Obtención de AGVs por digestión anaerobia de estiércoles bovinos y porcinos

Descargas: 10

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.56845/rebs.v7i2.655

Palabras clave:

valorización de residuos, fermentación acidogénica, biotecnología ambiental

Resumen

La digestión anaerobia (DA) es un proceso biotecnológico esencial para la valorización de residuos orgánicos, al reducir su carga contaminante y generar productos de valor como ácidos grasos volátiles (AGVs). Estos compuestos tienen aplicaciones industriales como base para biopolímeros, solventes y biocombustibles. En este estudio se evaluó la producción cinética de AGVs a partir de estiércoles de bovino (EB) y porcino (EP), incubados a 37 °C durante 18 días. Se utilizó un diseño completamente al azar con diez tiempos de muestreo y tres repeticiones por tratamiento. La cuantificación de AGVs se realizó por HPLC y se analizaron parámetros como demanda química de oxígeno (DQO), pH y concentración de nutrientes (N, P, K). El EP mostró una producción máxima de 1.699 g/L a los 4 días, y el EB alcanzó 1.817 g/L a los 10 días. En ambos casos, el pH disminuyó inicialmente, indicando fases hidrolítica y acidogénica, seguidas de estabilización hacia etapas acetogénicas y metanogénicas. Se observó también una reducción en DQO, nitrógeno y fósforo, reflejando una intensa actividad microbiana. Ambos estiércoles resultaron viables, siendo el EP más eficiente al inicio y el EB en fases posteriores. Estos hallazgos aportan información clave para el diseño de biorrefinerías en esquemas de economía circular.

Citas

American Public Health Association, American Water Works Association, & Water Environment Federation. (2017). Standard methods for the examination of water and wastewater (L. L. Bridgewater, R. B. Baird, A. D. Eaton, & E. W. Rice, Eds.; 23rd ed.). American Public Health Association.

Anukam, A., Mohammadi, A., Naqvi, M., & Granström, K. (2019). A review of the chemistry of anaerobic digestion: Methods of accelerating and optimizing process efficiency. Processes, 7(8), Article 8. https://doi.org/10.3390/pr7080504

Atelge, M. R., Krisa, D., Kumar, G., Eskicioglu, C., Nguyen, D. D., Chang, S. W., Atabani, A. E., Al-Muhtaseb, A. H., & Unalan, S. (2020). Biogas production from organic waste: Recent progress and perspectives. Waste and Biomass Valorization, 11(3), 1019–1040. https://doi.org/10.1007/s12649-018-00546-0

Bajpai, P. (2017). Basics of anaerobic digestion process. En Anaerobic technology in pulp and paper industry (pp. 7–12). Springer. https://doi.org/10.1007/978-981-10-4130-3_2

Castro-Ramos, J. J., Solís-Oba, A., Solís-Oba, M., Calderón-Vázquez, C. L., Higuera-Rubio, J. M., & Castro-Rivera, R. (2022). Effect of the initial pH on the anaerobic digestion process of dairy cattle manure. AMB Express, 12(1), 162. https://doi.org/10.1186/s13568-022-01486-8

Castro-Sierra, A., Espinosa-Solares, T., Houbron, E., Castro-Rivera, R., & Azcárraga-Salinas, B. Y. (2024). Production of phytoregulators during anaerobic digestion of bovine and swine manures. Revista Mexicana de Ingeniería Química, 23(3). https://doi.org/10.24275/rmiq/Bio24289

Chen, T., Song, X., & Xing, M. (2023). Study on anaerobic phosphorus release from pig manure and phosphorus recovery by vivianite method. Scientific Reports, 13(1), 16095. https://doi.org/10.1038/s41598-023-43216-5

Cisneros De La Cueva, S., Veana Hernández, F., Arjona López, M. A., Álvarez Guzmán, C. L., & Pérez Vega, S. B. (2021). Optimización de las variables del proceso de digestión anaerobia de lactosuero en la producción de biogás. Revista Internacional de Contaminación Ambiental. https://doi.org/10.20937/RICA.53879

Colzi, A., & Estrada, J. (2020). Producción de ácidos grasos volátiles a partir de fangos de depuradora. AQUAVALL. Recuperado de https://aquavall.es/wp-content/uploads/2020/07/Apuntes-de-Innovacion-AquaVall-01-Produccion-de-acidos-grasos-TROVANT-web.pdf

Franke-Whittle, I. H., Walter, A., Ebner, C., & Insam, H. (2014). Investigation into the effect of high concentrations of volatile fatty acids in anaerobic digestion on methanogenic communities. Waste Management, 34(11), 2080–2089. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2014.07.020

Giduthuri, A. T., & Ahring, B. K. (2023). Current status and prospects of valorizing organic waste via arrested anaerobic digestion: Production and separation of volatile fatty acids. Fermentation, 9(1), Article 1. https://doi.org/10.3390/fermentation9010013

González, E. T., & Jurado, P. C. (2017). Sustratos y producción de biogás en biodigestores: Una revisión sistemática. Ingeciencia, 2(1), Article 1. Recuperado de https://revistas.ucentral.edu.co/index.php/Ingeciencia/article/view/2352

González-Herrera, J. E., Hernández-Beltrán, Y., González, L. M. L., & Hernández, J. J. (2021). Digestión anaerobia de suero de queso utilizando inóculo de estiércol porcino a diferentes relaciones inóculo-sustrato. Revista ION, 48(3).

