Evaluación técnica en el aprovechamiento del biogás para la generación de energía a partir de estiércol de animal del sector pecuario en Colombia.
| dc.contributor.advisor | Herrera Jacquelin, Francois | |
| dc.contributor.author | Cruz Cuellar, Santiago Enrique | |
| dc.contributor.author | Ocaña García, Manuel Ricardo | |
| dc.contributor.corporatename | Universidad Santo Tomás | |
| dc.date.accessioned | 2026-02-11T20:37:17Z | |
| dc.date.available | 2026-02-11T20:37:17Z | |
| dc.date.issued | 2026-02-03 | |
| dc.description | Este trabajo analiza la viabilidad técnica de utilizar el biogás de estiércol animal para la generación termoeléctrica a pequeña escala en Colombia, abordando la doble problemática de la diversificación de la matriz energética y el impacto ambiental de los residuos ganaderos. La metodología empleada fue una revisión bibliográfica que incluyó: la caracterización de los sistemas productivos de los sectores bovino, porcino y aviar; el análisis de las propiedades fisicoquímicas de sus excretas (como la relación C/N); el estudio de las fases y tecnologías de la digestión anaerobia; y el cálculo del potencial energético actualizado con datos del Censo Pecuario Nacional a 2024. Entre los principales hallazgos, se determinó que el potencial técnico nacional asciende a 900 GWh/año, capaz de cubrir el 1.13% de la demanda eléctrica del país. Se identificó que los sectores porcino y avícola son los más viables por su alto nivel de tecnificación, que facilita la recolección de biomasa. Además, se constató que mientras el estiércol bovino posee una relación C/N (entre 13 y 33) adecuada para la digestión directa, la porcinaza (entre 5 y 13) y gallinaza (entre 9 y 13) requieren co-digestión para un proceso eficiente. Se concluye que el aprovechamiento de estos residuos contribuye a los esfuerzos para fomentar la economía circular y la seguridad energética en Colombia. | |
| dc.description.abstract | This paper analyzes the technical feasibility of using biogas from animal manure for small scale thermoelectric generation in Colombia, addressing the dual challenges of energy matrix diversification and the environmental impact of livestock waste. The methodology used was a literature review that included: characterization of production systems in the bovine, swine, and poultry sectors; analysis of the physicochemical properties of their manure (such as the C/N ratio); study of the phases and technologies of anaerobic digestion; and calculation of the energy potential updated with data from the National Livestock Census to 2024. Among the main findings, it was determined that the national technical potential amounts to 900 GWh/year, capable of covering 1.13% of the country's electricity demand. The swine and poultry sectors were identified as the most technically viable due to their high level of technological development, which facilitates biomass harvesting. Furthermore, it was found that while bovine manure has a C/N ratio (between 13 and 33) suitable for direct digestion, pig manure (between 5 and 13) and chicken manure (between 9 and 13) require co-digestion for efficient processing. It is concluded that the utilization of these wastes contributes to efforts to promote the circular economy and energy security in Colombia. | |
| dc.description.degreelevel | Maestría | spa |
| dc.description.degreename | Magister en Tecnologías Limpias | spa |
| dc.format.mimetype | application/pdf | |
| dc.identifier.citation | Cruz Cuellar, S. E. y Ocaña García, M. R. (2026). Evaluación técnica en el aprovechamiento del biogás para la generación de energía a partir de estiércol de animal del sector pecuario en Colombia. [Trabajo de Maestría, Universidad Santo Tomás]. Repositorio Institucional. | |
| dc.identifier.instname | instname:Universidad Santo Tomás | spa |
| dc.identifier.reponame | reponame:Repositorio Institucional Universidad Santo Tomás | spa |
| dc.identifier.repourl | repourl:https://repository.usta.edu.co | spa |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11634/71576 | |
