámbito nacional, en proyectos referentes al aprovechamiento de estiércol para la 
producción de gas, se encuentra la “Guía de biogás para el sector porcícola de Colombia” del año 
2020, producida en conjunto por el ministerio de medio ambiente y desarrollo sostenible y el 
Fondo nacional de la porcicultura-Porkcolombia. Aquí, a su inicio, se contextualiza la 
producción de biogás a nivel internacional y nacional, y se profundiza en temas como los 
obstáculos y expectativas a futuro de los sistemas de digestión anaerobia. A continuación, en el 
cuerpo del documento, se procede a hablar sobre el biogás: definición, usos, aspectos relevantes 
para su producción, acondicionamiento para su aprovechamiento y ventajas y desventajas; y de 
los sistemas de digestión anaerobia: tipos de biodigestores, evaluación económica, y los 
incentivos por la implementación de fuentes de energía no convencionales en el país. 
 
18 
 
Marco Conceptual 
Biomasa 
Según la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, citado a 
su vez por (Arrieta, 2016) la biomasa se define como: “Material orgánico no fosilizado y 
biodegradable originario de plantas, animales y microorganismos”. 
 
La biomasa se puede clasificar de acuerdo a varios aspectos. De acuerdo al modo de 
obtención se clasifica en: biomasa primaria, obtenida de un ambiente natural; y biomasa 
secundaria, generada como subproducto de una actividad antrópica. Por otra parte, también se 
tiene el término biomasa terciaria, el cual hace referencia a un producto procesado previo a su 
aprovechamiento energético. La biomasa también se puede clasificar de acuerdo a la manera en 
que se realiza su aprovechamiento; en biomasa sólida, biomasa residual húmeda y 
biocarburantes, o de acuerdo al sector de actividad humana del que proviene en biomasa 
agrícola, forestal e industrial (Nogués. F, García-Galindo. D & Rezeau, A, 2010). 
Biomasa residual húmeda 
Esta clase se caracteriza por su alta humedad, y su fácil degradación por medio de 
procesos bioquímicos. Esta clase de biomasa son generalmente líquidos, pero también pueden ser 
sólidos o semisólidos. Principalmente se presentan como residuos orgánicos de actividad 
ganadera, como purines; o residuos urbanos, como desechos orgánicos domiciliarios (residuos de 
cocina, etc.), o aguas residuales tanto domiciliarias, como de actividades alimentarias, agrícolas e 
incluso ganaderas (Nogués. F et al., 2010). 
19 
 
Características del estiércol 
 De acuerdo a Ministerio de ambiente y desarrollo sostenible-MADS & Fundación 
nacional de la porcicultura- Porkcolombia (2020): “El tipo de materia orgánica o sustrato a 
utilizar se relaciona no sólo con la cantidad de metano que se obtendrá al final del proceso de 
biodigestión, sino con la calidad del biogás que se produce” (p 27-29). Es así que, la 
constitución de la biomasa usada para la generación de biogás, puede tanto facilitar, retrasar e 
incluso inhibir el proceso de degradación llevado a cabo por las bacterias, es por eso 
recomendable emplear sustratos con un moderado nivel de grasas, proteínas y azúcares, ya que 
facilitan el proceso de descomposición (ver tabla 1); al contrario de elementos difíciles de digerir 
como lignina y celulosa (MADS & Fundación nacional de la porcicultura- Porkcolombia, 2020). 
 
Tabla 1. Características y composición excretas de animales 
Residuos 
animales 
Lípidos 
(%) 
Proteína
s (%) 
Celulosa 
Hemicelulosa 
(%) 
Lignina 
(%) 
Ceniza 
(%) 
Carbon
o 
(%) 
Nitrógen
o 
(%) 
C/N 
Bovinos 3,23 9,05 32,49 35,47 19,66 30 1,30 25:1 
Equinos 2,70 5,00 40,50 35,00 17,80 40 0,8 50:1 
Porcinos 11,50 10,95 32,39 21,49 23,67 25 1.50 13:1 
Ovinos 6,30 3,75 32,00 32,00 25,95 35 1 35:1 
Caprinos 2,90 4,70 34,00 33,00 26,40 40 1 40:1 
Gallinas 2,84 9,56 50,55 19,82 17,23 35 1,50 23:1 
Fuente: Gobierno de Chile Ministerio de Energía, Programa de las Naciones Unidas para el 
desarrollo, Organización de las Naciones Unidas para la alimentación y la agricultura, Global 
Environment. (2011) 
 
20 
 
Paralelo a ello, la composición del sustrato también debepermitir el desarrollo y la 
actividad bacteriana, para lo cual debe ser una buena fuente de carbono y nitrógeno (ver tabla 1), 
ya que estos son la principal fuente de alimentación de las bacterias encargadas de degradar la 
materia orgánica y producir biogás. Por lo general estos microorganismos consumen treinta 
veces más carbono que nitrógeno, por lo que usualmente se considera un rango óptimo valores 
de proporción entre 20:1 a 30:1; ya que cuando la relación es superior a este rango, la 
descomposición de la materia orgánica ocurre más lentamente, porque la reproducción bacteriana 
disminuye por la falta de nitrógeno; y por el contrario, con una relación C/N menor, se inhibe la 
actividad bacteriana debido a la acumulación excesiva de amonio, el cual en grandes cantidades 
es tóxico para los microorganismos e inhibe el proceso de biodegradación. Por último, además 
del buen nivel en la relación C/N que ha de caracterizar un adecuado sustrato, este también debe 
poseer una cantidad equilibrada de sales minerales, algo que generalmente se encuentra en 
materias como los lodos cloacales y el estiércol (Organización de las naciones unidas para la 
alimentación y la agricultura-FAO, Ministerio de energía de chile & Programa de la ONU para el 
desarrollo, 2011). 
Los sólidos totales en el estiércol y la carga diaria 
 
 Los sólidos totales es un parámetro que hace referencia a la cantidad de materia seca que 
hay en un sustrato luego de haberle retirado toda el agua mediante evaporación (ver tabla 2). Esta 
variable es la condicionante de aspectos como el tipo de proceso de digestión anaerobia que 
puede ocurrir en el biodigestor, húmeda o seca; o la cantidad de materia que puede ser 
21 
 
metabolizada por las bacterias (MADS & Fundación nacional de la porcicultura- Porkcolombia, 
2020). 
Tabla 2. Sólidos totales de excretas animales. 
Residuos animales % ST 
Bovinos 13,4 – 56,2 
Equinos 19 – 42,9 
Porcinos 15 - 49 
Ovinos 32 - 45 
Caprinos 83 - 92 
Conejos 34,7 – 90,8 
Gallinas 26 - 92 
Excretas humanas 17 
 Fuente: Fuente: Gobierno de Chile Ministerio de Energía, Programa de las Naciones Unidas 
para el desarrollo, Organización de las Naciones Unidas para la alimentación y la agricultura, 
Global Environment. (2011) 
 
Además de influir en lo dicho anteriormente, los sólidos totales en una cantidad 
inadecuada también pueden afectar a los microorganismos, como en el caso de las bacterias 
metanogénicas. De acuerdo a lo dicho por la FAO et al (2011) la cantidad apropiada de estos 
sólidos para los biodigestores de tipo tubular se debe encontrar en un rango comprendido entre el 
3% y el 16%. 
Para conseguir la cantidad indicada de sólidos, la materia orgánica a introducir en el biodigestor 
debe diluirse con agua, denominándose esto como la mezcla de carga diaria. La cantidad de agua 
requerida para realizar la carga de mezcla diaria varía de acuerdo al tipo de materia que se vaya a 
22 
 
utilizar (ver tabla 3), pero en general entre mayor porcentaje de sólidos totales se posea. se 
necesita una mayor cantidad de agua para conseguir un valor óptimo de este. 
 
