Ciencia y Educación
(L-ISSN: 2790-8402 E-ISSN: 2707-3378)
Vol. 6 No. 7.1
Edición Especial UNJBG 2025
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PRODUCCIÓN DE BIOGÁS A PARTIR DE ESTIÉRCOL DE CUY, POLLO Y CERDO EN EL
DISTRITO DE INCLÁN
BIOGAS PRODUCTION FROM GUINEA PIG, CHICKEN, AND PIG MANURE IN THE
INCLÁN DISTRICT
Autor: ¹Yenny Rosalia Tancara Montoya.
¹ORCID ID: https://orcid.org/0009-0008-0491-2150
¹E-mail de contacto: yenny.tancara@unjbg.edu.pe
Afiliación: ¹*Universidad Nacional Jorge Basadre de Tacna, (Perú).
Artículo recibido: 3 de julio del 2025
Artículo revisado: 5 de julio del año
Artículo aprobado: 15 de julio del 2025
¹Estudiante de la carrera profesional de Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional Jorge Basadre de Tacna, (Perú).
Resumen
La investigación tuvo por objetivo evaluar la
producción de biogás a partir de estiércol de
cuy, pollo y cerdo, en condiciones ambientales.
El área de estudio se desarrolló en el Anexo
Proter, distrito de Inclán, provincia de Tacna.
En cuanto a la metodología se aplicó un Diseño
Completamente Aleatorio (DCA) con tres
tratamientos y tres repeticiones. En el
tratamiento de datos se usó el programa
estadístico Statgraphics, aplicando el Análisis
de Varianza y la Prueba de Rango Múltiple de
Tuckey, a un 95% de nivel de confianza. Se
diseñó 9 biodigestores de tipo discontinuo,
utilizando estiércol fresco, con una relación de
agua de 1 a 2 para cada tratamiento. Se obtuvo
como resultados, un volumen de biogás de
producido en un periodo de 42 días, para el
tratamiento 1 (estiércol de cuy) 2.4L,
tratamiento 2 (estiércol de pollo) 4.1L y
tratamiento 3 (estiércol de cerdo) 3.6L,
obteniéndose diferencias significativas entre
los tres tratamientos, con una temperatura
ambiente promedio de 21.7°C. En conclusión,
es posible producir biogás con estiércol
mediante la digestión anaerobia, el tratamiento
de estiércol de pollo resulta más eficiente, con
una producción de biogás de 4.1L, pH de 7.50
y temperatura de 23.4 en la sexta semana. Así
mismo, existe una relación directamente
proporcional entre la producción de biogás y el
pH, en la investigación se obtuvo un pH entre
el 6.99 y 7.51 en los distintos tratamientos.
Palabras clave: Biogás, Estiércol, Biomasa
Biodigestor, pH, Temperatura.
Abstract
The objective of this research was to evaluate
the production of biogas from guinea pig,
chicken, and pig manure under ambient
conditions. The study area was located in the
Proter Annex, Inclán district, Tacna province.
Regarding the methodology, a Completely
Randomized Design (CRD) was applied with
three treatments and three replications. For data
analysis, the Statgraphics statistical software
was used, applying Analysis of Variance
(ANOVA) and Tukey's Multiple Range Test at
a 95% confidence level. A total of 9 batch-type
biodigesters were designed, using fresh manure
with a water-to-manure ratio of 1:2 for each
treatment. As a result, the biogas volume
produced over a 42-day period was 2.4 L for
treatment 1 (guinea pig manure), 4.1 L for
treatment 2 (chicken manure), and 3.6 L for
treatment 3 (pig manure), with significant
differences found among the three treatments.
The average ambient temperature was 21.7°C.
In conclusion, it is possible to produce biogas
from manure through anaerobic digestion. The
chicken manure treatment proved to be the
most efficient, yielding 4.1 L of biogas, with a
pH of 7.50 and a temperature of 23.4°C in the
sixth week. Additionally, a directly
proportional relationship was observed
between biogas production and pH, with values
ranging from 6.99 to 7.51 across the different
treatments
Palavras-chave: Biogas, Manure, Biomass
Biodigester, pH, Temperature.
