Generacion Biogas

Modelo mexicano para la estimación de la
generación de biogás
Aguilar-Virgen, Q.1
, Taboada-González, P. A.2
, Ojeda-Benítez, S.3
Fecha de recepción: 10 de enero de 2011 – Fecha de aprobación: 31 de marzo de 2011
RESUMEN
La estimación de las emisiones de biogás en los sitios de disposición final ha sido fuertemente analizada por diversos
investigadores en todo el mundo. El control y el uso de este gas requieren estimar, con una certidumbre razonable,
tanto la producción diaria como la producción acumulativa de metano (CH4) a largo plazo. Para ello, la literatura
especializada muestra diversos modelos que son usados para predecir la generación de biogás. En el caso de México,
se cuenta con el Modelo Mexicano de Biogás Versión 2.0, un método que utiliza una ecuación de degradación de
primer orden, la cual fue modificada por la Agencia de Protección al Ambiente de los Estados Unidos (EPA) en el
Modelo LandGEM versión 3.02 en el 2005. En todos los modelos para evaluar el potencial de generación de biogás
de un sitio, la composición de los residuos es uno de los factores más importante. Con la finalidad de disminuir la
incertidumbre en las proyecciones, se considera que la determinación de los parámetros de generación de gas in situ
es la mejor opción.
Palabras clave: biogás, energía renovable, gases de efecto invernadero, modelo mexicano, rellenos sanitarios.
Mexican model for the estimation of the
generation of biogas
ABSTRACT
The estimate of emissions of biogas from disposal sites has been heavily studied by many researchers around the
world. The control and use of this gas need to estimate, with reasonable certainty, both daily production and the
cumulative production of methane (CH4) in the long term. To do this, the literature shows various models that are
used to predict biogas generation. In the case of Mexico, with Mexico LFG Model Version 2.0, a method using an
equation of first order decay, which was amended by Environment Protection Agency (EPA) in LandGEM Model
version 3.02 in 2005. In all models to assess the potential for generation of biogas from a site, the composition of
waste is one of the most important. In order to reduce uncertainty in projections, it is considered that the
determination of the parameters of in situ gas generation is the best option.
Keywords: Mexican model, sanitary landfill, biogas, renewable energy, greenhouse gases.
___________________________
1
Candidato a Doctor en Ciencias del programa Maestría y Doctorado en Ciencias e Ingeniería. Instituto de Ingeniería,
Universidad Autónoma de Baja California. Blvd. Benito Juárez y Calle de la Norma S/N, C.P. 21280, Mexicali, Baja California,
México. E-mail: qaguilarv@gmail.com
2
Candidato a Doctor en Ciencias del programa Maestría y Doctorado en Ciencias e Ingeniería. Instituto de Ingeniería,
Universidad Autónoma de Baja California. E-mail: taboadapa@gmail.com
3
Investigadora Titular del Instituto de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Baja California. E-mail:
sara.ojeda.benitez@gmail.com
Nota: El período de discusión está abierto hasta el 1º de noviembre de 2011. Este artículo de divulgación es parte de Ingeniería–
Revista Académica de la Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma de Yucatán, Vol. 15, No. 1, 2011, ISSN 1665-
529X.

Aguilar-Virgen et al. / Ingeniería 15-1 (2011) 37-45
38
INTRODUCCIÓN
El biogás generado en los rellenos sanitarios
(RESA's) es una mezcla de gases que se producen
como resultado de factores físicos, químicos y
procesos microbianos que tienen lugar dentro de la
basura en la fracción orgánica. Estudios realizados en
los RESA's donde se usan los datos de pruebas de
extracción de biogás, muestran un rango de
producción de 0.05 y 0.40 m3
de biogás por kg de
residuos (World Bank Group 2004). Los principales
componentes del biogás son el metano (CH4) y el
dióxido de carbono (CO2), y pequeñas cantidades de
varios compuestos trazas (Machado et al. 2009,
Tchobanoglous et al. 1994, Marshall 2007).
La composición de los residuos es el factor más
importante en la evaluación del potencial de
generación de biogás de un sitio. El potencial máximo
de volumen de biogás depende de la cantidad y tipo
de materia orgánica dentro de la masa de residuos ya
que la descomposición de los residuos es la fuente de
todo el biogás producido. Otros factores que influyen
la tasa de producción de biogás son el contenido de
humedad, nutrientes, contenido bacteriano, nivel de
pH, y el diseño específico del lugar y los planes de
operaciones (World Bank Group 2004, Machado et
al. 2009, Kumar et al. 2004b, Kong 2008).