Tabla 3. Relación estiércol-agua para la creación de la carga diaria. 
Tipo de estiércol Relación estiércol- agua 
Bovino 1:3 (1 kilos de estiércol : 3 litros de agua) 
Porcinos 1:4 (1 kilos de estiércol : 4 litros de agua) 
Llama/Oveja/Cuy 1:8-9 (1 kilo de estiércol: 8-9 litros de agua) 
Fuente: Adaptado de Biodigestores tubulares: guía de diseño y manual de instalación 
(Herrero,2019) 
 
Estiércol producido y estiércol disponible 
El estiércol producido-CE, es el concepto que hace referencia a la totalidad de estiércol 
que es generado por el ganado de un determinado lugar, independientemente de si este se 
encuentra estabulado o no. De acuerdo al tipo de animal, la cantidad de estiércol que se genera 
varía en función del peso que este posea (ver tabla 4). 
23 
 
Tabla 4. Producción de estiércol por cada 100kg de peso vivo según especie 
Ganado Kg de estiércol fresco producido por cada 
100 kg del peso del animal 
Cerdo 4 
Bovino 8 
Caprino 4 
Conejo 3 
Equino 7 
Fuente: Adaptado de Biodigestores tubulares, guía de diseño y manual de instalación (Herrero,2019) 
 
Por otra parte el Estiércol Disponible-ED, de acuerdo a Herrero (2019), se refiere a la 
cantidad que es posible recolectar sin presentar un mayor esfuerzo ni interferir con las otras 
actividades de quien efectúa esta tarea; concretamente este parámetro es el estiércol generado 
mientras el ganado se encuentra dentro de su establo, por tanto, para conocer su valor (ver tabla 
5), es necesario establecer la cantidad de horas de estabulación y su proporción con la cantidad 
de horas del día, y luego relacionar esta última con estiércol producido. 
 
 
 
 
 
 
24 
 
Tabla 5. Fórmulas para el cálculo del estiércol disponible 
Fuente: Biodigestores tubulares, guía de diseño y manual de instalación (Herrero,2019) 
Digestión anaerobia 
La digestión anaerobia, es un proceso biológico de degradación de materia orgánica que 
se da en ausencia de oxígeno, y es llevada a cabo por variedad de microorganismos. Sus 
principales productos son el biogás; una mezcla de metano-CH₄ (con concentración del 45% al 
70 %) y dióxido de carbono-CO₂ (del 30 % al 45 %), otros gases que están supeditados a la 
materia prima usada; y el lodo, sustancia acuosa portadora de dichos microorganismos. Lorenzo 
Acosta & Obaya Abreu, (2005) 
Etapas de la digestión anaerobia 
Hidrólisis o fermentativa 
Es la primera etapa de la digestión anaerobia. Aquí de acuerdo a Rivera (2010) : “la 
materia orgánica polimérica (proteínas, carbohidratos y lípidos) es hidrolizada por enzimas 
extracelulares de los microorganismos hidrolíticos a moléculas orgánicas solubles, proporciona 
sustratos orgánicos para la digestión anaerobia. (p. 22) 
Manejo del ganado ED 
Estabulados de forma permanente = Estiércol diario producido 
Estabulados solo por la noche = 0,25 x estiércol diario 
Estabulados un número de horas 
determinadas = (número de horas estabulado/24 horas) * 
estiércol diario producido 
25 
 
Acidogénesis 
Los compuestos producidos en la fase anterior, como aminoácidos, ácidos grasos y 
azúcares simples; se transforman principalmente, al ser digeridos por bacterias, en ácidos 
orgánicos como ácido acético, propiónico y butírico, y alcoholes; además generarse dióxido de 
carbono e hidrógeno (Arango y Sánchez 2009; Adekunle & Okolie, 2015, citados a su vez en 
(Parra Huertas, 2015). 
De acuerdo (Martí, 2006, citado a su vez en Carhuancho,2012), en esta etapa se dan los 
procesos de fermentación de carbohidratos solubles, fermentación de aminoácidos y oxidación 
anaerobia de ácidos grasos de cadena. 
Acetogénesis 
En esta fase los alcoholes, y los ácidos butírico y propiónico producidos en la 
acidogénesis, son transformados, por acción bacteriana, en ácido acético, y una porción de ellos 
en CO2 y H2. (Fernández González, Gutiérrez Martin, F., Del rio González, P., San Miguel Alfaro, G., 
Bahillo Ruiz, A., Sánchez Hervás, J., Rodríguez Antón, L, 2015, pág. 320). 
Metanogénesis 
A partir del ácido acético, el CO2 y H2, generados en la fase acetogénica, las bacterias 
metanogénicas producen metano-CH4. La producción del mismo a partir de un determinado 
elemento, varía en función del tipo de bacteria metanogénica; las bacterias metano-
acetoclasticas, degradan el ácido acético y producen CH4 y CO2, mientras que, el metano-
hidrogenotroficas lo crean a partir del H2 y CO2, produciendo a su vez agua (González Cabrera, 
2014) 
26 
 
Temperatura y tiempo de retención 
En el proceso de digestión anaerobia son las bacterias metanogénicas las que producen 
CH4, gas necesario para la combustión. Existen variedad de poblaciones de bacterias 
metanogénicas, las cuales pueden requerir de ciertas temperaturas para trabajar de forma óptima, 
algunas poblaciones trabajande mejor forma cuando están a 70 °C, hay otras poblaciones en que 
su rango de mayor rendimiento de trabajo es de 30 a 35 ºC. Estas temperaturas se pueden 
alcanzar en zonas tropicales de manera natural. La actividad bacterial desciende si están por 
encima o por debajo del rango de temperaturas, por lo que el rendimiento de un biodigestor sin 
un sistema de calefacción depende de su temperatura ambiente. A menores temperaturas se sigue 
produciendo biogás, pero de manera más lenta. A temperaturas inferiores a 5° C las actividades 
bacterianas se detienen y ya no producen biogás. El tiempo de retención depende directamente 
de la temperatura en la que se trabaja, así, a menores temperaturas se requiere un mayor tiempo 
de retención que será necesario para que las bacterias, que tendrán menor actividad, tengan 
tiempo de digerir el lodo y de producir biogás. (Herrero,2008) (p. 26-27) 
pH óptimo 
En la digestión anaerobia, el potencial de hidrógeno juega un papel fundamental, dado a 
que condiciona la actividad enzimática de los microorganismos involucrados en este proceso, al 
poder generar cambios de estado en los iones hidrolizables de las enzimas (carboxílicos y 
aminas), alteración que se ve traducida en los componentes no ionizables del sistema, como la 
estructura proteica de las enzimas y la ionización del sustrato. (Clark y Speece 1989, citado a su 
vez en Reyes, 2017, p. 71). Lo más recomendable para garantizar un correcto desarrollo de este 
27 
 