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Sumário
A pesquisa teve como objetivo avaliar a
produção de biogás a partir de esterco de
porquinho-da-índia (cuy), frango e porco, em
condições ambientais. A área de estudo foi
desenvolvida no Anexo Proter, distrito de
Inclán, província de Tacna. Quanto à
metodologia, foi aplicado um Delineamento
Inteiramente Casualizado (DIC), com três
tratamentos e três repetições. Na análise dos
dados, foi utilizado o programa estatístico
Statgraphics, aplicando-se a Análise de
Variância e o Teste de Comparações Múltiplas
de Tukey, com um nível de confiança de 95%.
Foram projetados 9 biodigestores do tipo
descontínuo, utilizando esterco fresco, com uma
proporção de água de 1 para 2 para cada
tratamento. Como resultado, obteve-se um
volume de biogás produzido em um período de
42 dias, sendo: tratamento 1 (esterco de cuy) 2,4
L; tratamento 2 (esterco de frango) 4,1 L; e
tratamento 3 (esterco de porco) 3,6 L,
observando-se diferenças significativas entre os
três tratamentos, com temperatura ambiente
média de 21,7°C. Conclui-se que é possível
produzir biogás a partir de esterco por meio da
digestão anaeróbia, sendo o tratamento com
esterco de frango o mais eficiente, com uma
produção de biogás de 4,1 L, pH de 7,50 e
temperatura de 23,4°C na sexta semana. Além
disso, observou-se uma relação diretamente
proporcional entre a produção de biogás e o pH,
variando entre 6,99 e 7,51 nos diferentes
tratamentos.
Palavras-chave: Biogás, Esterco, Biomassa,
Biodigestor, pH, Temperatura.
Introducción
El crecimiento de la humanidad de los últimos
tres siglos acrecienta la crisis energética y
disponibilidad asociada al uso masivo de los
combustibles fósiles. Actualmente el 80% de
energía que usa el mundo son combustibles
fósiles (González, 2021). El sector ganadero es
responsable del 12 % del dióxido de carbono
(CO2) y metano (CH4), producto del residuo de
estiércol del ganado, esta actividad impacta en
medio ambiente (Organización de Naciones
Unidas para la Alimentación y la Agricultura,
2023). Actualmente, tanto la crisis energética y
los gases de efecto invernadero son problemáticas
ambientales. Por ello, la producción de biogás se
presenta como una solución ambiental sostenible.
El manejo adecuado del estiércol especialmente
en zonas rurales puede contribuir
significativamente a la producción de biogás. Así
mismo, el biogás se compone principalmente en
relación a volumen de dióxido de carbono (25% a
40%) y metano (50% a 75%), producto de la
digestión anaeróbica (Berreda, et al., 2022)
La digestión anaerobia de la biomasa es un
proceso biológico en el que distintos tipos de
microorganismos, como bacterias fermentativas y
acetogénicas, junto con arqueas metanogénicas,
descomponen la materia orgánica en condiciones
sin oxígeno, generando metano y dióxido de
carbono como productos finales (Ochieng et al.,
2023). El metabolismo microbiano depende por
varios factores que deben ser regulados para
asegurar una eficiente digestión anaerobia. Entre
los principales parámetros a controlar se
encuentran el pH, tiempo de retención, demanda
química de oxígeno (DQO), sólidos totales y
volátiles, temperatura, concentración del sustrato,
cantidad de biomasa, tamaño de las partículas del
sustrato y la relación entre sustrato e inóculo
(Castro et al., 2020).
Barrena et al., (2022) evaluó la producción de
biogás y fertilizantes orgánicos a partir del
estiércol de vaca utilizando una combinación de
estiércol y agua en una proporción de 1 parte de
estiércol por cada 5 partes de agua. Durante casi un
mes, el agua se mantuvo en el sistema a una
temperatura media de 14,4 °C, y un pH de 7,6.
