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 BASE DE ESTIÉRCOL DE CERDO EN LA REGIÓN DE
TACNA
BIOGAS PRODUCTION FROM PIG MANURE IN THE TACNA REGION
Autores: ¹Daniela Pierina Cosi Fuentes.
¹ORCID ID: https://orcid.org/0009-0008-0133-0622
¹E-mail de contacto: dcosif@unjbg.edu.pe
Afiliación: ¹*Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, (Perú).
Artículo recibido: 31 de junio del 2025
Artículo revisado: 1 de julio del 2025
Artículo aprobado: 12 de julio del 2025
¹Estudiante de la carrera profesional de Ingeniera Ambiental de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, (Perú).
Resumen
El presente estudio tuvo como objetivo
elaborar biogás utilizando estiércol de cerdo
como materia prima, con el fin de
proporcionar una alternativa sostenible al gas
licuado de petróleo en la región de Tacna. La
investigación se desarrolló en una granja
ubicada en el distrito de Gregorio Albarracín,
donde se construyó un biodigestor casero de
19 litros. El procedimiento incluyó la
instalación de válvulas, mangueras, conectores
y un sistema de recolección del gas, operando
bajo condiciones anaerobias a temperatura
ambiente. Durante un periodo de 40 días, se
monitorearon variables como el tiempo de
fermentación, temperatura ambiental y presión
interna. Como resultado, se logró generar un
volumen total estimado de 620 litros de
biogás, alcanzando su mayor producción a
partir del día 20. Este gas fue aprovechado
exitosamente en la cocción de alimentos
mediante un quemador adaptado. Se concluye
que el estiércol de cerdo es un recurso viable
para la producción de biogás, contribuyendo
así a la reducción de residuos orgánicos y a la
mejora de las condiciones sanitarias y
energéticas de las zonas rurales. El estudio
también sugiere que esta tecnología, con bajo
costo de implementación, puede ser replicada
en otras regiones del país con similares
condiciones.
Palabras clave: Biogás, Estiércol de cerdo,
Digestión anaeróbica, Energía renovable,
Sostenibilidad.
Abstract
The objective of this study was to produce
biogas using pig manure as raw material,
aiming to offer a sustainable alternative to
liquefied petroleum gas (LPG) in the Tacna
region. The research was conducted on a farm
located in the district of Gregorio Albarracín,
where a 19-liter homemade biodigester was
built. The system included valves, hoses,
connectors, and a gas collection setup,
operating under anaerobic conditions at room
temperature. Over a 40-day period, variables
such as fermentation time, ambient
temperature, and internal pressure were
monitored. As a result, an estimated total of
620 liters of biogas was produced, with peak
output starting around day 20. The gas was
successfully used to cook food using an
adapted burner. It was concluded that pig
manure is a viable resource for biogas
production, contributing to the reduction of
organic waste and improving sanitation and
energy conditions in rural areas. The study
also suggests that this low-cost technology can
be replicated in other regions of the country
with similar conditions.
Keywords: Biogas, Pig manure, Anaerobic
digestion, Renewable energy,
Sustainability.
Sumário
O presente estudo teve como objetivo produzir
biogás utilizando esterco de porco como
matéria-prima, com o intuito de oferecer uma
alternativa sustentável ao gás liquefeito de
petróleo (GLP) na região de Tacna. A pesquisa
foi realizada em uma fazenda localizada no
distrito de Gregorio Albarracín, onde foi
construído um biodigestor caseiro de 19 litros.
O sistema incluiu válvulas, mangueiras,
conectores e um coletor de gás, operando em
condições anaeróbicas à temperatura ambiente.
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Durante um período de 40 dias, variáveis como
tempo de fermentação, temperatura ambiente e
pressão interna foram monitoradas. Como
resultado, foi produzido um volume total
estimado de 620 litros de biogás, com pico de
produção a partir do 20º dia. O gás foi usado
com sucesso na cocção de alimentos por meio
de um queimador adaptado. Conclui-se que o
esterco de porco é um recurso viável para a
produção de biogás, contribuindo para a
redução de resíduos orgânicos e para a
melhoria das condições sanitárias e energéticas
em áreas rurais. O estudo também sugere que
essa tecnologia de baixo custo pode ser
replicada em outras regiões do país com
condições semelhantes.
Palavras-chave: Biogás, Esterco de porco,
Digestão anaeróbica, Energia renovável,
Sustentabilidade.