proceso biológico es un valor de dicho parámetro cercano a lo denominado como neutralidad 
(valor de 7); y aunque es permisible cierta oscilación, pueden presentarse problemas si se llega a 
valores por debajo de 6 o sube por encima de 8,3 (Lay, Li, & Noike, 1997, citado a su vez en 
Reyes, 2017) (p. 71). 
Biodigestor 
Es un contenedor cerrado hermético e impermeable dentro del cual se realiza un proceso 
de digestión anaerobia de materia orgánica (desechos agrícolas, residuos animales, residuos 
vegetales, entre otros) previamente depositada para su fermentación, y con cierto grado de 
dilución de agua que contribuya en su proceso de descomposición. Su construcción puede ser 
efectuada con diversos tipos de materiales como ladrillo, cemento, metal, plástico, entre otros. 
Los tipos de biodigestores más comunes son el biodigestor de cúpula o domo fijo, desarrollado 
en china, y el biodigestor de domo o cúpula flotante desarrollado en india. (Arrieta, 2016, pág. 
41) 
Biodigestor familiar tipo manga 
El biodigestor tipo manga es un digestor de tipo continuo horizontal, que se basa en el uso 
de mangas de polietileno, cerradas en ambos extremos sobre unos tubos. En el digestor tipo manga 
las excretas se mueven de un lado al otro del digestor. Cada vez que se alimenta con una carga 
nueva el material fermentado rebalsa automáticamente al otro lado. A comparación de los 
biodigestores de cúpula fija y flotante, el biodigestor de manga de lámina de polietileno o tubular, 
es una opción más atractiva para pequeños agricultores que quieran producir gas, dada su bajo 
costo de instalación y su fácil mantenimiento. (Preston, 2005) 
28 
 
Biogás. 
Es la mezcla de gases resultantes de la descomposición de la materia orgánica realizada 
por acciones bacterianas en condiciones anaerobias. El biogás se compone en un mayor 
porcentaje de Metano (CH4) y Dióxido de Carbono (CO2) (ver tabla 6), sin embargo, la 
composición del biogás varía de acuerdo a la biomasa utilizada (Chungandro, Manitio, 2010); 
conteniendo otros elementos como monóxido de carbono-CO. oxígeno-O2, hidrógeno-H2, 
Nitrógeno-N2, sulfuro de hidrógeno-H2S, amoniaco-NH3 y vapor de agua (Osorio y Torres, 2009, 
citado a su vez en (Fernández Gonzales et al, 2015, pág. 319)) 
 
Tabla 6. Características generales del biogás 
Característica Valor 
Composición 50-70% metano 
30-45% dióxido de carbono 
 
Contenido energético 5 a 7 kWh/m³ 
 
Olor Huevo podrido (el olor del biogás sulfurado es 
imperceptible) 
 
Fuente: Adaptado de Gobierno de Chile-Ministerio de Energía; Programa de las Naciones 
Unidas para el Desarrollo (PNUD); Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y 
la Agricultura (FAO); Global Environment Facility (GEF), 2011. 
29 
 
 
Tabla 7. Comparación del biogás con otros gases combustibles 
Valores Biogás Gas Natural Gas Propano 
Poder calorífico (Kw/m³) 7 10 26 
Densidad con respecto al 
aire. 
0.81 0.54 1.51 
Equivalencia a 1000 m³ 
de biogás 
1000 m³ 581 m³ 242 m³ 
 Fuente: Adaptado de López, C (2008) citado a su vez en Borda, (2016). Biogás: Una alternativa 
energética para los rellenos sanitarios urbanos y un beneficio mitigador de cambio climático. 
Marco Legal 
La resolución CREG087-2016 ordena hacer público el documento CREG-040, quien 
presenta una propuesta para el desarrollo de la prestación del servicio domiciliario de gas 
combustible con Biogás. En este texto se traen a colación temas como los antecedentes 
internacionales, el potencial de Colombia en este ámbito, y la propuesta de un nuevo esquema 
para la prestación de este servicio domiciliario a nivel nacional; y en este último, hablándose a su 
vez de aspectos como los tipos de mercado: redes aisladas y no aisladas, los tipos de usuarios que 
las componen, el régimen tarifario que aplica en estos, y las condiciones de calidad y seguridad 
para ambos tipos de redes. 
 
30 
 
El propuesto de esta normativa en cuanto a la calidad de biogás en redes aisladas 
específica valores mínimos de poder calorífico, metano e índice de Wobbe que debe contener el 
biogás a fin de usarse como combustible; de igual forma parámetros “negativos”, como el H2S 
que al tener características tóxicas y corrosivas debe presentarse en bajas concentraciones; El 
CO2, que reduce el poder calorífico del biogás y se recomienda, por parte de la CREG, removerse 
en transporte con altas presiones pero no para biodigestores caseros dado su alto costo; y los 
siloxanos y compuestos halogenados que pueden corroer o taponar equipos a base de biogás 
 
Tabla 8. Especificaciones de calidad del biogás para redes aisladas 
PROPIEDADES FÍSICAS BIOGÁS UNIDAD 
Poder calorífico alto. >17 MJ/m³ 
Índice de Wobbe > 27 MJ/m³ 
CH4 >50 mol % 
Azufre (en total) < 23 mg/Nm³ 
H2S < 20 mg/Nm³ 
Dióxido de carbono < 45 mol % 
Siloxanos < 6 mg/m³ 
Compuestos halogenados <1 mg(Cl)/m³ 
Fuente: Resolución CREG-040-2016: “Desarrollo de la prestación del servicio domiciliario de 
gas combustible con biogás (p. 129) 
Marco Geográfico 
La granja de Mary se encuentra ubicada al oriente de la localidad de Usme, en la vereda 
los soches (ver ilustración 1). Posee una extensión de 4700 m². Limita al norte y al occidente 
31 
 
con los barrios Tiuque y el refugio respectivamente, al oriente con la antigua vía al llano y al sur 
con la actual. 
 
Ilustración 1. Ubicación de la granja de Mary con respecto a Bogotá y Usme 
Fuente: Adaptado de Google Earth. 
 