La factibilidad de proyectos para el aprovechamiento
del biogás en los RESA's depende de estimar, con una
certidumbre razonable, tanto la producción diaria
como la producción acumulativa de CH4 en el largo
plazo. Tales valores son usualmente calculados con
expresiones matemáticas que consideran 100% de
conversión (Meraz et al. 2008).
Los estudios de estimación de generación de biogás
han cobrado fuerza debido al aumento en la demanda
energética y a que los residuos sólidos urbanos (RSU)
depositados en los RESA's sin un manejo apropiado,
pueden producir problemas de contaminación de aire,
agua y suelo, con el consecuente riesgo de la salud
pública (Aguilar-Virgen et al. 2009). Además la
contribución al efecto invernadero del CH4, uno de
los gases presentes en el biogás que se genera en los
RESA's, es 21 veces más potente respecto al CO2
(Batool y Chuadhry 2008).
Por lo expuesto anteriormente, la estimación de las
emisiones de biogás en los sitios de disposición final
ha sido fuertemente analizada por diversos
investigadores en todo el mundo, con fines de
extracción y utilización como fuente renovable de
energía y mitigación de emisiones de gases de efecto
invernadero (GEI).
En México, los estudios realizados para calcular la
generación de biogás en RESA's no han seguido la
misma metodología, ni utilizado el mismo modelo
matemático, por lo que es importante estandarizar
criterios para poder realizar comparaciones válidas
respecto a la evaluación de recuperación de biogás
(Aguilar et al. 2010).
Considerando la necesidad de desarrollar estudios
estandarizados en México, los objetivos de este
artículo son presentar un análisis detallado del modelo
mexicano de biogás y exponer brevemente otros
modelos aplicados a nivel mundial.
MODELO MEXICANO DE BIOGÁS
Este modelo fue inicialmente desarrollado en el 2003
por SCS Engineers bajo contrato con el programa
Landfill Methane Outreach (LMOP) de la EPA. El
Modelo Mexicano de Biogás Versión 1.0 se utilizó
para estimar la generación y recuperación de biogás
en RESA's mexicanos que contaban o planeaban tener
un sistema de recolección de biogás. Posteriormente,
en el 2009, se desarrolló una actualización y
mejoramiento de esta versión, logrando el Modelo
Mexicano de Biogás Versión 2.0.
Este modelo requiere que el usuario alimente datos
específicos, tales como, el año de apertura, año de
clausura, índices de disposición anual, precipitación
promedio anual y eficiencia del sistema de
recolección. El modelo provee automáticamente
valores para el índice de generación de metano (k) y
la generación potencial de metano (L0). Estos valores
fueron desarrollados usando datos específicos de
RESA's representativos de México, y la relación entre
los valores de k y L0 observados en RESA's de E.U.
Los valores de k y L0 varían dependiendo de la
precipitación promedio anual y pueden utilizarse para
proyectar la generación de biogás en RESA's
municipales localizados en las diferentes regiones de
México.
El método utiliza una ecuación de degradación de
primer orden que supone que la generación de biogás
llega a su máximo después de un periodo de tiempo
antes de la generación de CH4 (ver ecuación 1). El
modelo asume que: (a) el período es de un año desde
la colocación de los residuos y el comienzo de la
generación de biogás y (b) por cada unidad de
residuos después de un año la generación disminuye
exponencialmente mientras la fracción orgánica de
los residuos es consumida.

39
= 2
10
.
(1)
Donde: QLFG es el flujo de biogás máximo esperado
(m3
/año), i es el incremento en tiempo de 1 año, n es
el año del cálculo –año inicial de disposición de
residuos–, j es el incremento de tiempo en 0.1 años, k
es el índice de generación de metano (1/año), L0 es la
generación potencial de metano (m3
/Mg), Mi es la
masa de residuos dispuestos en el año i (Mg), tij es la
edad de las sección j de la masa de residuos Mi
dispuestas en el año i (años decimales), MCF es el
factor de corrección de metano, F es el factor de
ajuste por incendios.
Empleando la ecuación 1 se puede estimar la
generación de biogás usando cantidades de residuos
dispuestos acumulados a través de un año.