| dc.language.iso | spa | |
| dc.publisher | Universidad Santo Tomás | spa |
| dc.publisher.branch | CRAI-USTA Bogotá | |
| dc.publisher.faculty | Facultad de Ingeniería Ambiental | spa |
| dc.publisher.program | Maestría Tecnologías Limpias | spa |
| dc.relation.references | Angelidaki, I. & Ellegaard, L. (2003): Codigestion of manure and organic wastes in centralized biogas plants: status and future trends. Appl. Biochem. Biotechnol | |
| dc.relation.references | Bernal Calderón, J. P. y Orozco Aguirre, J. P. (2019). Comparación del estiércol bufalino y bovino como potenciales inóculos en el proceso de digestión anaerobia. Universidad Pontificia Bolivariana. https://repository.upb.edu.co/bitstream/handle/20.500.11912/8441/39175.pdf?sequence= 1 | |
| dc.relation.references | Beteta, T. C. y González, J. A. (2005). Manual de construcción y uso de biodigestores tubulares plásticos. Guía Técnica No. 7. Universidad Nacional Agraria, Managua. http://repositorio.una.edu.ni/2412/1/nf04b562.pdf | |
| dc.relation.references | Bischofsberger, W., Dichtl, N., Rosenwinkel, K. H., Seyfried, C. F. & Böhnke, B. (2005). Anaerobtechnik. Springer Verlag. Berlin-Heidelberg | |
| dc.relation.references | Bravo Parra, A. M., Valencia, J. B., Carbonari, D. E., Vélez, A. F., Céspedes, J., García Botina, M. J., Díaz, N., Charry Camacho, A., Jäger, M., Hurtado, J. J. y Tapasco Alzate, J. (2021). La Ganadería en Colombia. Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit [GIZ] GmbH & Alianza CIAT-Bioversity. https://www.giz.de/en/downloads/GIZ_CIAT_GanaderiaPag_sencillas_web.pdf | |
| dc.relation.references | Campos, C. (2011). Metodología para determinar los parámetros de diseño y construcción de biodigestores para el sector cooperativo y campesino. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias. Vol 20. núm 2. | |
| dc.relation.references | Campos, E. y Flotats, X. (2012). Procesos biológicos: La digestión anaerobia y el compostaje. Editorial Díaz de Santos. Tratamiento y valorización energética de residuos | |
| dc.relation.references | Carhuancho, F., Ramírez, J., & Guerrero, J. (2015). Gestión ambiental de residuos avícolas mediante digestión anaerobia para la producción de fertilizantes orgánicos líquidos. Anales Científicos, 76(2), 231-237 | |
| dc.relation.references | Castro Molano, L. P., Parrales Ramírez, Y. A. y Escalante Hernández, H. (2019). Co-digestión anaerobia de estiércoles bovino, porcino y equino como alternativa para mejorar el potencial energético en digestores domésticos. Revista ION. 32(2) | |
| dc.relation.references | Chará, J., Pedraza, G. y Conde, N. (2002). Instalación y mantenimiento de biodigestores plásticos. CIPAV | |
| dc.relation.references | Chen, Y., Cheng, J. J. & Creamer, K. S. (2015). Inhibition of anaerobic digestion process: A review. Bioresource Technology. 99(10). https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.01.057 | |
| dc.relation.references | Congreso de Colombia. (2014). Ley 1715 de 2014. Diario Oficial. 49150 | |
| dc.relation.references | CONtexto Ganadero. (2024). Los biodigestores como solución sostenible para ganaderos. CONtexto Ganadero. https://www.contextoganadero.com/porcicola/los-biodigestorescomo-solucion-sostenible-para-ganaderos | |
| dc.relation.references | Cruz, J. T., & Oviedo, K. M. (2019). Aprovechamiento de la biomasa residual pecuaria en Colombia. Mare Ingenii, 1(1), 1-10 | |
| dc.relation.references | Cuenca Jiménez, N. J., Chavarro Miranda, F. y Díaz Gantiva, O. H. (2008). El sector de ganadería bovina en Colombia. Aplicación de modelos de series de tiempo al inventario ganadero. Revista Facultad de Ciencias Económicas: Investigación y Reflexión. XVI(1) | |
| dc.relation.references | Departamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE). (2021). Caracterización de la actividad ganadera a partir del aprovechamiento estadístico de registros administrativos: 1er Ciclo Nacional de Vacunación 2021 (Boletín técnico). DANE. https://www.dane.gov.co/files/investigaciones/agropecuario/caracterizacionganadera/boletin_1er-ciclo-vacunacion-2021.pdf | |