Esta entidad se dedica a la agroecología, el ecoturismo, y la producción y distribución de 
productos lácteos, además de brindar a sus visitantes la posibilidad de disfrutar de alimentos 
cultivados en su propia huerta (ver fotografía 1), como hortalizas (manzanilla, caléndula, ajenjo, 
toronjil, ajenjo, cedrón), vegetales (tomate, lechuga, cilantro, espinaca), y frutas (fresa, mora, 
papayuela, lulo). 
32 
 
 
Fotografía 1. Huertas de la granja de Mary 
 
Proceso Metodológico. 
Para el diseño del biodigestor tipo manga propuesto como alternativa para suplir la 
demanda de gas de la granja de Mary, se planteó una metodología de investigación con enfoque 
cuantitativo, y que tiene por objetivos: primero, la recolección de información primaria y 
secundaria relacionada al aprovechamiento del estiércol para la generación de biogás mediante 
un biodigestor y los métodos para el diseño e implementación de estos; y segundo, el33 
 
procesamiento de dichos datos para establecer el diseño, los requisitos constructivos y 
operativos, y el análisis costo beneficio de un biodigestor específico para la granja de Mary. 
● Técnicas de recolección de datos. 
La recopilación de información primaria, comprende la observación, toma de medidas en 
campo y entrevistas no estructuradas; para obtener datos específicos del contexto de la granja 
como, peso y tiempo de estabulación del ganado, ubicación prevista del biodigestor, 
gasodomésticos en posesión, y consumo de GLP. La recolección secundaria de datos, que se hará 
investigando documentos publicados por entes distritales o nacionales referentes a la localidad de 
Usme, y antecedentes nacionales o internacionales con respecto a el diseño e implementación de 
biodigestores para el aprovechamiento de estiércol. Como métodos complementarios se tomará 
evidencia fotográfica, y se hará uso de software cartográfico. 
● Fases de la investigación. 
 El proceso de recolección de información primaria y secundaria, así como procesamiento 
de la misma, se desarrollará en tres fases: 
Fase 1. Diseño del biodigestor. 
Determinación de la biomasa y el biogás producido. 
Identificación de las características de las fuentes generadoras de biomasa. 
Se recopila información a través una investigación de campo en la granja de Mary a fin 
de conocer las características de su ganado bovino, tales como raza, edad, y su correspondiente 
peso vivo. Este último por medio de la fórmula Quetelet, usada para calcular el peso vivo 
aproximado a través de medidas corporales (ver ilustración 2). 
34 
 
Fórmula de Quetelet 
Peso vivo (en machos) = Perímetro torácico(G)² * Largo del cuerpo(C-D) *99 
Peso vivo (en hembras) =Perímetro torácico(G)² * Largo del cuerpo(C-D) *87,5 
Nota. esta metodología posee un margen de error de 5 a 20 kg. 
Tomado de: Quetelet (1999) citado a su vez en Evaluación de métodos de pesaje en vivo y 
determinación del rendimiento a la canal en bovinos manejados al pastoreo, Aguirre, R & 
Ramiro, D, (2014). 
 
Ilustración 2. Parámetros de medidas en bovinos 
 
Fuente: Estimación del peso vivo de los bovinos en el Municipio de Nocupétaro, a través del 
perímetro torácico, abdominal y la longitud corporal, (Zalapa,2009) 
Estimación de la biomasa disponible 
Para la estimación de la biomasa producida, partiendo de la premisa de ya conocer el peso 
del ganado generador de biomasa; se procede a relacionar este dato con la producción de estiércol 
35 
 
que suponen diversos tipos de animales en función a su peso (ver tabla 4), determinando dicho 
parámetro de forma precisa a través de la siguiente ecuación: 
 Peso vivo del animal x kg de estiércol producido/100 kg de peso vivo del animal = CE 
 
En seguida, sabiendo este dato se procede a calcular el estiércol disponible que produce cada 
animal identificado, de acuerdo a lo estipulado en la tabla 5. 
Determinación de la Temperatura de trabajo y el tiempo de retención. 
Se inicia con una recopilación de información, proveniente de documentos de entidades 
distritales o nacionales, que hagan referencia al parámetro de temperatura media en la vereda los 
soches de la zona rural de la localidad de Usme. Hallado este dato, se procede a establecer el 
rango de tiempo de retención que le corresponde a la temperatura de trabajo en función a lo 
establecido por la siguiente tabla: 
Tabla 9. Producción de biogás según temperatura y tiempo de retención 
Temperatura de trabajo 
del biodigestor(°C) 
Estiércol de vaca fresco 
Tiempo de retención 
(días) 
Cantidad Biogás 
producido en función del 
estiércol (Ls/Kg) 
33-37 30 39 
28-32 40 38 
23-27 50 35 
18-22 65 33 
13-17 90 31 
8-12 125 29 
Fuente: Biodigestores tubulares, guía de diseño y manual de instalación (Herrero,2019) 
36 
 
Estimación del biogás producido 
Una vez sabida la temperatura de trabajo a la que se estima funcionará el biodigestor a 
diseñar, y por consiguiente su respectivo tiempo de retención; estos se utilizan en conjunto para 
establecer la cantidad biogás producida por kilogramo de estiércol disponible, de acuerdo a lo 
estipulado en la tabla 9. Por su parte para precisar dicho valor se usa la siguiente ecuación: 
 
Estiércol disponible x 31 Ls /Kg de Estiércol = Biogás producido 
Demanda de biogás en la granja de Mary 
Para estimar la demanda de biogás en la granja de Mary, en primer lugar, se debe 
identificar los gasodomésticos y su cantidad de tiempo de uso aproximado en horas diarias. 
Posterior a ello, el valor hallado se contrasta con valores de demanda aproximados, para los 
gasodomésticos más comunes (ver tabla 10). 
 
Tabla 10. Consumos típicos de biogás para diferentes gasodomésticos 
Gasodoméstico Uso aproximado de biogás (Lts/h) 
Cocina doméstica 300 
Calentador de agua (14 kW) 2500 
Refrigeradora (100L) 30 (en zona fría) 75 (en zona caliente) 
Lámpara (equivalente a 60W) 120 
Fuente: Biodigestores tubulares: guía de diseño y mantenimiento (Herrero,2019). 
 
 
37 
 
Para el caso del presente proyecto, el valor de uso aproximado de biogás que se tomara 
en cuenta, será el de la cocina doméstica, puesto que el fin de este trabajo es el plantear una 
alternativa que logre remplazar el combustible convencional utilizado actualmente por dicho 
gasodoméstico. 
Carga Diaria 
Para determinar el valor de la Carga diaria con la que se debe alimentar el biodigestor, 
primero se debe identificar la cantidad total de estiércol diaria producida por el del ganado del 
que se dispone, y posteriormente establecer una relación de dicho parámetro con la proporción 
de agua a aplicar (ver tabla 3), teniendo en cuenta la relación de mezcla recomendada 
anteriormente. Este proceso se ve plasmado en la siguiente fórmula: 
 
Valor de CD (L/d) = (Disponibilidad de estiércol diaria total (Kg/d) * 3) + Estiércol 
disponible (Kg) 
Volumen del biodigestor 
De acuerdo a la guía Biodigestores Familiares, Guía de diseño e instalación (2008); “el 
volumen del biodigestor ha de albergar una parte líquida y otra gaseosa. Normalmente se da un 
espacio del 75% del volumen total a la fase líquida y del 25% restante a la fase gaseosa” 
(pág.29). 
Volumen líquido del biodigestor (VL). El volumen líquido del biodigestor se obtiene 
del como producto de la relación de la carga de mezcla diaria y el tiempo de retención: 
 
38 
 
Volumen líquido = Carga de mezcla diaria (L/d) * Tiempo de retención (días) 
 
Volumen gaseoso (Vg). El volumen gaseoso se obtiene calculando la tercera parte del 
volumen líquido. 
Volumen gaseoso = Volumen líquido / 3 
 
Volumen total del biodigestor (VT). Él corresponde a la sumatoria del volumen líquido 
y el volumen gaseoso del biodigestor diseñado. 
 