Harirchi, S., Wainaina, S., Sar, T., Nojoumi, S. A., Parchami, M., Parchami, M., Varjani, S., Khanal, S. K., Wong, J., Awasthi, M. K., & Taherzadeh, M. J. (2022). Microbiological insights into anaerobic digestion for biogas, hydrogen, or volatile fatty acids (VFAs): A review. Bioengineered, 13(3), 6521–6557. https://doi.org/10.1080/21655979.2022.2035986

Kadam, R., Jo, S., Lee, J., Khanthong, K., Jang, H., & Park, J. (2024). A review on the anaerobic co-digestion of livestock manures in the context of sustainable waste management. Energies, 17(3), Article 3. https://doi.org/10.3390/en17030546

Lee, J.-H., Kim, C.-H., & Yoon, Y.-M. (2023). Effects of hydrothermal pretreatment on methane potential of anaerobic digestion sludge cake of cattle manure containing sawdust as bedding materials. Animal Bioscience, 36(5), 818–828. https://doi.org/10.5713/ab.22.0434

Meegoda, J. N., Li, B., Patel, K., & Wang, L. B. (2018). A review of the processes, parameters, and optimization of anaerobic digestion. International Journal of Environmental Research and Public Health, 15(10), Article 10. https://doi.org/10.3390/ijerph15102224

Patel, A., Mahboubi, A., Horváth, I. S., Taherzadeh, M. J., Rova, U., Christakopoulos, P., & Matsakas, L. (2021). Volatile fatty acids generated by anaerobic digestion serve as feedstock for oleaginous microorganisms to produce biodiesel and added-value compounds. Frontiers in Microbiology, 12. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.614612

Risberg, K., Cederlund, H., Pell, M., Arthurson, V., & Schnürer, A. (2017). Comparative characterization of digestate versus pig slurry and cow manure: Chemical composition and effects on soil microbial activity. Waste Management, 61, 529–538. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2016.12.016

Solarte Toro, J. C., Mariscal Moreno, J. P., & Aristizábal Zuluaga, B. H. (2017). Evaluación de la digestión y co-digestión anaerobia de residuos de comida y de poda en bioreactores a escala laboratorio. Revista ION, 30(1), 105–116. https://doi.org/10.18273/revion.v30n1-2017008

Tabarez Hincapie, K. V., Ramón Vanegas, A. A., Carrasco Salcedo, L. M., & Vásquez Bustamante, J. E. (2024). Evaluación de la producción de biogás a partir de cáscara y mucílago de cacao. Revista Ambiental Agua, Aire y Suelo, 15(1), Article 1. https://doi.org/10.24054/raaas.v15i1.2891

Tambone, F., Genevini, P., D’Imporzano, G., & Adani, F. (2009). Assessing amendment properties of digestate by studying the organic matter composition and degree of biological stability during anaerobic digestion of the organic fraction of MSW. Bioresource Technology, 100(12), 3140–3142. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.02.012

Wang, Z., Wang, W., Li, P., Leng, Y., & Wu, J. (2022). Continuous production of volatile fatty acids (VFAs) from swine manure: Determination of process conditions, VFAs composition distribution and fermentation broth availability analysis. Water, 14(12), Article 12. https://doi.org/10.3390/w14121935

Descargas

Publicado

2025-12-16

Cómo citar

Castro-Sierra, A., Solís-Oba, M. M., Espinosa-Solares, T., Houbron, E., Pacheco-Ortíz, J. A., Azcárraga-Salinas, B. Y., & Ruiz-Romero, J. (2025). Obtención de AGVs por digestión anaerobia de estiércoles bovinos y porcinos. Renewable Energy, Biomass & Sustainability, 7(2), 40–45. https://doi.org/10.56845/rebs.v7i2.655

Número

Vol. 7 Núm. 2 (2025)

Sección

Articles

Licencia

Derechos de autor 2025 Andres Castro-Sierra, María Myrna Solís-Oba, Teodoro Espinosa-Solares, Eric Houbron, José Agustín Pacheco-Ortíz, Brenda Yanin Azcárraga-Salinas, Javier Ruiz-Romero

Creative Commons License

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.