| dc.relation.references | Dennis, A. & Burke, P. A. (2001). Dairy Waste Anaerobic Digestion Handbook. Environmental Energy Company. Olympia WA. USA | |
| dc.relation.references | Deublein, D. & Steinhauser, A. (2008). Biogas from Waste and Renewable Resources. An introduction.Wiley-VCH, Verlag GmbH & Co. KGaA. Weinheim, Germany | |
| dc.relation.references | Díaz, M., Espitia, S. y Molina, F. (2002). Digestión anaerobia: Una aproximación a la tecnología. Universidad Nacional de Colombia. http://www.bdigital.unal.edu.co/43178/2/9587011961_Parte%201.pdf | |
| dc.relation.references | Duharte Rodríguez, W. L. (2021). Estimación del potencial de biogás a partir de la gallinaza. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 30(1) | |
| dc.relation.references | Durazno Coronel, A. D. (2018). Valoración de estiércol bovino y porcino en la producción de biogás en un biodigestor de producción por etapas. Universidad Politécnica Salesiana | |
| dc.relation.references | Estrada Pareja, M. M. (2005). Manejo y procesamiento de la gallinaza. Revista Lasallista de Investigación. 2(1). https://www.redalyc.org/pdf/695/69520108.pdf | |
| dc.relation.references | Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe [FNR]. (2010). Guide to Biogas: From Production to Use. Biogasportal. https://energypedia.info/images/4/46/Guide_to_Biogas- _From_Production_to_Use.pdf | |
| dc.relation.references | FAO, MINENERGIA, PNUD, y GEF. (2011). Manual del Biogás. Proyecto CHI/00/G32. 120. http://www.fao.org/docrep/019/as400s/as400s.pdf | |
| dc.relation.references | Federación Nacional de Avicultores de Colombia [FENAVI]. (2018). La avicultura. Revista Nacional de Avicultura. 250. https://fenavi.org/wp-content/uploads/2018/05/revista250.pdf | |
| dc.relation.references | Flotats Ripoll, X. (2001). Digestión anaerobia de purines de cerdo y co-digestión con residuos de la industria alimentaria. Tesis Doctoral, Universitat Politècnica de Catalunya | |
| dc.relation.references | Gerber, P. J., Steinfeld, H., Henderson, B., Mottet, A., Opio, C., Dijkman, J., Falcucci, A. & Tempio, G. (2013). Tackling climate change through livestock: A global assessment of emissions and mitigation opportunities. Food and Agriculture Organization of the United Nations [FAO]. https://www.fao.org/3/i3437e/i3437e.pdf | |
| dc.relation.references | González, E., y Forero, E. (2021). Fundamentos del proceso de digestión anaeróbica. En E. González y E. Forero (Eds.), Biogás: nanotecnología, beneficios y producción (cap. 1). Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales | |
| dc.relation.references | González, H., Pérez, L., & Rojas, C. (2020). Gestión de residuos avícolas en sistemas productivos colombianos: alternativas para el aprovechamiento sostenible. Revista Colombiana de Ciencias Pecuarias. 33(1). https://doi.org/10.17533/udea.rccp.v33n1a05 | |
| dc.relation.references | Instituto Colombiano Agropecuario [ICA]. (2019). Diagnóstico del sector lácteo en Colombia. https://www.ica.gov.co/getattachment/71681b1c-2715-4a9d-b893- 192348714211/Diagnostico-del-sector-lacteo-en-Colombia.aspx | |
| dc.relation.references | Instituto Colombiano Agropecuario [ICA]. (2024). Censos Pecuarios Nacional. https://www.ica.gov.co/areas/pecuaria/servicios/epidemiologia-veterinaria/censos2016/censo-2018 | |
| dc.relation.references | Instituto Colombiano Agropecuario [ICA]. (2025). Censos Pecuarios Nacional. https://www.ica.gov.co/areas/pecuaria/servicios/epidemiologia-veterinaria/censos2016/censo-2018 | |
| dc.relation.references | IPA SAS. (2022). ¿Cuáles son las actividades pecuarias en Colombia?. https://www.ipasas.co/2022/07/08/cuales-son-las-actividades-pecuarias-en-colombia/ | |
| dc.relation.references | LEDS LAC. (2024). De la práctica a la política: análisis de las barreras a la inversión en biogás en Colombia y las medidas para abordarlas. Unidad de Planeación Minero Energética (UPME) | |
| dc.relation.references | López Martínez, G., Buriticá Arboleda, C. y Silva Lora, E. (2018). La biomasa residual pecuaria como recurso energético en Colombia. 12(2). https://doi.org/10.14483/22484728.14066 | |