Volumen total (VT)= Volumen líquido (VL) + Volumen gaseoso (Vg) 
 
Dimensionamiento del biodigestor 
De acuerdo a Herrero (2019) en guía Biodigestores Tubulares: Guía de diseño y manual 
de instalación, el volumen líquido del biodigestor es el aspecto más importante en esta fase, dada 
su inherente relación con los factores de tiempo de retención y la carga diaria; por tanto, se le 
debe dar a este un espacio adecuado donde ha de almacenarse, siendo este la zanja. 
 
Diseño de la zanja. Siguiendo la línea de pensamiento anterior, la zanja además de 
guardar la fase líquida, determinará las dimensiones definitivas del biodigestor. Para los 
biodigestores tubulares, es recomendable que estos posean formas trapezoidales (ver ilustración 
3), compuestas por su ancho inferior (a), ancho superior(b) y profundidad (p), cuyas dimensiones 
dependen del radio de ancho de rollo y del tipo suelo donde se cavara la zanja, ya que está 
39 
 
aspecto también condiciona el ángulo de talud (α °); suelos sueltos y arenosos requieren taludes 
de 30°a 45°, y por su parte, suelos más arcillosos estarán con taludes de 7.5° a 30°. Por su parte, 
la longitud (L) dela zanja depende del área de la zanja y el VL. 
 
Ilustración 3. Partes de una zanja trapezoidal 
 
Fuente: Biodigestores tubulares: guía de diseño y mantenimiento (Herrero,2019). 
 
Para establecer las dimensiones de la zanja a diseñar en función de la tabla 12, se 
contempla, en primer lugar, identificar el tipo de suelo en el que se trabajará y por consiguiente 
el ángulo de talud α (°) indicado. A continuación, se calcularán las dimensiones de zanja para 
cada circunferencia típica de plásticos que se pueden encontrar en el mercado (ver tabla 11), 
obteniendo así el área de la zanja correspondiente. 
 
 
40 
 
 
Tabla 11. Longitudes mínimas, máxima y óptima de biodigestores según circunferencia 
Circunferencia 
(m) 
Ancho de rollo 
(m) 
Radio (m) Diámetro (m) Longitud biodigestor tubular 
Mínima (m) Máxima (m) Optima (m) 
2 1 0,32 0,64 3,2 6,4 4,8 
3 1.5 0,48 0,95 4,8 9,5 7,2 
4 2 0,64 1,27 6.4 12,7 9,5 
5 2.5 0,80 1,59 8,0 15,9 11,9 
6 3 0,95 1,91 9,5 19,1 14,3 
7 3.5 1,11 2,23 11,1 22,3 16,7 
8 4 1,27 2,55 12,7 25,5 19,1 
9 4.5 1,43 2,86 14,3 28,6 21,5 
10 5 1,59 3,18 15,9 31,8 23,9 
14 7 2,23 4,46 22,3 44,6 33,4 
Fuente: Biodigestores tubulares: guía de diseño y manual de instalación (Herrero,2019). 
 
 
Tabla 12. Parámetros de dimensión de zanjas de biodigestores tubulares. 
α (°) desde vertical % VL a (m) b (m) p (m) A Zanja (m² ) A biogás 
(m²) 
A Total (m²) 
0 88 1,49 x r 1,49 x r 1,57 x r 2,34 x r2 0,32 xr2 2,65 x r2 
0 83 1,41 x r 1,41 x r 1,57 x r 2,22 x r2 0,45 x r2 2,67 xr2 
0 80 1,34 x r 1,34 x r 1,57 x r 2,10 x r2 0,53 x r2 2,63 xr2 
7,5 80 1,23 x r 1,63 x r 1,54 x r 2,20 x r2 0,55 x r2 2,75 x r2 
15 76 1,02 x r 1,02 x r 1,02 x r 2,12 x r2 0,69 x r2 2,80 x r2 
30 75 1,02 x r 2,26 x r 1,33 x r 1,98 xr2 0,66 xr2 2,64 x r2 
 45 65 0,43 x r 2,57 x r 1,07 x r 1,61 x r2 0,86 x r2 2,47 x r2 
Fuente: Adaptado de Biodigestores Tubulares: Guía de diseño y manual de instalación. 
(Herrero, 2019) 
41 
 
A partir de relacionar el área de la zanja junto al volumen líquido del biodigestor a 
diseñar, se permitirá conocer la longitud de zanja. Finalmente, una vez determinado el diámetro a 
partir del radio de circunferencia que se establece en la tabla 11; se utilizará este para saber el 
valor que debe guardar en la relación óptima con la longitud (que comprende valores de 5 a 10, 
siendo 7,5 el valor óptimo), y a su vez se empleará dicha regla como criterio de selección de la 
circunferencia. 
Los datos obtenidos por el desarrollo de esta fase se consignan en el siguiente formato: 
 
Tabla 13. Referencia de tabla de dimensionado de biodigestores tubulares 
α 
(°) 
C (m) r (m) a (m) b (m) p (m) A zanja 
(m2 ) 
L (m) D (m) L/D 
α 
(°) 
C1 =C1 /(2 x π) Tabla 12 Tabla 12 Tabla 12 Tabla 12 =VL /A 
zanja 
=
2 x r 1 
L1 /D1 
α 
(°) 
C2 =C2 /(2 x π) Tabla 12 Tabla 12 Tabla 12 
 
Tabla 12 =VL /A 
zanja 
=
2 x r 2 
L2 /D2 
Fuente: Adaptado de Biodigestores Tubulares: Guía de diseño y manual de instalación. 
(Herrero, 2019) 
Fase 2. Desarrollo de guía para la implementación, operación y mantenimiento del 
biodigestor. 
Esta fase comprende el desarrollo de un manual simple para, en caso de que se pretenda 
la construcción del biodigestor diseñado por parte de la granja de Mary, esté permita guiar ese 
proceso, al especificar requisitos constructivos como: cantidad y precio materiales/herramientas, 
el procedimiento a seguir para la construcción e implementación del biodigestor y su respectiva 
42 
 
red de conducción; y de igual manera las actividades de mantenimiento y seguimiento. Dicho 
documento se encontrara anexo al presente trabajo. 
 Estructura de la Guía. 
La guía a desarrollar estará dividida en nueve grandes apartados: 
Introducción 
 Aquí se contextualiza y establece el alcance de la guía; además, se resume su contenido, 
y se explica su forma de uso. 
Definiciones 
 Se dan los conceptos relacionados al aprovechamiento de la biomasa por medio de un 
biodigestor, y que, a consideración de los autores, son necesarios para una correcta interpretación 
de la guía. 
Lista de materiales y herramientas: Costo y cantidad 
 Se enlistan los materiales y herramientas necesarias para la construcción e instalación del 
biodigestor y su red de conducción; especificando, sus características, cantidad, y precio 
estimado en el mercado nacional actual. 
Excavación y adecuación de la zanja 
 Se indica el proceso de excavación de la zanja tomando en cuenta las dimensiones 
respectivas del diseño, así como las acciones de adecuación de la misma, encaminadas a la 
protección del reactor. 
Construcción e instalación del Biodigestor. 
 Se especifica el proceso de ensamblaje de los elementos que componen el biodigestor, y 
su adecuado proceso de instalación dentro de la zanja, a fin de evitar posibles daños. 
Construcción e instalación de la red de conducción y sus componentes. 
43 
 
 Se explica la manera en que deben ser ensamblados, y posteriormente ubicados, los 
componentes en la red de conducción de biogás. 
Actividades para puesta en marcha. 
 Se exponen las actividades necesarias para la puesta en funcionamiento del biodigestor y 
su red de conducción; así como de protección de algunos de sus componentes. 
Actividades de operación y seguimiento. 
 Se indican las actividades diarias que se deben realizar para garantizar el continuo y 
correcto funcionamiento del biodigestor y la red de conducción. 
Actividades de Mantenimiento. 
 Se explican cómo y en qué casos llevar a cabo actividades de limpieza, renovación y 
reparación en componentes específicos del biodigestor o de la red de conducción. 
 