Proyecciones para años múltiples son desarrolladas
variando la proyección del anual y luego iterando la
ecuación. El año de generación máxima normalmente
ocurre en el año de clausura o el año siguiente
(dependiendo del índice de disposición en los años
finales).
Con la excepción de los valores de k y L0, el modelo
mexicano de biogás requiere datos específicos del
relleno en cuestión para producir las proyecciones de
generación. Aunque el modelo provee
automáticamente valores para el índice de generación
de metano (k) y el potencial de generación de metano
(L0) (SCS Engineers 2009), éstos pueden ser
modificados de acuerdo a las características in situ. A
continuación se describe cada uno de estos
parámetros:
Índice de generación de metano (k). Representa la
tasa de biodegradación de primer orden a la cual el
CH4 es generado luego de la disposición de residuo en
el sitio y está relacionado con el período de vida de
los residuos de acuerdo con la ecuación: período = ln
(2) / k. Conforme el valor de k incrementa, la
generación de CH4 en un RESA también incrementa
(siempre y cuando el RESA siga recibiendo residuos).
Luego disminuye con el tiempo, después que el
RESA es clausurado (IPCC 2002 & 2006, SCS
Engineers 2009, World Bank Group 2004).
La constante k depende del contenido de humedad, la
disponibilidad de nutrientes, el pH y la temperatura.
De ellos, el contenido de humedad dentro de un
relleno es uno de los parámetros más importantes que
inciden en la tasa de generación del gas, ya que sirve
como medio para el transporte de nutrientes y
bacterias. Su presencia dentro de un RESA depende
de la infiltración de agua de lluvias a través de la
cobertura del relleno, el contenido inicial de humedad
del residuo, la cantidad y tipo de cobertura diaria que
se usa en el sitio, la permeabilidad y tiempo de
disposición de la cobertura final, el tipo de
impermeabilización de la base, el sistema de
recolección de lixiviados, y la profundidad del
residuo (ETEISA 2006, SCS Engineers 2009, World
Bank Group 2004).
En el Modelo Mexicano de Biogás Versión 2.0 se han
asignado valores de k para las cuatro categorías de
degradación: degradación de residuos muy rápida
(DRR), degradación de residuos moderadamente
rápida (DRMR), degradación de residuos
moderadamente lenta (DRML), y degradación de
residuos muy lenta (DRL), en cada una de las 5
regiones climáticas de México (ver Tabla 1). Estos
valores varían en base a la precipitación promedio
anual en el clima de la región donde está ubicado el
RESA, tipo de residuo y clima.
Tabla 1. Valores del Índice de generación de metano (k)
Categoría de
Residuo
Sureste Oeste
Centro /
Interior*
Noroeste
Noroeste &
Interior Norte
DRR 0.300 0.220 0.160 0.150 0.100
DRMR 0.130 0.100 0.075 0.070 0.050
DRML 0.050 0.040 0.032 0.030 0.020
DRL 0.025 0.020 0.016 0.015 0.010
* Incluye Distrito Federal
Fuente: SCS Engineers (2009)
Otros autores (ETEISA 2006, World Bank Group
2004) marcan que típicamente el rango de los valores
de k van de 0.02 para sitios secos a 0.047 para sitios
húmedos. Las tasas más rápidas (k = 0,2 o una vida
media cercana a los 3 años) están asociados a
condiciones de gran humedad y de materiales
altamente degradables, tal como, residuos
alimenticios. Las tasas más lentas (k = 0,02 o una vida

40
media de cercana a los 35 años) están asociados a
condiciones de sequedad y de materiales lentamente
degradables, tales como la madera o el papel (IPCC
2006).
Potencial de generación de metano (L0). Este
parámetro describe la cantidad total de CH4
potencialmente producida por unidad de masa de
residuos cuando ésta se degrada, y depende casi
exclusivamente de la composición de los residuos en
el RESA, en particular de la fracción orgánica
presente (ETEISA 2006, IPCC 2006, SCS Engineers
2009, World Bank Group 2004). Su valor se estima
con base en el contenido de carbono del residuo, la
fracción de carbono biodegradable, y el factor de
conversión estequiométrico (ETEISA 2006). A mayor
contenido de celulosa, mayor valor de L0. Los valores
teóricos de L0 varían entre 6.2 y 270 m3
/Mg de
residuos (SCS Engineers 2009) y los valores típicos
de este parámetro están en el rango entre 125 y 310
m3
/Mg de residuo (ETEISA 2006). La EPA usa un
valor típico de 170 m3
/Mg de residuo (World Bank
Group 2004).