Introducción
La producción de biogás a partir de estiércol
de cerdo en la región de Tacna está
influenciada en gran medida por las
características del insumo, específicamente la
cantidad y calidad del estiércol disponible. La
cantidad de estiércol depende del tamaño, la
densidad y la gestión de las unidades porcinas
presentes en la zona, así como de la frecuencia
con la que se realiza la recolección y
disposición del material. Cuando existen un
gran número de unidades porcinas y se
recolecta de manera regular, se puede
garantizar un flujo constante de materia prima
que facilite la implementación de un proceso
de producción de biogás de manera continua.
En cuanto a la calidad del estiércol, este se ve
afectado por factores como su contenido de
materia orgánica, humedad, composición
química y grado de fermentabilidad. Un
estiércol con alto contenido de materia
orgánica y condiciones de humedad adecuadas
permite que los microorganismos en el
digestor puedan llevar a cabo procesos de
descomposición de manera eficiente, lo que
resulta en mayor producción de biogás y en
una conversión efectiva de la materia prima.
Además, la presencia de contaminantes o
infecciones puede reducir la eficiencia del
proceso, por lo que es importante contar con
un control adecuado de la calidad del insumo.
La identificación y selección de estiércol con
buenas características es fundamental para
optimizar la producción y garantizar la
sostenibilidad del sistema a largo plazo,
promoviendo mejores niveles de eficiencia y
rentabilidad en la generación de energía
renovable.
El diseño y las condiciones operativas del
digestor también tienen un impacto importante
en la eficiencia de la producción de biogás. La
capacidad del sistema, que puede variar desde
unidades pequeñas hasta plantas de mayor
escala, debe estar alineada con la
disponibilidad de estiércol y las necesidades de
la comunidad o del productor. La elección del
tipo de digestor, ya sea de tipo simple, de
doble camara o de tecnología avanzada, afecta
tanto la eficiencia como la facilidad de
operación y mantenimiento. Un diseño
adecuado debe contemplar aspectos como la
rigidez estructural, la resistencia a agentes
externos y una adecuada aislación térmica para
mantener las condiciones del proceso. Además,
el control de temperatura, que puede
mantenerse en niveles mesofílicos (alrededor
de 35°C) o termofílicos (alrededor de 55°C),
influye en la velocidad de digestión y en la
eficiencia del proceso microbiológico. La
regulación constante del pH, junto con un
monitoreo preciso del tiempo de retención y la
agitación del material, ayudan a mantener un
ambiente óptimo para los microorganismos.
Un sistema bien diseñado y controlado asegura
una producción estable y predecible,
permitiendo maximizar la generación de
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biogás y minimizar los riesgos de fallos o
paradas no planificadas.
Asimismo, aspectos económicos y logísticos
juegan un papel esencial en la implementación
y sostenibilidad del proyecto de biogás. La
inversión inicial en la adquisición o
construcción del digestor, junto con los costos
recurrentes de mantenimiento, operación y
recolección del estiércol, deben ser
considerados de manera cuidadosa. La
disponibilidad de recursos financieros, ya sea
mediante fondos propios, créditos o apoyos
gubernamentales, es clave para facilitar el
acceso a esta tecnología, especialmente en
regiones en desarrollo como Tacna. La
capacitación del personal encargado de la
operación y mantenimiento del sistema resulta
vital para garantizar la eficiencia técnica y la
durabilidad del equipo. Además, la logística en
la recolección y transporte del estiércol, que
puede implicar caminos rurales y mecanismos
eficientes, afecta directamente los costos y la
viabilidad económica del proyecto. La
existencia de un mercado para los
subproductos, como el digestato, que puede
usarse como fertilizante, también representa
una fuente adicional de ingresos o ahorro en
insumos agrícolas. La planificación adecuada
en estos aspectos ayuda a reducir costos,
mejorar la rentabilidad y promover la adopción
generalizada de dicha tecnología en la región.
En el contexto social y ambiental en la región
de Tacna influye de manera determinante en la
aceptación y éxito del proyecto de producción
de biogás. La sensibilización y participación de
la comunidad local son aspectos fundamentales
para promover un proceso de implementación
colaborativo y sostenible. La conciencia
ambiental, que incluye conocimientos sobre la
gestión correcta de los residuos y las ventajas
del uso del biogás, ayuda a reducir resistencias
y favorece la adopción de esta fuente
energética renovable. La formación técnica y
el apoyo institucional también son necesarios
para capacitar a los actores locales y garantizar
buenas prácticas en la operación y
mantenimiento de los sistemas. Desde una
perspectiva ambiental, la gestión adecuada del
estiércol contribuye a disminuir la
contaminación del suelo, del agua y del aire,
evitando problemas sanitarios y ambientales
que puedan generarse por la acumulación y
exposición de residuos mal gestionados.