Fase 3. Determinación del periodo de tiempo de recuperación de la inversión y análisis costo 
beneficio 
Costo total del proyecto y costos invertidos en GLP 
Determinado los costos aproximados de todos los materiales y herramientas utilizados 
para la construcción del biodigestor y su sistema de conducción, se procede a establecer los 
costos estimados de la mano de obra, en conjunto estos dos darían lugar al parámetro de costos 
de inversión. Por su parte también se definen los costos operativos que serían inherentes en una 
hipotética implementación; y su sumatoria junto con el factor anteriormente hallado dará lugar al 
44 
 
costo total del proyecto. De igual forma se establecerá el costo invertido en GLP por parte de la 
granja de Mary. 
Análisis costo-beneficio 
Una vez determinado el costo total del proyecto y el costo mensual del GLP, se procede a 
efectuar el análisis costo beneficio, empleando la metodología de período de recuperación o 
payback, que consiste en determinar el periodo de tiempo en él que un determinado flujo de 
ingresos equipara su valor al de la inversión o, en este caso, el del costo total del proyecto. 
El cálculo de esta variable estará determinado por el hecho de si el valor del flujo de 
ingresos es uniforme o no. En este caso, al no haber uniformidad, dicho factor obtendrá su valor 
cuando el ingreso que se ha acumulado durante n cantidad de períodos de tiempo sea igual al 
costo total del proyecto (Seco Benedicto, Crespo Benito, & Viloria, 2007). Es de aclarar que los 
ingresos que presentará el proyecto corresponden a el ahorro que generaría para la granja el 
reemplazar al GLP como fuente de combustible por el biogás que se generaría en el sistema 
diseñado. 
Establecido el punto de retorno exacto, a partir de este es posible determinar si existe 
beneficio neto, al obtener la diferencia entre el ingreso creado a raíz de los ahorros y los costos 
operativos del proyecto. 
 
 
 
 
 
45 
 
Resultados. 
Índice de Abreviaturas 
Abreviatura Significado 
ED Estiércol disponible (Kg). 
PV Peso Vivo (Kg). 
TR Tiempo de retención (días). 
CD Carga Diaria (Kg). 
EP Estiércol producido (Kg). 
VT Volumen del Biodigestor(L) 
VL Volumen del líquido (L). 
Vg Volumen del gas (m3) 
r Radio (m). 
p Altura de la zanja (m). 
L Longitud de la zanja 
Lts Litros 
α ° Ángulo de Talud 
A Área 
C Circunferencia del polietileno 
 
Identificación de las características de las fuentes generadoras de biomasa 
Se identificó que el ganado perteneciente a la granja de Mary, como fuente generadora de 
la biomasa que se pretende aprovechar, se compone de ganado bovino, más específicamente de 
cuatro (4) vacas Hembra de raza Normando (ver fotografía 2), cuyo valor de peso aproximado 
establecido mediante la ecuación promedio de Quetelet, varían de la siguiente manera: 
 
Tabla 14. Características de bovino por edad 
Características Vaca 1 Vaca 2 Vaca 3 Vaca 4 
Edad Adulta Ternero mediano Ternero pequeño Novillo mediano 
Perímetro torácico (cm) 186 140 110 170 
Largo de cuerpo (cm) 150 120 105 140 
Peso Vivo (Kg) 454 205,8 111,1 354 
46 
 
Fotografía 2. Ganado bovino de la granja de Mary 
 
Estimación de la biomasa producida 
Teniendo en cuenta las características físicas de los bovinos hembra de raza Normando, 
el estiércol producido en función de su peso vivo, de acuerdo a la metodología propuesta en la 
tabla 4, se estima de la siguiente manera: 
 
Vaca adulta 
(454 kg en PV * 8 kg de estiércol) /100 kg de PV =36,64 kg de estiércol 
Novillo Mediano 
(354 kg en PV * 8 kg) / 100 kg de PV = 28,32 kg de estiércol 
Ternero Mediano 
(205.8 kg en PV * 8 kg) / 100 kg de PV = 16,48 kg de estiércol 
Ternero Pequeño 
(111.1 kg en PV * 8 kg) / 100 kg de PV = 8,88 kg de estiércol 
 
Por lo tanto, el EP total sería de 90,32 kg 
47 
 
 
Luego, teniendo en cuenta la actividad de pastoreo de los animales y por ende la 
complejidad que representa el recoger la totalidad del estiércol producido, se tomará como la 
cantidad de estiércol aprovechable sólo lo que se genere en el tiempo en que los animales están 
estabulados en la noche, que en promedio son 8 horas al día en palabras de la administradora de 
la granja; esto quiere decir que solo será posible recolectar el 33% del estiércol total producido, 
de acuerdo a: 
ED= (número de horas estabulado/24 horas) * EP 
ED = (8 horas /24 horas) * 90,32 kg de EP 
ED=30,10 Kg 
 Determinación de la temperatura de trabajo y tiempo de retención 
De acuerdo a la secretaria distrital de ambiente de Bogotá, en su documento atlas 
ambiental Usme (2017), la temperatura en cercanías a la vereda los Soches de la zona rural de 
Usme se encuentra en un rango de 8° a 12°, sin embargo, también dada la proximidad de la 
granja la zona urbana de esta localidad, cuyo rango de temperatura se encuentra entre 12° y 18 
°C, se considera que el rango de temperatura correspondiente a la zona de estudio es de 12° a 16 
°C. 
Según la tabla 9 el TR en relación a la temperatura de trabajo del biodigestor, que está 
entre un rango de 13 a 17 °C, sería de 90 días. 
48 
 
Estimación del biogás producido 
 De acuerdo a las características climáticas de la zona rural de Usme, y en función de la 
temperatura de trabajo previamente establecida, cuyo valor se encuentra en los rangos 13° a 17°; 
se establece que la cantidad de biogás producido por kilogramo de estiércol disponible es 31 
Lts/kg (ver tabla 9) 
Ahora, para saber la totalidad de biogás producido diario, se procede a multiplicar los 
30,10 kg de ED por 31 Lts/kg, por tanto: 
30,10 kg de ED * 31 Lts/kg biogás producido por kilogramo de ED = 
933,1 Lts de biogás que equivalen a: 0,9331 m³ 
 
Demanda de biogás en la granja de Mary. 
El único gasodoméstico identificado en la granja de Mary, fue una estufa de cuatro 
puestos (ver fotografía 2). En palabras de la dueña de la granja, el tiempo de uso de este es en 
promedio de dos horas y media al día, pero para efectos de integrar usos irregulares del 
gasodoméstico, el tiempo de uso que se usará en el proceso de cálculo de la demanda de biogás, 
será de tres horas diarias. 
 