Según (Acosta, 2019) en su investigación indica la
relación al excremento de cerdo, con un
contenido del 14.66 % de humedad, un 36.80 % de
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cenizas, un 78.15 % de materia orgánica, un
43.42 % de carbono, un 1.93 % de nitrógeno,
una relación C: N de 22.49 y un 85.48 % de
sólidos totales. La producción de biogás durante
la fermentación anaerobia se favorece con la
temperatura, el rango de pH ideal es de 6.0 – 8.0
(Varnero, 2011). Así mismo, la producción de
biogás es más eficiente con estiércol fresco que
con estiércol seco, la relación por metro cubico
va de 1.20 para el estiércol fresco y 0.75 para
estiércol seco (Amante et al., 2019). Biodigestor
es un contenedor cerrado donde se realiza la
descomposición de la materia orgánica en
condiciones anaeróbicas, que en ausencia de
aire se produce biogás (Reyes y Pérez, 2019)
Según Pérez (2017) los animales de edad
avanzada, una vez que han dejado de crecer,
absorben solo las cantidades requeridas para
compensar las pérdidas y producen estiércoles
más ricos en componentes fertilizantes. En ese
contexto, la producción de estiércol diaria del
cerdo entre un rango de 3 kg a 3.5 kg, el pollo
entre un rango de 0.08 kg a 0.12 kg, el cuy en
un rango de 0.02 kg a 0.03kg. (Vásquez, 2018).
El proceso de digestión anaerobia genera 1 m3
de biogás equivale a la energía de
aproximadamente 0,65 m3 de gas natural
(asumiendo que el biogás tiene una
concentración media de metano del 65%)
(Suárez, 2023). El distrito de Inclán se basa su
economía en actividades de ganadería y
agricultura. Por ello la materia prima de la
presente investigación estiércol de cuy, pollo y
cerdo, se encuentra a disponibilidad (Proyecto
Especial Tacna, 2022). Por ello, la producción
de biogás permite a los ganaderos la valoración
de estiércol. Además de reducción de costos
energéticos considerando que se producirá
biogás como energía renovable, Atrapar el
metano y usarlo como energía ayuda a
disminuir las emisiones de gases que causan el
efecto invernadero.
Materiales y Métodos
Tipo de investigación cuantitativo, ya que se centra
en cuantificar la recopilación y el análisis de datos.
Nivel de investigación aplicativo, diseño de
investigación experimental evaluando la
producción de biogás a partir de estiércol de cuy,
pollo y cerdo en un periodo de 42 días. La
población conformada por el estiércol de cuy, pollo
y cerdo generadas en la zona ganadera del valle de
Inclán. La recolección de la muestra del estiércol de
cuy, pollo y cerdo fue de 2 kg por cada tratamiento.
Los cuales fueron obtenidos directamente de la
granja ubicada en Sama Proter, distrito de Coronel
José Joaquín Inclán, provincia de Tacna. El
muestreo utilizado fue no probabilístico por
conveniencia. Técnicas e instrumentos de
recolección de datos, y la técnica de análisis de
datos empleada. Se aplicó un Diseño
Completamente Aleatorio (DCA) con tres
tratamientos y tres repeticiones. Para el tratamiento
de datos se usó el programa estadístico
Statgraphics, aplicando el Análisis de Varianza y la
Prueba de Rango Múltiple de Tuckey, a un 95% de
nivel de confianza, a fin de identificar que
tratamiento produce más biogas.
Se tomó como referencia la metodología (Reyes &
Pérez, 2019) a menor escala. Cada prototipo de
biodigestor se elaboró con envase de plástico de 7L,
para la conexión a la cámara de llanta donde se
almacenó el biogás se utilizó, llaves de paso de ½",
gomas de seguridad, adaptador de tanque de ½”,
1.5 m de manguera para riego tecnificado de ½” y
cinta teflón ½”, este modelo representa en tamaño
de menor escala al Biodigestor de Flujo
Discontinuo. Por cada tratamiento la relación de
mezcla estiércol y agua fue 1:2; es decir 2L de
estiércol fresco a fin de activar el proceso de
fermentación y 4L de agua (Ver figura 2). Durante
el proceso de producción de biogás se monitoreo
por 42 días (19 de abril hasta el 30 de mayo), la
medición de la temperatura se desarrolló a
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condiciones ambientales, pH con un pH-metro y
el volumen de la cámara por medio del Principio
de Arquímedes, el desplazamiento de líquidos el
cual consiste en sumergir un cuerpo a un
recipiente con agua y el volumen que aumenta el
agua es el volumen del cuerpo sumergido. Así
mismo, en el día 28 se debe mover el biodigestor
a fin que la mezcla se homogenice. Todos los
datos fueron registrados en la ficha de
evaluación. Todo el procedimiento y control de
parámetros de los tratamientos se desarrollaron
en Sama Proter, tal como indica la figura 1.
Figura 1. Mapa de ubicación
Resultados y Discusión
Se diseño 9 biodigestores mediante el Modelo
del biodigestor de Flujo Discontinuo (ver figura
2).
