Ir al menú de navegación principal Ir al contenido principal Ir al pie de página del sitio

Vol. 16 Núm. 1 (2025)
Vol. 16 Núm. 1 (2025): Vol. 16 Núm. 1 (2025): Vol 16, Núm.1 (2025): Enero - Junio

Artículos de investigación / Research papers

FEASIBILITY FOR ENERGY RECOVERY FROM BIOGAS AT LOS CORAZONES LANDFILL, VALLEDUPAR: FACTIBILIDAD PARA EL APROVECHAMIENTO ENERGETICO DEL BIOGÁS DEL RELLENO SANITARIO LOS CORAZONES, VALLEDUPAR

https://doi.org/10.19053/uptc.01217488.v16.n1.2025.18533

Publicado 2025-04-20

  • Luisa Fernanda Ramírez Ríos
    • ,
  • Dorance Becerra Moreno
    • ,
  • Nelson Javier Cely Calixto

Luisa Fernanda Ramírez Ríos
Universidad de los Llanos

Dorance Becerra Moreno
Universidad Francisco de Paula Santander

Nelson Javier Cely Calixto
Universidad Francisco de Paula Santander

Resumen

Este estudio evaluó la factibilidad del aprovechamiento energético del biogás generado en el relleno sanitario Los Corazones, en Valledupar, como una estrategia para mitigar emisiones de metano y diversificar la matriz energética regional. Se utilizó el modelo LandGEM para estimar la generación de metano, considerando una tasa de generación (k) de 0.05 año-1 y un potencial de generación (L_0) de 170 m³/Mg de residuos, calculados a partir de proyecciones de población y disposición de residuos sólidos con una tasa per cápita de 0.28 toneladas/habitante/año. Los resultados muestran que en 2035, año de máximo potencial, se generarán 27,095,297 m³ de metano, equivalentes a 2,598,179 MJ/día de energía química, 324,798 kWh/día de energía eléctrica y 360,887 kWh/día de energía térmica, suficiente para abastecer más de 62,000 hogares diarios. Estos valores destacan el relleno como una fuente renovable significativa, con capacidad para reducir emisiones de metano, un gas cuyo potencial de calentamiento global es 28 veces mayor que el dióxido de carbono. La comparación con estudios internacionales confirma que el aprovechamiento de biogás en rellenos de climas cálidos y húmedos puede reducir hasta un 60 % las emisiones de metano, mientras genera energía limpia. Este análisis refuerza la importancia de implementar tecnologías de captura y aprovechamiento en rellenos sanitarios colombianos, promoviendo la sostenibilidad ambiental y energética. Finalmente, se concluye que el relleno Los Corazones tiene el potencial de convertirse en un modelo de gestión sostenible, integrando la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero con la generación de energía renovable.