 
 
 
 
49 
 
 
Fotografía 3. Cocina domestica de la granja 
 
Por lo tanto, de acuerdo a la tabla 9, la demanda estimada de biogás de la granja de Mary 
seria: 
Horas de uso del gasodoméstico x Uso aproximado de biogás por el gasodoméstico = 
Demanda estimada de biogás en la granja 
3 horas/día x 300 Lts/hora = 900 Lts de biogás 
Carga Diaria 
Por ser ganado bovino se realiza una mezcla del estiércol de 1:3 (ver tabla 3) con agua, 
para el cálculo de la carga diaria; de forma que la mezcla de carga diaria sería: 
30,10 kg de ED x 3 Lts/ Kg = 90,3 Lts de agua 
Se tiene que los 30.10 kg de estiércol fresco requieren de 90,3 Lts de agua para su 
correcta dilución, dando una carga diaria de: 
30,10 kg de ED + 90,3 Lts de agua = 120,4 Lts de CD 
50 
 
Volumen Biodigestor 
1.4.1 Volumen líquido del biodigestor (VL). 
VL= Carga de mezcla diaria (Lts/d) * Tiempo de retención (días) 
VL = 120,4 Lts/d x 90 días. 
VL = 10.836 Lts 
1.4.2. Volumen gaseoso (Vg). 
Vg = Volumen líquido / 3 
Vg = 10.836 Lts / 3 
Vg = 3.612 Lts 
1.4.3. Volumen total del biodigestor (VT). El corresponde a la sumatoria del volumen 
líquido y el volumen gaseoso del biodigestor diseñado. 
VT= Volumen líquido (VL) + Volumen gaseoso (Vg) 
VT =10.836 Lts+ 3.612 Lts 
VT =14.448 Lts o 14,4 m³ 
Dimensionamiento del biodigestor. 
1.5.1. Diseño de la zanja. El suelo perteneciente a la granja de Mary se catalogó como 
arcilloso-limoso (Alcaldía local de Usme, 2017), por tanto, su ángulo de talud debe ser 30 °. 
Identificado este parámetro, se procede a determinar las dimensiones de la zanja, utilizando el 
radio predeterminado para cada circunferencia de plástico (ver tabla 11) y relacionarlo con los 
parámetros de dimensiones de zanjas tubulares correspondientes al ángulo seleccionado (ver 
tabla 12). El producto de dicha operación se muestra a continuación: 
51 
 
Tabla 15. Dimensiones de la zanja según relación óptima 
α 
(°) 
C (m) r (m) a (m) b (m) p (m) A zanja (m2) A biogás (m2) L (m) D (m) L/D 
30 3 0,48 0,395 1,08 0,63 0,456 0,152 23,76 0,96 24,75 
30 4 0,64 0,46 1,446 0,85 0,811 0,270 13,36 1,26 10,43 
30 5 0,80 0,576 1,808 1,064 1,267 0,422 8,55 1,60 5,34 
30 6 0,95 0,684 2,147 1,263 1,786 0,596 6,06 1,9 3,16 
 
Como se observa en la tabla anterior y resaltado en azul, existe una única circunferencia de 
plástico que permite cumplir con la regla impuesta por la relación óptima longitud / diámetro; siendo 
esta la circunferencia de cinco (5) metros, con un valor en la relación L/D de 5,34. 
Resumen de la fase de diseño 
Parámetro de diseño del biodigestor Valor 
Estiércol Producido Total 90,32 kg 
Estiércol Disponible Total 30,10 kg 
Tiempo de retención 90 días 
Biogás Producido Total 0,9331 m³ 
Demanda estimada de biogás en la granja 900 Lts/dia 
Carga Diaria 120, 4 Lts 
Volumen Líquido del Biodigestor 10.836 Lts 
Volumen Gaseoso del biodigestor 3.612 Lts 
Volumen total del biodigestor 14.448 Lts 
Ancho inferior de la Zanja (a) 0,576 m 
Ancho Superior de la Zanja (b) 1,808 m 
Altura de la zanja (p) 1,064 m 
Longitud de la zanja 8,55 m 
Área de la zanja 1,267 m2 
Valor de la relación longitud-diámetro 5,34 
52 
 
 
Desarrollo de guía para la implementación, operación y mantenimiento del biodigestor. 
Los materiales y herramientas necesarias, junto con su precio y cantidad respectiva; así 
como los procedimientos necesarios para construir, implementar, operar y mantener el 
biodigestor y su red de conducción; se especifican en la guía anexa al presente trabajo. 
Determinación del periodo de tiempo de recuperación de la inversión y análisis costo 
beneficio 
Costos del proyecto 
El costo total estimado de los materiales y herramientas necesarios, para la construcción 
del sistema de alimentación de biogás, corresponde a ochocientos setenta mil novecientos 
ochenta y dos pesos (870.982 COP); por su parte se estableció que no existen costos de mano de 
obra, ya que, de plantearse construirse el sistemade alimentación de biogás, este proceso se 
llevaría a cabo enteramente por el personal de la granja de Mary. En consecuencia, el costo total 
de inversión del proyecto es igual al de materiales y herramientas. 
Los costos operativos se adjudican a el agua empleada para crear la mezcla de carga 
diaria del biodigestor, siendo estos 90,3 litros diarios equivalentes 2,746.5 litros al mes, y cuyo 
valor monetario está definido por el valor de metro cúbico establecido por las aguas cristalinas 
los soches E.S.P, de modo que: 
2.7465 m3/mes * 1.200 $ / m3 = $ 3.295,8/mes 
 
53 
 
Es así que el costo total del proyecto comprende los 870.982 pesos del costo de inversión más los 
3.300 pesos mensuales que persistirán durante el funcionamiento biodigestor. 
Por otro lado, en palabras de la dueña de la granja, los costos invertidos en GLP por parte 
de esta institución corresponden a sesenta mil pesos (60.000 COP) pagados aproximadamente 
cada dos meses a la empresa distribuidora para adquirir una pipeta de 40 litros. 
Análisis costo-beneficio 
Como se planteó anteriormente los ingresos para el presente caso corresponden a el 
ahorro que se generaría para la granja de Mary como consecuencia de reemplazar el GLP por 
biogás. Este ingreso se presenta de forma bimensual con un valor 60.000 pesos, sin embargo, ya 
que se optó por medir el parámetro de ingreso de forma semestral, para mayor simplicidad, su 
valor real corresponde a 180.000 pesos. A su vez al costo de inversión se le debe agregar el valor 
del costo operativo mensual acumulado en cada semestre, obteniendo así el costo total 
acumulado. A partir de lo anterior, el periodo de recuperación de la inversión se daría de la 
siguiente forma: 
 
 
 
 
 
54 
 
 
Tabla 16. Análisis del periodo de recuperación 
Semestre Costo total acumulado 
al final del semestre (COP) 
Ingreso acumulado al final del 
semestre (COP) 
1 890.782 90.000 
2 910.582 270.000 
3 930.382 450.000 
4 950.182 630.000 
5 969.982 810.000 
6 989.782 990.000 
7 1’009.582 1’170.000 
 
Como se puede observar en la tabla anterior, el periodo de recuperación se da en algún 
punto a mediados del sexto semestre. Para conocer exactamente este punto se establece una 
relación entre la diferencia del costo acumulado y el ingreso acumulado del semestre 
inmediatamente anterior al que se logró el equilibrio, es decir el quinto semestre; y el ingreso 
estimado de ese semestre, o sea 180.000 pesos. Por tanto: 
 
Periodo de recuperación= $989.782 - 810.000 / 180.000 
Periodo de recuperación= 0,998 * 6 meses = 5.99 meses 
Ahora teniendo este dato, a este este se le debe agregar el tiempo que ya ha transcurrido 
desde la implementación del proyecto, por consiguiente: 
 
Periodo de recuperación = 30 meses + 5.99 meses = 35.99 meses 
55 
 
Esto significa que el punto exacto en el que ocurre la recuperación es de tres años. 
 