En el Modelo Mexicano de Biogás Versión 2.0, se
han asignado valores de L0 para las cuatro categorías
de degradación en cada una de las 5 regiones
climáticas de México (ver Tabla 2). Estos varían de
acuerdo a las características de los residuos de los
sitios y se asume que permanecen constantes para
todos los climas, excepto en la categoría 2 donde
existe una variación con el clima debido a las
diferencias en el tipo de vegetación local.
Tabla 2. Valores de la Generación potencial de Metano (L0)
Categoría de
Residuo
Sureste Oeste
Centro /
Interior*
Noroeste
Noroeste &
Interior Norte
DRR 69 69 69 69 69
DRMR 115 126 138 138 149
DRML 214 214 214 214 214
DRL 202 202 202 202 202
* Incluye Distrito Federal
Fuente: SCS Engineers (2009)
Si se tiene información del sitio, se puede estimar el
valor de L0 empleando la ecuación 2 de la
metodología del IPCC (IPCC 2002 & 2006).
= ∙ ∙ ⋅ ⋅
16
12
(2)
Donde: L0 es el potencial de generación, MCF es el
factor de corrección para el metano, DOC es el
carbono orgánico degradable (fracción), DOCF es la
fracción de carbono orgánico degradable asimilado, F
es la fracción de CH4 en el biogás y es la constante
estequiométrica. Las ecuaciones para determinar cada
parámetro se describen a continuación.
MCF. Este es un ajuste de la estimación de la
generación de biogás en el Modelo que toma en
cuenta el grado de degradación anaeróbica de los
residuos. Su valor depende de la profundidad y el tipo
de RESA, como lo definen las prácticas de manejo.
La Tabla 3 resume los valores de MCF aplicados por
el modelo (IIE 2007, IPCC 2006, Kumar et al. 2004a,
SCS Engineers 2009).
Tabla 3. Factor de corrección de metano (MCF)
Manejo del Sitio Profundidad < 5 m Profundidad ≥ 5 m
Sin Manejo 0.4 0.8
Con Manejo 0.8 1.0
Semi-aeróbico 0.4 0.5
Condición Desconocida 0.4 0.8
Fuente: IIE (2007), IPCC (2006), Kumar et al. (2004a), SCS Engineers (2009)
DOC. Su valor depende de la composición de los
residuos, por lo que puede variar de ciudad en ciudad
(IIE 2007, Kumar et al. 2004a), y se estima usando la
ecuación 3.

41
= 0.40 + 0.17 + 0.15 + 0.30 (3)
Donde: A es el porcentaje de los residuos que
corresponde al papel, cartón y los textiles; B es el
porcentaje de los residuos que corresponde a los
desechos de jardín y de los parques u otros desechos
orgánicos putrescibles (excluidos los alimentos); C es
el porcentaje de los residuos que corresponde a los
restos de alimentos; y D es el porcentaje de los
residuos que corresponde a madera y paja.
DOCF. Esta es una porción de DOC que es convertida
en biogás y su estimación (ver ecuación 4) es basada
en el modelo teórico que varía solo con la temperatura
en la zona anaerobia del RESA (IPCC 2002, Kumar
et al. 2004a). El valor predeterminado utilizado por la
IPCC es de 0.77. No obstante, este factor puede variar
de 0.42 para 10°C a 0.98 para 50°C. De hecho, en
muchos rellenos profundos (>20 m) las temperaturas
que se han registrado son mayores a 50 °C,
condiciones claramente anaerobias (IPCC 2002).
= 0.014 + 0.28 (4)
Donde: T es la temperatura en °C.
F. Su valor se asume en un 0.5, debido a que el
biogás se compone principalmente en un 50% de CH4
y un 50% de CO2 con menos del 1% de otras
constituyentes trazas (IPCC 2002 & 2006, Kumar et
al. 2004a).