Figura 2. Biodigestores con los tres
tratamientos y tres repeticiones
La eficiencia de producción de biogás se evaluó
diariamente en un periodo de 42 días,
considerando los tres tratamientos (estiércol de
cuy, pollo y cerdo) con sus tres repeticiones. En
la Tabla 1 se observa los valores iniciales de la
muestra de estiércol fresco por cada tratamiento,
considerando una temperatura ambiente de
23.2°C.
Tabla 1. Composición inicial
Tratamientos
pH
Cantidad (Kg)
Tratamiento
1 (cuy)
6.10
2
Tratamiento
2 (pollo)
7.20
2
Tratamiento
3 (cerdo)
6.36
2
Fuente: elaboración propia
En la tabla 2 se muestra el análisis de varianza para
comparar la producción de biogás en relación al
volumen con los tres tratamientos. Resultando que
el
p-valor<0.05,
existiendo
diferencia
estadísticamente significativa entre las medias del
volumen (L) y los tratamientos, con un nivel de
confianza del 95.0%.
Tabla 2. Análisis de varianza para el volumen de
biogás por tratamiento
FV
SC
GL
CM
Fc
P-valor
Entre
grupos
4.68
2
2.34
123.94
0.0000
Intra
grupos
0.11
6
0.02
Total
4.79
8
Fuente: elaboración propia
En la tabla 3 se aplicó la prueba de rango múltiple
de Tukey (p<0,05) para comparar el volumen de
biogás obtenido entre los tratamientos. Debido a
que se encontraron diferencias significativas entre
los tratamientos. Los resultados indican que el
tratamiento 2 (T2) presentó un valor promedio de
3.50L
Tabla 3. Prueba de Rango Múltiple de Tuckey
para el volumen de biogás por tratamiento
Tratamientos
Casos
Media
Grupos
Homogéneos
T1 (estiércol cuy)
3
2.23
a
T2 (estiércol pollo)
3
3.50
b
T3 (estiércol cerdo)
3
3.93
c
Fuente: elaboración propia
En la figura 3 muestra la diferencia significativa
entre los tres tratamientos (estiércol de cuy, pollo
y cerdo) en relación al volumen de biogás
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producido. Sin embargo, el tratamiento 2 (T2)
presenta valores más altos.
4.4
4
3.6
3.2
2.8
Figura 3: Prueba de Rango Múltiple de Tuckey
para el volumen de biogás por tratamiento
En la tabla 4 se muestra el análisis de varianza
para comparar la producción de biogás en
relación al pH con los tres tratamientos
(estiércol de cuy, pollo y cerdo). Resultando que
el p-valor<0.05, existe una diferencia
estadísticamente significativa entre las medias
del pH y los tratamientos, con un nivel de
confianza del 95.0% y un coeficiente de
variabilidad (Cv) de 4.61%.
Tabla 4. Análisis de varianza para el pH de
biogás por tratamiento
FV
SC
GL
CM
Fc
P-valor
Entre
grupos
0.80
2
0.40
14.37
0.005
Intra
grupos
0.17
6
0.03
Total
0.97
8
Fuente: elaboración propia
En la tabla 5 se aplicó la prueba de rango
múltiple de Tukey (p<0,05) para comparar el
volumen de biogás obtenido entre los
tratamientos. Debido a que se encontraron
diferencias significativas entre los tratamientos.
Los resultados indican que el tratamiento 1 (T1)
presentó un valor promedio con 7.19,
estadísticamente similar al del tratamiento 2
(T2), que registró un valor promedio de 7.47. En
contraste, el tratamiento 3 (T3) alcanzó un pH
promedio valor de 7.91, siendo este el valor más
alto, existiendo diferencia significativa con el T1 y
T2.
Tabla 5. Prueba de Rango Múltiple de Tuckey
para el pH de biogás por tratamiento
Tratamientos
Casos
Media
Grupos
Homogéneos
T1 (estiércol cuy)
3
7.19
a
T2 (estiércol pollo)
3
7.47
a
T3 (estiércol cerdo)
3
7.91
b
Fuente: elaboración propia
En la tabla 6 se muestra el análisis de varianza
para comparar la producción de biogás en relación
a la temperatura con los tres tratamientos
(estiércol de cuy, pollo y cerdo). Resultando que
el p-valor<0.05, existe una diferencia
estadísticamente significativa entre las medias de
la temperatura y los tratamientos, con un nivel de
confianza del 95.0% y un coeficiente de
variabilidad (Cv) de 5.41%.