 
Ilustración 4. Periodo de recuperación o payback 
 
 
 
 
 
 
 
 $-
 $200.000,00
 $400.000,00
 $600.000,00
 $800.000,00
 $1.000.000,00
 $1.200.000,00
6 1 2 1 8 2 4 3 0 3 6 4 2
V
A
LO
R
 M
O
N
ET
A
R
IO
 D
E 
C
O
ST
O
S 
E 
IN
G
R
ES
O
S 
MESES
 costos Ingresos semestrales (ahorros)
56 
 
Conclusiones. 
● El estiércol, como biomasa aprovechable para la generación de biogás, es una 
alternativa para lograr una posible transición de combustibles convencionales a 
energías renovables en la granja objeto de estudio, ya que el biogás producido por 
el uso del biodigestor, supera en valor al consumo estimado de biogás del 
gasodoméstico identificado, por exactamente 33,1 Lts. 
● La producción de estiércol bovino actual en la granja de Mary, es suficiente para 
producir el biogás necesario que demanda este lugar, sin embargo, se ha de tener 
en cuenta que solo uno de los cuatro individuos que componen el ganado de este 
lugar se encuentra en su etapa adulta, por tanto, es de prever que la producción de 
estiércol, y por lo tanto la producción de biogás en la granja, será mayor a futuro. 
● El biodigestor tipo manga o tubulares debido a su bajo costo de inversión que en 
presente proyecto presentó un valor inferior a un SMMLV y sus simples 
requisitos de construcción, implementación y mantenimiento se presenta como 
una alternativa viable para la granja de Mary y por ende también para algunas de 
las familias de las zonas rurales de Usme. 
● El periodo de recuperación de los costos totales del proyecto, se da en un 
momento que se considera como mediano plazo, a partir de este punto se puede 
prever que los ingresos obtenidos por el ahorro son capaces de solventar los 
costos operativos del proyecto y a su vez generar un beneficio neto para la granja 
de Mary. Ejemplo de ello es al finalizar el mes 42, en donde los ingresos por 
ahorro superan a los costos operativos en 160.418 pesos. 
57 
 
 
Recomendaciones. 
● Además del biogás que produciría el biodigestor, en el proceso de la digestión 
anaerobia también se producirían lodos o biol. Se recomienda al personal de la 
granja de Mary, estudiar la posibilidad de usar estos residuos como abono 
orgánico para su huerto y demás plantaciones, o considerar su comercialización. 
● El tiempo de retención del biodigestor diseñado es de 90 días, lo que puede llegar 
a ser mucho tiempo, por lo que se recomienda implementar calefacción pasiva, a 
través de la adecuación de la zanja usando paja u otro material que ayudé a 
conservar el calor y aislé al biodigestor del suelo, además de la construcción del 
invernadero, sugerido en el apartado de puesta en marcha de la guía anexa al 
documento. 
● La determinación del biogás producido en el presente trabajo, se realizó mediante 
un método teórico, que nos permite estimar un valor aproximado de dicho factor. 
Para obtener un mejor resultado en este apartado, se recomienda establecer el 
peso vivo de las vacas mediante una báscula e incluso, de ser posible, hacerlo a 
través de método experimental. 
58 
 
 
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0 
 
 
 
 
 
 
GUIA PARA LA IMPLEMENTACION, 
OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DEL 
BIODIGESTOR DE TIPO MANGA DISEÑADO PARA 
LA GRANJA DE MARY, USME-BOGOTA D.C 
 
 
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO 
JOSE DE CALDAS 
TECNOLOGIA EN GESTION AMBIENTAL Y 
SERVICIOS PUBLICOS 
AUTORES: 
Cristian Andrés Pulido Guerrero y Cristian Camilo Vargas Ríos 
2021 
 
1 
 
 
 
GUIA PARA LA IMPLEMENTACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO 
DEL BIODIGESTOR DE TIPO MANGA DISEÑADO PARA LA GRANJA DE MARY, 
USME-BOGOTA D.C 
 
 
 
CRISTIAN ANDRES PULIDO GUERRERO 
CRISTIAN CAMILO VARGAS RIOS 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS 
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES 
TECNOLOGIA EN GESTION AMBIENTAL Y SERVICIOS PÚBLICOS 
BOGOTA D.C 
2021 
2 
 
GUIA PARA LA IMPLEMENTACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO 
DEL BIODIGESTOR DE TIPO MANGA DISEÑADO PARA LA GRANJA DE MARY, 
USME-BOGOTA D.C 
 
CRISTIAN ANDRES PULIDO GUERRERO 
COD.20162081007 
CRISTIAN CAMILO VARGAS RIOS 
COD.20162081004 
 
 
TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TITULO DE: TECNOLOGO EN 
GESTION AMBIENTAL Y SERVICIOS PÚBLICOS 
 
DIRIGIDO POR: RAFAEL EDUARDO LADINO PERALTA 
INGENIERO MECÁNICO 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS 
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES 
TECNOLOGIA EN GESTION AMBIENTAL Y SERVICIOS PÚBLICOS 
BOGOTA D.C 
2021 
3 
 
Contenido 
Introducción ........................................................................................................... 6 
Definiciones ........................................................................................................... 7 
Biodigestor .................................................................................................................... 7 
Carga diaria ................................................................................................................... 7 
Zanja ............................................................................................................................. 7 
Flanche o Brida ............................................................................................................. 7 
Rollo de polietileno tubular ............................................................................................ 8 
Válvula de alivio ........................................................................................................... 8 
Ácido Sulfhídrico .......................................................................................................... 8 
Capítulo 1. Lista de materiales y Herramientas: Costos Estimados y Cantidad. ....... 8 
Capítulo 2. Construcción y Adecuación de la Zanja. ............................................. 10 
Capítulo 3. Construcción e Instalación del biodigestor. ......................................... 13 
Doble capa tubular ....................................................................................................... 13 
Salida de biogás. .......................................................................................................... 15 
Instalación de tuberías de entrada y salida .................................................................... 15 
Instalación del biodigestor dentro de la zanja ............................................................... 16 
Capítulo 4. Construcción e Instalación de la Red de Conducción y sus Componentes . 17 
Conducción de biogás ..................................................................................................