Además, la generación de biogás puede
promover beneficios sociales, como la
creación de empleo y el acceso a energía
limpia en zonas rurales, mejorando la calidad
de vida y fomentando el desarrollo sostenible.
El aumento de la demanda energética en zonas
rurales de países en desarrollo ha impulsado la
búsqueda de fuentes alternativas que sean
sostenibles, económicas y accesibles. En este
contexto, el biogás producido a partir de
residuos orgánicos, como el estiércol de
animales, se presenta como una solución viable
tanto para la mitigación de impactos
ambientales como para el mejoramiento de la
calidad de vida de las poblaciones rurales
(FAO, 2013). El estiércol de cerdo es una
fuente rica en materia orgánica y
microorganismos que, bajo condiciones
anaerobias, puede ser transformado en metano
(CH₄) mediante un proceso de digestión que
ocurre naturalmente. Este proceso, además de
generar energía, permite la reducción de gases
de efecto invernadero y la mejora de las
condiciones sanitarias en las granjas (Molina et
al., 1999). En la región de Tacna, la
producción porcina se ha intensificado en
distritos como Gregorio Albarracín, Calana,
Pocollay y Alto de la Alianza, generando gran
cantidad de residuos mal gestionados, que
representan un problema de salud pública y
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contaminación ambiental. Ante esta
problemática, se plantea el aprovechamiento
del estiércol porcino mediante tecnología de
bajo costo para producir biogás como sustituto
del gas licuado de petróleo (GLP), reduciendo
la dependencia de combustibles fósiles. A
pesar de existir investigaciones previas a nivel
nacional (Delgado, 2017; Cueva, 2012), aún se
observa un limitado conocimiento práctico
sobre la implementación de biodigestores a
escala doméstica en regiones como Tacna. Por
ello, el presente estudio busca evaluar la
viabilidad técnica y ambiental de la producción
de biogás en condiciones reales de una granja
local, utilizando estiércol porcino como
sustrato base.
Materiales y Métodos
La investigación fue de tipo aplicada, con
enfoque cuantitativo y diseño experimental. Se
realizó un estudio exploratorio-descriptivo
para evaluar el proceso de producción de
biogás y sus resultados en condiciones
controladas. El experimento se llevó a cabo en
la Asociación San Antonio, distrito de
Gregorio Albarracín Lanchipa, en la ciudad de
Tacna, Perú, durante los meses de abril y mayo
de 2025. Se utilizó una muestra puntual de
estiércol fresco de porcino, recolectado
diariamente de una granja con un promedio de
20 cerdos en etapa de engorde. Se emplearon
aproximadamente 15 kg de estiércol mezclado
con agua en proporción 1:1 (estiércol:agua)
para alimentar el biodigestor. Se construyó un
biodigestor casero tipo batch (fermentación
discontinua), siguiendo las siguientes etapas:
➢ Acondicionamiento del bidón con orificios
para entrada de carga, salida de gas y
descarga de efluente.
➢ Ensamblaje del sistema de tuberías y
válvulas, sellado con silicona.
➢ Carga inicial con mezcla de estiércol y
agua.
➢ Fermentación anaerobia a temperatura
ambiente (~22°C a ~25°C).
➢ Registro diario de presión, temperatura,
tiempo y volumen de gas recolectado.
➢ Prueba funcional de biogás con un
quemador doméstico.
Resultados y Discusión
Durante los 40 días de observación, se obtuvo
una producción total de 620 litros de biogás,
con una producción promedio diaria de 15,5
litros. La producción inició de forma
perceptible a partir del día 8, alcanzando su
pico entre los días 20 y 28 con un máximo
diario de 28 litros (ver Figura 1).
Figura 1. Volumen diario de biogás producido
Los resultados coinciden con estudios
similares realizados por Cueva (2012), quien
observó un volumen acumulado de 644,668
cm³ (644,6 L) a los 58 días en un sistema
semicontinuo con residuos similares. A pesar
del menor volumen total en el presente estudio,
el tiempo de retención fue menor y el tamaño
del biodigestor también más reducido, lo que
valida la eficiencia relativa del sistema. En
cuanto al uso del biogás, se probó su
aplicación en un quemador artesanal, logrando
mantener una llama estable durante 12 minutos
por cada carga de 20 litros de gas,
demostrando su capacidad calorífica media. La
calidad del gas fue comprobada por el bajo
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contenido de humedad y ausencia de olores
residuales al momento de la combustión. En
términos ambientales, se redujo la
acumulación de estiércol en la zona
experimental, disminuyendo la proliferación de
moscas y malos olores, lo cual fue reportado
por los operarios de la granja. Esto coincide
con estudios de FAO (2011) sobre los
beneficios sanitarios del manejo anaerobio de
residuos ganaderos.