OTROS MODELOS PARA LA ESTIMACIÓN
DE GENERACIÓN DE BIOGÁS
Existen otros modelos que son usados para predecir la
generación de biogás, tales como: el Método de la
Tier 3, Método IPCC, Modelo LandGEM o EMCON,
Método de cámara de flujo cerrado, Modelo de la
EPA, Combinación IPCC y USEPA, USEPA E-
PLUS, Modelo de primer orden (TNO), Modelo
multifase, GasSim, EPER modelo Frances y modelo
alemán (Chiemchaisri y Visvanathan 2008, EPA
1996, Garg et al. 2006, LFG Consult 2007, Machado
et al. 2009, Ngnikam et al. 2002, Scharff y Jacobs
2006, Walter 2003). Una breve descripción de
algunos de ellos se expone a continuación.
Método Tier 3
Este método consiste en la medición de la presión
interna en la basura bajo condiciones estáticas (no
extracción de gas) para estimar la presión estática
promedio. El gas es extraído a diversas tasas de
inyección de aire hasta que se detecta en los pozos de
extracción o en las sondas superficiales. La inyección
de aire se define como mayor que 20% N2 en la
extracción de gas o sondas superficiales, o medir la
presión manométrica negativa en alguna de las
sondas, es decir, la presión en la basura durante la
extracción menos la presión atmosférica. Una vez
establecidas las tasas de extracción en las cuáles la
inyección del aire no debe ocurrir, el radio de
influencia ó ROI (definido como la distancia en las
cuales la diferencia entre la presión absoluta del
tiempo promedio durante la extracción y la presión
estática del tiempo promedio es cero dentro del error
de medición) es determinado a partir de la presión
medida en las sondas de presión (Walter 2003).
La tasa de generación del gas del relleno (LFG)
dentro del ROI es asumida como igual a la tasa de
extracción de gas. La tasa de generación del LFG
(qLFG) por área de unidad de un relleno es
determinado por la ecuación 5 (ibídem).
= (5)
Donde: qLFG es la tasa de generación de biogás, Qe es
la tasa de extracción del pozo y re es la distancia
radial.
Método IPCC
En este método la estimación depende de las
categorías de residuos, la fracción de carbón orgánico
degradable y el gas CH4 en el relleno (ver ecuación
6). En la estimación del potencial de emisión de CH4,
los valores establecidos para la fracción orgánica
degradable y la fracción orgánica disponible para
degradación se asume como 0.12 y 0.77,
respectivamente. El contenido de CH4 en LFG es
asumido como 0.55. La fracción de CH4 que se oxida
a las emisiones de CO2 no se tiene en cuenta, por lo
que el factor de oxidación (OX) se supone que es
cero. Los residuos sólidos disponibles para
degradación anaeróbica y generación de CH4 se
asumen como la mitad (50%) del valor usado para los
rellenos. Esto sucede porque las condiciones en el
relleno son más anaeróbicas comparadas con los
vertederos a cielo abierto, debido a la presencia de
una cobertura superior que provee de condiciones
favorables para la producción de CH4 (Chiemchaisri y
Visvanathan 2008, Machado et al. 2009, Ngnikam et
al. 2002).

42
∙ ñ⁄ =
× × ×
× × × 16 12⁄ −
× 1 − (6)
Donde: MSWT es el total de residuos sólidos
generados (Gg/año); MSWF es la fracción de residuo
sólido dispuesto; MCF es el factor de corrección de
metano; DOC es el carbono orgánico degradable;
DOCF es la fracción de DOC; F es la fracción de
CH4; R es el CH4 recuperado (Gg/año); y el OX es el
factor de oxidación. La estimación de los parámetros
MCF, DOC, DOCF, y F puede observarse en el
apartado del Modelo Mexicano de Biogás.
Modelo LandGEM o EMCOM
Este modelo está basado en una reacción de
degradación de primer orden como se muestra en la
ecuación 7. El potencial de las emisiones de CH4 es
calculado con base en la cantidad de residuos
dispuestos cada año y las emisiones anuales de CH4
sobre la cantidad de residuos orgánicos remanentes en
un año particular. De la tasa de residuos recibidos en
un relleno, las emisiones de CH4 pueden ser
estimadas por la suposición de L0 es de 170 m3
/Mg y
k es de 0.05/año. Estas cantidades son las típicamente
recomendadas para países en desarrollo que poseen
una gran cantidad de residuos biodegradables. Para
vertederos a cielo abierto, el potencial de emisión de
CH4 puede asumirse como el 50% que los rellenos o
85 m3
/Mg (Chiemchaisri y Visvanathan 2008,
Ngnikam et al. 2002).