| dc.relation.references | Manrique, I., Muñico, A., Sierra, D., Soriano, W. y Torre, D. (2015). La obtención de biogás por fermentación anaerobia a partir de estiércol de porcino a nivel laboratorio. Universidad Nacional del Centro de Perú. https://es.scribd.com/doc/293911321/obtencion-de-BiogasPor-Fermentacion-Anaerobia-a-Partir-deEstiercol-de-Porcino-a-Nivel-Laboratorio | |
| dc.relation.references | Mata-Alvarez, J., Dosta, J., Macé, S. & Astals, S. (2014). Codigestion of solid wastes: A review of its uses and perspectives including modeling. Critical Reviews in Biotechnology. 34(1). https://doi.org/10.3109/07388551.2012.726361 | |
| dc.relation.references | Mesinas, C. M. (2018). Caracterización fisicoquímica de excreta bovina para producir biogás, en una granja de ciudad Valles, SLP. Revista Electrónica de Divulgación de la Investigación, 10(2) | |
| dc.relation.references | Meza Acosta, K. I. y Romero Comas, O. F. (2023). Potencial de la codigestión anaeróbica de sustratos y estiércol porcino hacia la producción de metano. Revista de Investigación, Desarrollo e Innovación, 13(1) | |
| dc.relation.references | Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural [MADR]. (2022). Informe de gestión del sector agropecuario 2022. Gobierno de Colombia. https://www.minagricultura.gov.co/ | |
| dc.relation.references | Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. (2021). Guía de biogás sector porcícola. https://economiacircular.minambiente.gov.co/wp-content/uploads/2021/09/guia-biogassector-porcicola-ministerio-de-ambiente-desarrollo-sostenible.pdf | |
| dc.relation.references | Montenegro Orozco, K. T., Rojas Carpio, A. S. y Cabeza Rojas, I. (2016). Potencial de biogás de los residuos agroindustriales generados en el departamento de Cundinamarca. Revista ION | |
| dc.relation.references | National Research Council [NRC]. (2003). Air emissions from animal feeding operations: Current knowledge, future needs. The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/10586 | |
| dc.relation.references | Nielsen, H. B. & Angelidaki, I. (2008). Codigestion of Manure and Organic Wastes in Centralized Biogas Plants: Process imbalances and limitations. Water Sci. Technol | |
| dc.relation.references | Olaya, Y. y González, L. O. (2009). Fundamentos para el diseño de biodigestores. Universidad Nacional de Colombia. http://www.bdigital.unal.edu.co/7967/4/luisoctaviogonzalezsalcedo.20121.pdf | |
| dc.relation.references | Ortiz, D. L. P., Botero-Londoño, M. A., & Osorio-Cadavid, E. (2019). Biomasa residual pecuaria: revisión sobre la digestión anaerobia como método de producción de energía y otros subproductos. Revista UIS Ingenierías, 18(4), 187-198 | |
| dc.relation.references | Parrales Ramírez, Y. A., Escalante Hernández, H. y Castro-Molano, L. P. (2019). Co-digestión anaerobia de estiércoles bovino, porcino y equino como alternativa para mejorar el potencial energético en digestores domésticos. Revista ION | |
| dc.relation.references | Pedraza, G., Chará, J., Conde, N., Giraldo, S. y Giraldo L. (2002). Evaluación de los biodigestores en geomembrana y plástico de invernadero en clima medio para el tratamiento de aguas residuales de origen porcino. Livestock Research for Rural Development | |
| dc.relation.references | Petersson, A. & Wellinger, A. (2009). Biogas upgrading technologies – developments and innovations. IEA Bioenergy Task 37. https://www.ieabioenergy.com/publications/biogasupgrading-technologies-developments-and-innovations/ | |
| dc.relation.references | Powers, W. (2009). Environmental Challenges Ahead for the U.S. Dairy Industry. Florida Dairy Production Conference. núm 46. http://www.eenews.net/public/25/9867/features/documents/2009/02/24/document_gw_0 | |
| dc.relation.references | Probiomasa. (2020). Lecciones aprendidas en proyectos de biomasa y biogás en Argentina. Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca | |
