julio-diciembre 2024  
Vol. 5, No.10, PP.198-206  
ISSN 2953-6367  
http://revistainvestigo.com  
https://doi.org/10.56519/9my6r949  
GENERACIÓN DE BIOENERGÍA A PARTIR DE RESIDUOS  
SÓLIDOS URBANOS: EN BASE A UNA REVISIÓN ESTADÍSTICA  
DESCRIPTIVA  
GENERATION OF BIOENERGY FROM MUNICIPAL SOLID  
WASTE: BASED ON A DESCRIPTIVE STATISTICAL REVIEW  
1*  
2
Diego Ivan Cajamarca Carrazco , María Magdalena Paredes Godoy , Edwin Rogelio Guanga  
3
4
5
Casco , Jorge Washington Carrasco Barrionuevo , Bryan Rogelio Vaca Barahona  
{diego.cajamarca@espoch.edu.ec1, maparedes@unach.edu.ec2, edwin.guanga@espoch.edu.ec3, jorge.carrasco@espoch.edu.ec4,  
bvaca@eersa.com.ec5}  
Fecha de recepción: 22 de mayo de 2024  
/ Fecha de aceptación: 21 de junio de 2024  
/ Fecha de publicación: 14 de julio de 2024  
RESUMEN: El documento científico proporciona un análisis estadístico descriptivo de sucesos  
predeterminados bibliográficos de la digestión microbiana sin presencia de oxígeno, en la cual  
los microorganismos descomponen la materia orgánica en biogás. Para reducir la problemática  
de la contaminación ambiental que ocasiona la producción de residuos sólidos urbanos en la  
actualidad, adicional proporciona un conocimiento de los modelos de energía limpia basados  
en diferentes tipos de biodigestores funcionales, haciendo hincapié en los beneficios  
ambientales y de resiliencia en la producción de biogás. Acota la conceptualización necesaria  
para entender la temática de contaminación ambiental causada por una gestión inadecuada de  
los residuos sólidos urbanos y el potencial de estos para generar energía limpia de bajo impacto  
ambiental. Por lo cual el objetivo radica en una revisión descriptiva de la generación de  
bioenergía a partir de la gestión integral de los residuos orgánicos urbanos. El documento  
explica el proceso de digestión anaerobia, que convierte los residuos generados en las urbes en  
biogás, una fuente de energía alternativa rica en metano y dióxido de carbono. También analiza  
los distintos tipos de biodigestores y su selección en función de los residuos. Se completa con  
figuras para aclarar la composición del biogás, el concepto de biomasa, el proceso y las etapas  
de la digestión anaerobia, los tipos de fermentación anaerobia, los tipos de biodigestores y las  
partes de un biodigestor. Ya en la parte final concluye con una amplia bibliografía especializada  
para lecturas complementarias.  
Palabras clave: Biogás, biomasa, biodigestores, residuos sólidos urbanos, estadístico  
descriptivo  
1Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, https://orcid.org/0000-0001-6619-0490  
2Universidad Nacional de Chimborazo, https://orcid.org/0000-0002-8211-0400  
3Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, https://orcid.org/0000-0003-0147-3363  
4Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, https://orcid.org/0009-0001-7663-4179  
5Empresa Eléctrica de Riobamba, https://orcid.org/0000-0001-8565-0341  
Revista Científica Multidisciplinaria InvestiGo  
Riobamba – Ecuador  
Cel: +593 97 911 9620  
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GENERACIÓN DE BIOENERGÍA A PARTIR DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS: EN BASE A UNA REVISIÓN  
ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA  
ABSTRACT: The scientific paper provides a descriptive statistical analysis of bibliographic  
predetermined events of microbial digestion without the presence of oxygen, in which  
microorganisms decompose organic matter into biogas. To reduce the problem of  
environmental pollution caused by the production of municipal solid waste at present,  
additional provides an understanding of clean energy models based on different types of  
functional biodigesters, emphasizing the environmental and resilience benefits of biogas  
production. It also provides the conceptualization necessary to understand the issue of  
environmental pollution caused by inadequate management of municipal solid waste and the  
potential of these to generate clean energy with low environmental impact. Therefore, the  
objective is a descriptive review of the generation of bioenergy from the integral management  
of urban organic waste. The document explains the process of anaerobic digestion, which  
converts waste generated in cities into biogas, an alternative energy source rich in methane  
and carbon dioxide. It also analyzes the different types of biodigesters and their selection  
according to the waste. It is completed with figures to clarify the composition of biogas, the  
concept of biomass, the process and stages of anaerobic digestion, the types of anaerobic  
fermentation, the types of biodigesters and the parts of a biodigester. The final part concludes  
with an extensive specialized bibliography for further reading.  