= − (7)
Donde: Q es el volumen de gas CH4 producido en el
año actual (m3
/año); L0 es el potencial de producción
de CH4 de los residuos sólidos (m3
/Mg); R es la tasa
de residuos sólidos recibida durante la operación del
sitio (t/año); k es la tasa constante de degradación de
primer orden (por año); c es el periodo de clausura del
sitio de disposición de residuos en el presente año; y t
es el tiempo que lleva abierto del sitio de disposición
final de residuos en el presente año.
Método de cámara de flujo cerrado
Este método emplea una cámara hecha de acero
inoxidable que tiene un área de superficie de 0.2 m2
con una altura efectiva de 0.25 m. La cámara es
insertada a una profundidad de 0.1 m y está equipada
con puertos de muestreo y un termómetro. El flujo es
estimado basado en los cambios de concentración de
CH4 con el tiempo en la cámara, medido 60 min
después de que se colocó en la superficie del suelo.
La ecuación 8 es usada para calcular el flujo de CH4
(Chiemchaisri y Visvanathan 2008).
= ⁄ ⁄ (8)
Donde: J es el flujo de CH4 de los residuos del sitio
de disposición final (mol/m2
·hr); V es el volumen de
la cámara (m3
); A es el área cubierta por la cámara
(m2
); y dC/dt es la tasa de incremento (gradiente de
concentración) del gas CH4 (mol/m3
·hr).
El gradiente de concentración se obtiene de la
medición de las concentraciones dentro de la cámara
en diferentes intervalos de tiempo. La regresión lineal
se utiliza para determinar el gradiente. Con la
finalidad de obtener una mejor correlación entre los
puntos de muestreo, 100 mediciones en un RESA
típico son obligatorios (Eun 2004).
Modelo de la EPA “Modelo de Degradación de
Primer Orden”
Este método es el más utilizado por ser el
recomendado por la EPA para calcular las emisiones
de CH4 del relleno (Garg et al. 2006, SCS Engineers
2009). Se basa en dos parámetros fundamentales: L0 y
k (Garg et al. 2006, Machado et al. 2009).
De acuerdo a lo indicado por la EPA (1996), el
modelo de degradación de primer orden que proponen
puede ser usado para contabilizar el cambio en la tasa
de generación de biogás de acuerdo a la vida útil del
proyecto de relleno. Este modelo requiere de mayor
conocimiento de las características del relleno, al
menos en las siguientes 5 variables: promedio anual
de recepción de basura, el número de años que el
relleno lleva abierto, el número de años que el relleno
lleva cerrado sin recibir basura (si corresponde), el
potencial de generación de CH4 de la basura, y la tasa
de generación anual de CH4 de la basura. El modelo
básico de degradación de primer orden se presenta en
la ecuación 9.
= 2 − (9)
Donde: LFG es el biogás total generado en el año corriente (m3
); L0 es el potencial total de generación

43
de CH4 de la basura (m3
/ kg); k es la tasa anual de
generación de CH4; R es la tasa promedio de
recepción de basura anual durante la vida activa (kg);
t son los años desde que se abrió el relleno; y c son
los años desde que se cerró el relleno.
L0 representa la cantidad total de CH4 por peso que la
basura generaría durante su proceso de
descomposición en un RESA, es decir, está en
función de la composición de los residuos. k
representa la tasa a la cual el metano es liberado de
cada kg de basura, es decir, está en función de
muchos parámetros específicos del sitio, tales como:
el contenido de humedad, temperatura, composición
de residuos, potencial de reducción de oxidación,
alcalinidad y pH, densidad de la basura y el tamaño
de las partículas (EPA 1996, Garg et al. 2006, SCS
Engineers 2009).
Los valores de L0 y k dependen en particular de las
condiciones locales del clima y la composición de los
residuos, por lo tanto, los propietarios/operadores del
relleno pueden consultar otros en el área local con
similitudes en los rellenos que se hayan instalado un
sistema de recolección de gas para reducir la gama de
valores posibles. Si se conocen los términos con
certeza, el modelo de degradación de primer orden
puede predecir con relativa exactitud la generación de
CH4. Sin embargo, los valores de L0 y k varían
ampliamente, y dificultan la exactitud de la
estimación de un relleno en particular (EPA 1996).