| dc.relation.references | Reyes Aguilera, E. A. y Pérez Castellón, E. (2019). Caracterización de las propiedades fisicoquímicas de las excretas de ganado, caballo, cerdo y gallinaza para la generación de biogás. Revista Científica de FAREM-Estelí | |
| dc.relation.references | Sánchez Marín, J. (2019). Aprovechamiento energético y material mediante digestión anaerobia de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos que se producen en el barrio Moravia - Medellín. Universidad de Antioquia. https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/a6249711-8977-41a2-b61a-05ff8e83deb1/download | |
| dc.relation.references | Sánchez Roque, Y. (2023). Caracterización fisicoquímica de residuos orgánicos del estado de Chiapas, México, destinados a la producción de biogás. Revista Politécnica, 19(37), 135- 146 | |
| dc.relation.references | Siza, L. F., Díaz Castañeda, K. D., Dueñas Moreno, A. F. y Gómez Correa, A. F. (2021). Cadena de producción de carne porcina en Colombia. Universidad Cooperativa de Colombia. https://repository.ucc.edu.co/bitstreams/7899d55d-0217-4f52-992f5392d584cb3c/download | |
| dc.relation.references | Suárez, J. C. y Rincón, L. E. (2020). Estimación del potencial energético de la biomasa pecuaria en Colombia. Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia. 95. https://doi.org/10.17533/udea.redin.20200123 | |
| dc.relation.references | Tejada Guzmán, P. (2022). Energías renovables en Colombia: avances para la transición energética. Asociación Ambiente y Sociedad. Serie Justicia Climática. núm 3 | |
| dc.relation.references | Unidad de Planeación Minero Energética [UPME]. (2011). Atlas del Potencial Energético de la Biomasa Residual en Colombia. https://www1.upme.gov.co/siame/Paginas/atlas-delpotencial-energetico-de-la-biomasa.aspx | |
| dc.relation.references | Unidad de Planeación Minero Energética [UPME]. (2022). Plan energético nacional: Colombia 2022–2050. Transición energética justa. Ministerio de Minas y Energía de Colombia. https://www1.upme.gov.co/ | |
| dc.relation.references | Unidad de Planeación Minero Energética [UPME]. (2023). Informe de gestión 2022–2023. Ministerio de Minas y Energía de Colombia. https://www1.upme.gov.co/ | |
| dc.relation.references | Unidad de Planificación Rural Agropecuaria [UPRA]. (2024). Exportaciones agropecuarias de Colombia alcanzan USD 962 millones en febrero, un aumento del 12,5 %. https://upra.gov.co/es-co/saladeprensa/Paginas/Exportaciones-agropecuarias-deColombia-alcanzan-USD-962-millones-en-febrero,-un-aumento-del-12,5---.aspx | |
| dc.relation.references | Velásquez, N. Y. R. (2021). Políticas y normas sobre energías renovables para el desarrollo de biogás en Colombia. Una revisión. Revista de Derecho, 56, 1-20 | |
| dc.relation.references | XM. (2023). Reporte Integral de Sostenibilidad, Operación y Mercado 2023. https://www.xm.com.co/sites/default/files/documents/Reporte%20Integral%20de%20Sos tenibilidad%2C%20Operaci%C3%B3n%20y%20Mercado%202023_XM.pdf | |
| dc.relation.references | XM. (2024). Reporte Integral de Sostenibilidad, Operación y Mercado 2024. https://www.xm.com.co/reporte-integral-de-sostenibilidad-operacion-y-mercado-2024 | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 2.5 Colombia | en |
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| dc.rights.coar | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 | |
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| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/ | |
| dc.subject.keyword | Biogas | |
| dc.subject.keyword | Livestock manure | |
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| dc.subject.keyword | Thermoelectric generation | |
| dc.subject.keyword | Small-scale | |
| dc.subject.keyword | Technical viability | |
| dc.subject.keyword | Colombia | |
| dc.subject.lemb | Biogás | |
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| dc.title | Evaluación técnica en el aprovechamiento del biogás para la generación de energía a partir de estiércol de animal del sector pecuario en Colombia. | |
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