Palabras clave

Biogas, Methane, Renewable Energy, Landfill, Greenhouse Gases

Citas

  1. D. D. Otero Meza, A. Sagastume Gutiérrez, J. J. Cabello Eras, J. Salcedo Mendoza, and J. Hernández Ruydíaz, “Techno-economic and environmental assessment of the landfill gas to energy potential of major Colombian cities,” Energy Convers. Manag., vol. 293, p. 117522, Oct. 2023, doi: 10.1016/j.enconman.2023.117522.
  2. L. F. Ramírez Ríos, D. Becerra Moreno, and J. Y. Ortega Contreras, “Potential use of methane gas from the Villavicencio sanitary landfill, Colombia,” Ing. Compet., vol. 26, no. 2, Jul. 2024, doi: 10.25100/iyc.v26i2.14019.
  3. C. L. Y. Wong and W. Zawadzki, “Emissions rate measurement with flow modelling to optimize landfill gas collection from horizontal collectors,” Waste Manag., vol. 157, pp. 199–209, Feb. 2023, doi: 10.1016/j.wasman.2022.12.018.
  4. Y. Wei et al., “Evaluation of greenhouse gas emission and reduction potential of high-food-waste-content municipal solid waste landfills: A case study of a landfill in the east of China,” Waste Manag., vol. 189, pp. 290–299, Dec. 2024, doi: 10.1016/j.wasman.2024.08.029.
  5. A. E. Ersoy and A. Ugurlu, “Bioenergy’s role in achieving a low-carbon electricity future: A case of Türkiye,” Appl. Energy, vol. 372, p. 123799, Oct. 2024, doi: 10.1016/j.apenergy.2024.123799.
  6. A. Folino, E. Gentili, D. Komilis, and P. S. Calabrò, “Biogas recovery from a state-of-the-art Italian landfill,” J. Environ. Manage., vol. 367, p. 122040, Sep. 2024, doi: 10.1016/j.jenvman.2024.122040.
  7. X.-X. Niu, S.-Z. Wang, Y.-C. Niu, L.-F. Wei, and L.-Y. Yu, “Improvement and optimization for the first order decay model parameters at typical municipal solid waste landfills in China,” Adv. Clim. Change Res., vol. 14, no. 4, pp. 605–614, Aug. 2023, doi: 10.1016/j.accre.2023.07.002.
  8. M. R. Dihan, T. Naha, and K. Kirtania, “Comparative assessment of waste-to-energy scenarios to mitigate GHG emission from MSW in a developing mega city,” Energy Sustain. Dev., vol. 82, p. 101540, Oct. 2024, doi: 10.1016/j.esd.2024.101540.
  9. A. Rafey and F. Z. Siddiqui, “Modelling and simulation of landfill methane model,” Clean. Energy Syst., vol. 5, p. 100076, Aug. 2023, doi: 10.1016/j.cles.2023.100076.
  10. S. M. Rafew and I. M. Rafizul, “Application of system dynamics for municipal solid waste to electric energy generation potential of Khulna city in Bangladesh,” Energy Rep., vol. 9, pp. 4085–4110, Dec. 2023, doi: 10.1016/j.egyr.2023.02.087.
  11. CORPOCESAR, “Resolución No. 0008.” CORPORACIÓN AUTÓNOMA REGIONAL DEL CESAR, Jan. 14, 2022.
  12. Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios, “Informe Nacional de Disposición Final de Residuos Sólidos 2021,” Informe Nacional de Disposición Final de Residuos Sólidos 2021, Bogotá D.C., 14, Feb. 2023.
  13. Amy Alexander, C. Burklin, and A. Singleton, Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 3.02 User’s Guide. Washington, DC: U.S. Environmental Protection Agency, 2005.
  14. D. Wang et al., “Simulating CH4 emissions from MSW landfills in China from 2003 to 2042 using IPCC and LandGEM models,” Heliyon, vol. 9, no. 12, p. e22943, Dec. 2023, doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e22943.
  15. C. Macias, E. J. Guadamud Soledispa, V. A. Lino Calle, and D. D. Carvajal Rivadeneira, “PLANIFICACIÓN OPERATIVA EN REDES DE AGUA POTABLE PARA LA CIUDAD DE JIPIJAPA,” Rev. ALCANCE, vol. 7, no. 1, Mar. 2024, doi: 10.47230/ra.v7i1.61.
  16. A. R. Rodrigues Silveira, W. C. Nadaleti, G. Przybyla, and P. Belli Filho, “Potential use of methane and syngas from residues generated in rice industries of Pelotas, Rio Grande do Sul: Thermal and electrical energy,” Renew. Energy, vol. 134, pp. 1003–1016, Apr. 2019, doi: 10.1016/j.renene.2018.11.063.
  17. U.S. Environmental Protection Agency and Combined Heat and Power Partnership, “Catalog of CHP Technologies.” U.S. Environmental Protection Agency Combined Heat and Power Partnership, Sep. 2017.