Keywords: Biogas, biomass, biodigesters, municipal solid waste, municipal solid waste,  
descriptive statistics  
INTRODUCCIÓN  
El aumento por la sensibilización del cuidado ambiental ha motivado la indagación de innovadoras  
fuentes de producción de energías renovables no contaminantes y de baja emisión de gases de  
efecto invernadero (GEI) (1), consecuentemente los residuos sólidos urbanos compromete una  
alternativa tecnológica verde viable para la producción de bioenergía (2), caso particular el biogás  
es producida por digestión anaeróbica sin presencia de oxígeno y varía de acuerdo a su  
composición de biomasa, este compuesto principalmente contiene: dióxido de carbono (CO2),  
metano (NH4), y pequeñas cantidades de gases traza que son eliminando a la atmosfera (3).  
Por otro lado los biodigestores son grandes fuentes de reciclaje de biomasa para la generación de  
energía limpia de bajo impacto ambiental, a partir de desechos orgánicos producidos por la  
agricultura, y los residuos orgánicos sólidos domiciliarios (4). Según (5) los residuos sólidos  
urbanos (RSU) se producen a un ritmo alarmante y su eliminación es una preocupación en la  
actualidad, ya que la Producción Per Capital promedio es de 0,79 kg/día de huella por persona.  
Los RSU, son recurso económicamente viables para elaborar combustibles alternativos a través  
de diversas vías de conversión de residuos en energía.(6) por lo que el avance en la investigación  
de bioenergía sostenible representa un enfoque ambientalmente sostenible y en equilibrio con  
los procesos generativos de la naturaleza que ha mostrado ser efectivo en la reutilización de los  
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GENERACIÓN DE BIOENERGÍA A PARTIR DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS: EN BASE A UNA REVISIÓN  
ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA  
RSU, transformándolos en fuentes energéticas clave para promover el objetivo 7 de la agenda del  
nuevo milenio 2030, producción de energía asequible y no contaminante (5).  
Para los investigadores (7) el enfoque de producción de energía alternativa no tradicional se dirige  
hacia una circularidad de desechos provenientes del sector agroindustrial, agrícola, industrial,  
forestal y doméstico ya que la funcionalidad como materia prima para la producción de energía  
dispone de ventajas competitivas entre las que podemos citar las siguientes: reutilización, baja  
emisión de gases de efecto invernadero, y por su puesto de diversificación energética.(6).  
Por lo tanto, esta investigación bibliográfica tiene como propósito presentar la producción  
alternativa de producción de biogás a partir de la gestión integral de los residuos sólidos urbanos,  
sus beneficios tecnológicos en la producción de bioenergías, así como conceptualizaciones,  
producción y aspectos ambientales, el objetivo se logra mediante el análisis descriptivo de  
sucesos así como de datos obtenidos de las principales repositorios especializadas que permitan  
discernir la producción de energía alternativa no contaminante.  
MATERIALES Y MÉTODOS  
Los residuos orgánicos municipales son los protagonistas de este estudio bibliométrico en la que  
se aplicó una seria de procedimiento documentales como: revisiones técnicas, análisis de datos  
especializados, identificación de preguntas de investigación científica en relación con el tema de  
estudio y niveles de criticidad documental. La investigación es de carácter descriptivo, ya que  
describe el potencial de la producción de bioenergía a partir del biodigestor asociando el  
aprovechamiento de la gestión eficiente de los residuos orgánicos urbanos.  
El estudio analiza la conceptualización, la importancia y los obstáculos de la generación de  
bioenergía a partir de los residuos orgánicos municipales. Adopta un enfoque investigativo a  
través de una revisión crítica y sistemática, esta metodología tiene como objetivo examinar la  
producción de energía verde de bajo impacto ambiental a partir de la gestión integral de residuos  
orgánicos.  
Por otra parte, la revisión académica utilizada se basa en fuentes bibliográficas documentales  
utilizando las palabras clave, “gestión ambiental”, “residuos orgánicos urbanos”, “bioenergía”,  
“biogás”, permitiendo al equipo investigador analizar y evaluar eficientemente el desarrollo y la  
utilización de esta bioenergía con un enforque integral de la gestión de RSU, así como sus desafíos  
y potenciales aprovechamientos en temas de producción energética.  
RESULTADOS Y DISCUSIÓN  
Generación de residuos: La energía producida a partir de la biomasa es un tema estudiado desde  
hace una década ya que se ha constituido en una pieza clave en el desarrollo industrial de una  
nación, consecuentemente en la Figura 1, se conceptualiza este térmico ambiental.  