Tabla 6. Análisis de varianza para la temperatura
de biogás por tratamiento
FV
SC
GL
CM
Fc
P-valor
Entre
grupos
8.06
2
4.03
8.08
0.02
Intra
grupos
2.99
6
0.50
Total
11.05
8
Fuente: elaboración propia
En la tabla 7 se aplicó la prueba de rango múltiple
de Tukey (p<0,05) para comparar el volumen de
biogás obtenido entre los tratamientos. Debido a
que se encontraron diferencias significativas entre
los tratamientos. Los resultados indican que el
tratamiento 2 (T2) presentó un valor promedio
mayor con 23.03°C, existiendo diferencia con el
tratamiento 1 y tratamiento 2. Sin embargo; existe
estadísticamente similitud entre el tratamiento 3
(T3), que registró un valor promedio de 21.30
°C y el tratamiento 1 (T1) alcanzó una
temperatura promedio de 20.83 °C.
Tabla 7. Prueba de Rango Múltiple de Tuckey
para la temperatura de biogás por tratamiento
Tratamientos
Casos
Media
Grupos
Homogéneos
T1 (estiércol cuy)
3
20.83
a
T3 (estiércol cerdo)
3
21.30
a
T2 (estiércol pollo)
3
23.03
b
Volumen (L)
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Fuente: elaboración propia
Osejos et al., (2018) indica que un período de
20 días es óptimo para lograr una digestión
anaerobia eficiente. Además, cada cerdo genera
diariamente 4 kilogramos de excremento fresco,
lo que equivale a una producción de 0,33 metros
cúbicos de biogás útil al día por animal. En
relación al biodigestor, se empleó una
combinación de estiércol y agua en proporción
1:1. A diferencia de Valdez y Lozano (2023) en
su investigación indica que al combinar
excremento de vaca y de cuy en 40 litros de
agua con 32 litros de excremento, utilizando 2.5
kilogramos de vaca y 2.0 kilogramos de cuy en
tres ocasiones, se logró producir biogás de
manera efectiva. Con pH promedio es de 7,60 y
temperatura promedio es 26,91°C. Según
Pumasupa (2024), el estiércol de cuy que
presenta una temperatura media de 34.8°C, 7.1
pH y 38.6% de humedad. El volumen de biogás
obtenido es menor a comparación de las
investigaciones de referencia, esto se debe al
prototipo que se desarrolla en la presente
investigación es a menor escala; sin embargo
guarda la relación que a mayor temperatura y el
pH medido durante el proceso se tuvo una
variación entre 6 y 7.52 valores que son óptimos
según (Varnero, 2011) en el Manual del
Biogás donde recomienda que no se
sobrepasen los valores de 6 y 8, ya que a pH más
ácidos podría producirse biogás pobre en
metano, sin embargo, a pH más básicos hay una
mejor producción de biogás rico en metano,
este último dato concuerda con lo mencionado
por (Reyes y Pérez, 2019).
Conclusiones
Se diseñó y construyó un biodigestor.
Logrando producir biogás por medio de
digestión anaerobia a partir de tratamientos de
estiércol de cuy, pollo y cerdo. Todos los
tratamientos con una relación 1:2 de estiércol y
agua. El estiércol de pollo presenta mayor
eficiencia en la producción de biogás con un
volumen de
3.50 L, seguida por el estiércol chancho con
3.93 L y por último el estiércol de cuy 2.23L. En
el caso del estiércol de pollo, se registró que en el
día 18 se logró obtener biogás; sin embargo, el
mejor rendimiento se logró el día 35, esto se
comprobó por medio de la combustión del biogás
presentando una llama de coloración azul. La
temperatura y pH tienen influencia en la
producción de biogás, considerando que el
tratamiento de estiércol de pollo inicial tuvo un
pH 7.20 y dentro de los 42 días de monitoreo se
mantuvo con un pH promedio de 7.55. A
diferencia que el tratamiento de cerdo tuvo un pH
promedio de 7.91 siendo muy alto. Teniendo en
consideración que, a mayor pH, resulta más
ácidos y podría producirse biogás pobre en
metano.
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Distrito y provincia de Cutervo - Región
Cajamarca. Obtenido de
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Tancara Montoya.