  18. Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales, “Consulta y Descarga de Datos Hidrometeorológicos.” Accessed: Apr. 25, 2024. [Online]. Available: http://dhime.ideam.gov.co/atencionciudadano/
  19. U.S. Environmental Protection Agency, Background Information Document for Updating AP42 Section 2.4 for Estimating Emissions from Municipal Solid Waste Landfills. Washington, DC: U.S. Environmental Protection Agency, 2008.
  20. “DANE - Censo general 2005.” Accessed: Apr. 25, 2024. [Online]. Available: https://www.dane.gov.co/index.php/estadisticas-por-tema/demografia-y-poblacion/censo-general-2005-1
  21. “DANE - Censo Nacional de Población y Vivienda 2018.” Accessed: Apr. 25, 2024. [Online]. Available: https://www.dane.gov.co/index.php/estadisticas-por-tema/demografia-y-poblacion/censo-nacional-de-poblacion-y-vivenda-2018
  22. Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios, “Informe Nacional de Disposición Final de Residuos Sólidos 2020.” Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios, Dec. 2021.
  23. N. F. Da Silva et al., “First order models to estimate methane generation in landfill: A case study in south Brazil,” J. Environ. Chem. Eng., vol. 8, no. 4, p. 104053, Aug. 2020, doi: 10.1016/j.jece.2020.104053.
  24. M. Anshassi, T. Smallwood, and T. G. Townsend, “Life cycle GHG emissions of MSW landfilling versus Incineration: Expected outcomes based on US landfill gas collection regulations,” Waste Manag., vol. 142, pp. 44–54, Apr. 2022, doi: 10.1016/j.wasman.2022.01.040.
  25. D. Wang et al., “Simulating CH4 emissions from MSW landfills in China from 2003 to 2042 using IPCC and LandGEM models,” Heliyon, vol. 9, no. 12, p. e22943, Dec. 2023, doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e22943.
  26. K. Wangyao, “Methane Generation Rate Constant in Tropical Landfill,” 2010.
  27. Á. A. Andrade Morales, Á. H. Restrepo Victoria, and J. E. Tibaquirá, “Estimación de biogás de relleno sanitario, caso de estudio: Colombia,” Entre Cienc. E Ing., vol. 12, no. 23, pp. 40–47, Mar. 2018, doi: 10.31908/19098367.3701.
  28. S. M. Rafew and I. M. Rafizul, “Application of system dynamics for municipal solid waste to electric energy generation potential of Khulna city in Bangladesh,” Energy Rep., vol. 9, pp. 4085–4110, Dec. 2023, doi: 10.1016/j.egyr.2023.02.087.
  29. S. Chandra and R. Ganguly, “Assessment of landfill gases by LandGEM and energy recovery potential from municipal solid waste of Kanpur city, India,” Heliyon, vol. 9, no. 4, p. e15187, Apr. 2023, doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e15187.
  30. P. Ghosh et al., “Assessment of methane emissions and energy recovery potential from the municipal solid waste landfills of Delhi, India,” Bioresour. Technol., vol. 272, pp. 611–615, Jan. 2019, doi: 10.1016/j.biortech.2018.10.069.
  31. L. F. Ramírez Ríos, D. Becerra Moreno, and J. Y. Ortega Contreras, “Potential use of methane gas from the Villavicencio sanitary landfill, Colombia,” Ing. Compet., vol. 26, no. 2, Jul. 2024, doi: 10.25100/iyc.v26i2.14019.
  32. Unidad de Planeación Minero Energética, “Primer balance de Energía Útil para Colombia y Cuantificación de las Perdidas energéticas relacionadas y la brecha de eficiencia energética,” Unidad de Planeación Minero Energética, Bogotá D.C., Apr. 2019.
  33. E. Y. Paddy, B. V. Namondo, A. Fopah-Lele, J. Foba-Tendo, F. S. Ibrahim, and E. Tanyi, “Assessment of the energy potential of municipal solid waste: A case study of Mussaka dumpsite, Buea Cameroon,” Bioresour. Technol. Rep., vol. 25, p. 101784, Feb. 2024, doi: 10.1016/j.biteb.2024.101784.
  34. “Ley No. 2169.” Congreso de Colombia, Dec. 22, 2021.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Artículos más leídos del mismo autor/a

Artículos similares

También puede {advancedSearchLink} para este artículo.