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GENERACIÓN DE BIOENERGÍA A PARTIR DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS: EN BASE A UNA REVISIÓN  
ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA  
Por otro lado, la problemática de la contaminación ambiental provocada por la falta de  
integración de la tecnología para el manejo de los residuos sólidos urbanos ha llevado a la  
búsqueda de soluciones adecuadas que en ocasiones se encuentran cerca de los actores  
involucrados, (7). Para,(8), la generación de desechos domésticos en la actualidad es una situación  
preocupante para la sociedad y el ambiente, por lo que se pretende enfocar la utilización de  
biomasa urbanos para generar bioenergía (5).  
Abarca toda la materia orgánica  
municipal que pueda utilizarse como  
fuente de energía  
Biomasa  
Puede ser utilizada para procesos  
biológicos sostenibles para su conversión  
en bioenergía  
Figura 1: Concepto del término biomasa  
Fuente: (9)  
De acuerdo con (10), el aumento en la demanda global de energía limpia, la dependencia de  
energías tradicionales y los problemas ambientales asociados, incentivan la realización de  
investigación de sobre la producción de bioenergías no contaminante y amigables con el  
ambiente (11).Por lo que, la utilización de energías limpias se han incrementado en todo el  
mundo a partir de la revolución industrial, tecnológica y del conocimiento.  
Por otra parte, las materias primas no renovables como el petróleo, carbón y el gas natural, que  
representan entre el 75 % y el 85 % del consumo total no han permitido el desarrollo de esta bio  
tecnología alternativa, debido a la dependencia de reservas de combustibles fósiles naturales, por  
tal razón, se ve en la necesidad de investigar nuevas fuentes de combustibles alternativos a corto  
o mediano plazo, esto incluye combustibles biodegradables o biocombustibles. (12) para mejorar  
la viabilidad económica, el ambiente y el propio sistema productivo, es fundamental considerar  
el aprovechamiento de los desechos orgánicos producidos en las ciudades para disponer de una  
autonomía energética local. (8).  
Los biodigestores son conocidos principalmente por producir biogás (Figura 2), que se puede  
utilizar en los procesos eco consumistas de la población actual. En tal virtud el acceso a una  
reciente fuente de energía renovable y local, producida por el propio productor de generación de  
residuos urbanos, amplía sus posibilidades de empleo y mejorar su eficiencia en la gestión integral  
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GENERACIÓN DE BIOENERGÍA A PARTIR DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS: EN BASE A UNA REVISIÓN  
ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA  
de energía, de esta manera los biodigestores pueden aumentar la eficiencia energética al producir  
biogás y aumentar la cantidad de energía alternativa que puede ser utilizada para la generación  
de alimentos, calefacción, entretenimiento entre otros utilidades de la vida diaria moderna de  
los últimos años (13).  
Composición del biogás  
Metano (CH4) y bióxido de  
Mezcla de gases diferentes  
carbono(C02)  
La digestión anaeróbica (DA)  
Extrae energía en forma de  
biogás  
Producidos  
por  
la  
descomposición bacteriana de  
la materia orgánicos sin oxígeno  
(Digestión anaeróbica)  
biofertilizante al reciclar desechos  
orgánicos  
Figura 2: Composición del biogás  
Fuente: (14)  
Digestión anaerobia: Según (15), describe que es un proceso biológico en ausencia de oxígeno,  
que tiene lugar a través de cuatro etapas sucesivas: hidrólisis, acidogénesis, acetogénesis y  
metanogénesis, como se explica en la (figura 3), en la cual interviene un grupo heterogéneo de  
microorganismos, que se encuentra en los RSU convirtiéndola en biogás, con un alto contenido  
de metano (CH4) (50% - 70%) Y dióxido de carbono (CO2) (30% - 50%), seguidos con los gases de  
menor proporción como el vapor de agua, dióxido de nitrógeno (NO2), monóxido de carbono  
(CO), amoniaco (NH3) compuestos de azufre caso particular el sulfuro de hidrógeno (H2S) y ácidos  
propiónico, butílico, valérico y demás, que se forman durante el proceso de descomposición de  
la materia orgánica producto de los residuos sólidos urbanos.  