CONCLUSIONES
En este artículo se presentaron los diferentes modelos
que son empleados para estimar o predecir la
velocidad de generación de biogás. Como se apreció,
existen modelos de orden cero, de primer orden y
multifases como el GasSim o el EPER modelo
Frances. Se puede apreciar gran similitud en algunos
métodos; sin embargo, conforme se va adquiriendo
experiencia en la aplicación de dichos métodos y se
va dando seguimiento a las proyecciones realizadas,
los modelos van cambiando por la complejidad de los
elementos necesarios para la generación de biogás.
Ejemplo de esto es el modelo mexicano que nació en
el 2003 y se realizo un ajuste a su formula en el 2009,
tomando en cuenta nuevos parámetros para su
proyección.
El conocimiento de los diferentes métodos para
estimar el potencial energético del biogás en el
RESA, permite a los interesados en el tema tener una
idea más precisa de los alcances y limitaciones de
cada uno de ellos y orientar sus esfuerzos y recursos
en aquel que consideren más pertinente. La literatura
muestra una gran variedad de modelos que se van
ajustando a los requerimientos de cada región, debido
a que tanto la composición de residuos como el
manejo mismo del RESA es diferente para cada sitio.
Tomando en cuenta que los modelos pueden
subestimar y sobreestimar la generación de biogás
proyectada, se debe de poner especial atención al
modelo a elegir para realizar las proyecciones y
utilizar en medida de lo posible la mayor cantidad de
datos in situ para tener mayor precisión en la
predicción.
Para estimar la generación de biogás, algunos de los
modelos requieren que se realicen pruebas de
extracción de biogás y en otros se requiere de conocer
la composición de los residuos y los parámetros de
funcionamiento del RESA o sitio de disposición final.
El Modelo Mexicano de Biogás Versión 2.0 brinda la
posibilidad de estimarla con conocer algunos de los
parámetros de funcionamiento del relleno, sin
necesidad de pruebas de extracción de biogás, ni
conocimiento de la composición de los residuos. Sin
embargo, es necesario aclarar que la predicción de la
generación con información in situ disminuye la
incertidumbre a la toma de decisiones.
REFERENCIAS
Aguilar Q., Taboada P.A., Ojeda S. (2010). Determinación de parámetros k y L0 para la estimación de biogás en
relleno sanitario. En 3° Simposio Iberoamericano de Ingeniería de Residuos, 2° Seminário da Região Nordeste sobre
Resíduos Sólidos. Os resíduos sólidos no contexsto das mundaças climáticas, Claudia Coutinho Nóbrega (eds.), 1-8,
Editora universitária / UFPB, João Pessoa, Paraiba, Brasil.
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APÉNDICE A.
Tabla A.1. Modelos para la predicción de generación de biogás
Metodología Tasa de generación LFG Autor
Tier 3 = Walter 2003
IPCC
∙ ñ⁄
=
× × ×
× × × 16 12⁄ −
× 1 −
Chiemchaisri y Visvanathan
2008;
Ngnikam et al. 2002;
Machado et al. 2009
LandGEM
o EMCOM
= −
2008;
Ngnikam et al. 2002
Método de cámara de
flujo cerrado
= ⁄ ⁄
2008
EPA = 2 − EPA-LMOP 1996
Combinación IPCC y
USEPA
= ∙ ∙ ∙ Machado et al. 2009
USEPA EPLUS , = LFG Consult (2007)
Modelo Mexicano de
Biogás
= 2
10
.
SCS Engineers 2009
Modelo de primer
orden (TNO)
= 1.87 Scharff y Jacobs 2006
Modelo multifase = , , , Scharff y Jacobs 2006
LandGem US EPA = Scharff y Jacobs 2006
GasSim
Este equipado con dos enfoques para calcular la estimación de las
emisiones de CH4. El primer enfoque usa la ecuación multifase
de GasSim el cual está basado en el modelo multifase descrito
por Scheepers and Van Zanten (1994). El segundo enfoque
utiliza el modelo LandGEM.
Scharff y Jacobs 2006
EPER modelo Frances = ∗ ∗ ∗ ∗
, ,
Scharff y Jacobs 2006
EPER modelo Alemán = ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ Scharff y Jacobs 2006
_____________________________
Este documento debe citarse como:
Aguilar-Virgen, Q., Taboada-González, P. A., Ojeda-Benítez, S. (2011). Modelo Mexicano para la
estimación de la generación biogás. Ingeniería, Revista Académica de la FI-UADY, 15-1, pp 37-45,
ISSN: 1665-529-X.

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