Conclusiones
Los resultados obtenidos demuestran de
manera clara que la producción de biogás a
partir del estiércol de cerdo mediante la
construcción de un biodigestor casero de bajo
costo es una opción viable y factible para las
comunidades rurales y pequeños productores
en la región de Tacna. La experiencia de 40
días de fermentación evidenció que, en
condiciones controladas con materiales
accesibles y sin la necesidad de tecnologías
sofisticadas, es posible obtener un volumen
total estimado de aproximadamente 620 litros
de biogás. Esta cantidad de energía es
suficiente para cubrir necesidades básicas en el
hogar, como la cocción de alimentos y otras
actividades domésticas sencillas,
contribuyendo a disminuir la dependencia de
combustibles tradicionales como leña o gas
licuado. La producción alcanzó su punto
máximo entre los días 20 y 28 del
experimento, momento en el cual la actividad
microbiológica en el sistema se encontraba en
su etapa de mayor eficiencia. Esto coincide
con el comportamiento esperado en procesos
anaeróbicos, donde las tasas de producción de
biogás tienden a estabilizarse y alcanzar
valores máximos en ese período. La adaptación
del sistema y el control de las condiciones del
proceso hicieron posible mantener un
rendimiento constante durante la fase más
productiva, confirmando la eficacia de
métodos sencillos y económicos para
desarrollar tecnología apropiada en contextos
rurales.
Otro hallazgo relevante es que el sistema
mostró un correcto funcionamiento bajo las
condiciones climáticas particulares de la región
de Tacna, caracterizadas por temperaturas
moderadas y cambios estacionales que no
afectaron significativamente la producción de
biogás. Esto indica que no fue necesario
implementar sistemas de calentamiento
externo ni modificar las condiciones
ambientales para mantener el proceso activo,
lo cual es un aspecto favorable desde la
perspectiva de costo y sostenibilidad. La
sencillez de la tecnología permite que
productores con conocimientos básicos puedan
construir y operar estos biodigestores de forma
autónoma, fomentando la autogestión y la
apropiación del recurso en el medio rural.
Además, la utilización del estiércol como
materia prima convierte un residuo orgánico en
un recurso valioso, mejorando las condiciones
sanitarias en las granjas, pues reduce la
acumulación de estiércol en los corrales y
previene la proliferación de vectores de
enfermedades transmisibles, como moscas y
roedores. La disminución de malos olores y la
reducción de riesgos para la salud pública
también tienen efectos positivos en la
comunidad, promoviendo un ambiente más
limpio y saludable en las áreas rurales donde
se implementa esta tecnología.
Asimismo, la adopción del sistema tiene un
impacto ambiental positivo, ya que fomenta el
aprovechamiento integral de los residuos
orgánicos, disminuye las emisiones de gases de
efecto invernadero derivadas de la
descomposición natural del estiércol y
contribuye a la reducción de contaminantes en
el entorno. La generación de biogás también se
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presenta como una alternativa ecológica para
suplir parcialmente las necesidades energéticas
de las comunidades rurales, en un momento en
que la disponibilidad y el costo del gas licuado
de petróleo o electricidad pueden ser limitados
o elevados. La articulación de las ventajas
técnicas, económicas y sociales de la
tecnología refuerza su potencial replicabilidad
en otras zonas del país, particularmente en
aquellas con condiciones similares en cuanto a
recursos y necesidades. Es importante señalar
que, más allá de los beneficios inmediatos, la
difusión y fortalecimiento de esta práctica
pueden promover un cambio hacia un modelo
más sostenible y autosuficiente en las áreas
rurales, apoyado por políticas y programas de
incentivos.
En conclusión, el diseño de un biodigestor
casero de bajo costo ha demostrado ser una
estrategia efectiva para transformar residuos
orgánicos en una fuente de energía renovable
accesible y segura. La experiencia confirma
que, con recursos limitados, es posible
implementar soluciones tecnológicas que
generan beneficios económicos, ambientales y
sociales significativos, mejorando la calidad de
vida de las comunidades rurales en Tacna y en
otras regiones similares. La información
recogida no solo valida la viabilidad técnica de
la propuesta, sino que también resalta su
potencial de escalabilidad y adaptación a
diferentes contextos, ampliando las
oportunidades para el desarrollo sostenible y la
gestión responsable de residuos en zonas
rurales del país. Este modelo de biogás puede
constituirse en una estrategia clave para
promover la energía limpia, reducir la
vulnerabilidad a los shocks del mercado
energético y fortalecer la resiliencia de las
comunidades frente a los desafíos ambientales
y económicos actuales.
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