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GENERACIÓN DE BIOENERGÍA A PARTIR DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS: EN BASE A UNA REVISIÓN  
ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA  
Asimismo debido a su alta capacidad calorífica (alrededor de 5.700 Kcal/m3) se lo utiliza en  
quemadores, turbinas, calderas, etc., el biogás se considera una fuente de energía secundaria de  
bajo impacto ambiental y alto impacto social (16), adicional el desecho final estabilizado sólido,  
posee una alta tasa de destrucción de microorganismos patógenos, por lo que es apto para ser  
utilizado como mejorador del recurso edáfico agrícola. La digestión anaerobia puede evitar la  
contaminación y recuperar energía de manera sostenible, lo que resulta en un buen balance  
energético (17).  
Proteínas  
Carbohidratos  
Lípidos  
Hidrolisis  
Aminoácidos  
azucares  
Ácidos grasos  
Acidogénesis  
Productos intermediarios  
Acetogénesis  
H2+C02  
Acetato  
Metanogénesis  
CH2+C02  
Figura 3: Proceso de digestión anaeróbica  
Fuente: (18)  
Por otro lado, un biodigestor consta de varias partes que trabajan en conjunto para llevar a cabo  
el proceso de digestión anaeróbica, como la cámara central que se encarga de mantener el  
tiempo de retención ideal de materia sin oxígeno; sistema de almacenamiento lo cual permite  
almacenar el biogás generado, para su consumo gradual.  
Tubería de conducción, lo que permite el biogás fluya a través de la tubería hacia un sistema de  
almacenamiento; conducto de carga por donde circula el sustrato, es recomendable establecer  
un conducción recta; conducto de descarga, el biofertilizante circula por el sistema de tuberías,  
lo que se coloca en una altura adecuada permita que se descargue; por ultimo tenemos el tanque  
de descarga, donde se produce un biofertilizante para la utilización de abono en plantaciones  
(20).  
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GENERACIÓN DE BIOENERGÍA A PARTIR DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS: EN BASE A UNA REVISIÓN  
ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA  
Tipos de biodigestores  
Biodigestor fijo pistón  
Biodigestor mezcla completa  
Los canales excavados en el suelo los conectan y  
suelen estar cubiertos con plástico, el cual funciona  
como depósito de biogás y aislamiento térmico. Son  
digestores sencillos que no tienen retención de  
biomasa suspendida ni recirculación de lodos, lo que  
significa que los tiempos de residencia hidráulica son  
altos (20–30 días) e iguales a los tiempos de  
retención de sólidos.  
Son simples desde un punto de vista técnico.  
No hay retención de biomasa suspendida ni  
recirculación de lodos, por lo que sus tiempos  
de retención de sólidos (TRS) o tiempo que  
permanecen los sólidos dentro del digestor  
deben ser altos (entre 15 y 30 días).  
Biodigestor de contacto  
Biodigestor batch  
Un decantador se utiliza para separar y recircular  
los lodos en el efluente, lo que aumenta la  
cantidad de biomasa residual húmeda (sólidos)  
en el digestor y reduce el tiempo de residencia  
hidráulica. Para evitar la acumulación de sólidos  
no biodegradables, el digestor debe purgarse  
periódicamente.  
Este tipo de biodigestores se sellan  
herméticamente y solo se cargan una vez. Una vez  
que se sella, se produce biogás, luego se eliminan  
los desechos generados en el proceso anaeróbico  
y se rellena el biodigestor.  
Figura 4: Tipos de biodigestores  
Fuente: (19)  
CONCLUSIONES  
Es crucial subrayar que la producción de bioenergía mediante la gestión completa de los desechos  
sólidos urbanos necesita una planificación precisa y el uso de tecnologías eficaces. Asimismo, es  
importante impulsar la reducción inicial de los residuos y promover el reciclaje junto con otras  
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GENERACIÓN DE BIOENERGÍA A PARTIR DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS: EN BASE A UNA REVISIÓN  
ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA  
formas de aprovechamiento de desechos, con el fin de optimizar la utilización de los recursos y  
disminuir los efectos en el medio ambiente.  
La utilización de residuos sólidos urbanos para generar bioenergía representa una opción  
promisoria actual para transformar desechos en una fuente renovable de energía alternativa y de  
bajo impacto ambiental. Se requiere la implementación de tecnologías eficaces y la promoción  
de prácticas que reduzcan y valoren los residuos para optimizar los beneficios de esta estrategia.  
La aplicación sistemática del análisis estadístico descriptivo mejorará la transferencia del  
conocimiento en temas relacionados con la sostenibilidad ambiental, la producción de  
bioenergía, la viabilidad de la generación de biocombustibles a partir de los residuos sólidos  
urbanos, como también contribuye al desarrollo de tecnologías innovadoras y responsables en el  
sector energético y ecológico.  
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