%0 Thesis
%A Franceschi García, Fabiana Fernanda
%8 2023-05-01
%U http://hdl.handle.net/10818/55644
%X Recently, there is a growing tendency in developing countries to build and consolidate stronger solid waste management systems. However, the authorities and police-makers are still struggling to use waste as a resource to generate renewable energy. Colombia has experienced reasonable economic growth over the past 20 years backed with an increase in waste generation. Nonetheless, waste management is still a challenge for the country. A few initiatives are being implemented nowadays in small municipalities to recover the organic fraction of municipal solid waste. In Sabana Centro, a small province in Colombia, six municipalities are currently implementing pilot plans to recover organic waste, two have at least two organics collection routes and send them to compost processes, and one of them (Cajicá) retrieves all the organic fraction and produce soil amendments. These facts are strong evidence that there is a growing interest in the province to implement technologies to recover organic waste. In this multidisciplinary thesis, an assessment of a waste-to-energy process for Sabana Centro by using dry anaerobic digestion and participatory approaches is proposed. First, the most relevant factors that affect municipal solid waste management systems in Colombia were outlined through a combined impact analysis and participatory methodology. Then, dry anaerobic digestion of organic fraction of municipal solid waste using samples from two municipalities in Sabana Centro was evaluated to define possible strategies to increase biogas and methane production. Both strategies were biological pretreatment using white rot fungi and co-digestion with municipal grass waste.
%X En la actualidad los países en vías de desarrollo se encuentran en la búsqueda de construir 
sistemas de manejo de residuos sólidos más robustos y sostenibles. Sin embargo, todavía 
existe un esfuerzo creciente por ver el residuo como un recurso para generar energía 
renovable y productos de valor comercial. Colombia es un país latinoamericano que ha 
experimentado un crecimiento económico razonable en los últimos 20 años, acompañado 
de un crecimiento en la generación de residuos sólidos. No obstante, el manejo de estos 
residuos sigue siendo un reto importante en el país. Existen algunas iniciativas que están 
siendo implementadas en pequeñas ciudades para recuperar la fracción orgánica de los 
residuos municipales. Por ejemplo, el caso de Sabana Centro, una pequeña provincia en 
Colombia en la cual seis de once municipios implementan planes piloto para recuperar los 
residuos orgánicos. Dos de los municipios de Sabana Centro tiene al menos dos rutas de 
recolección de orgánicos, los cuáles son enviados a procesos de compostaje. Otro de ellos 
(Cajicá), recupera toda la fracción orgánica que genera y produce mejoradores de suelo por 
medio de procesos de compostaje. Estos hechos son evidencia fuerte de que existe una 
tendencia creciente en la provincia de implementar tecnologías que permitan recuperar la 
fracción orgánica. En esta tesis multidisciplinaria, se propone una valoración de un proceso 
residuo-a-energía para Sabana Centro (Colombia) a través de la digestión anaerobia seca y 
el uso de metodologías participativas. Inicialmente, se identificaron los factores que afectan 
el manejo de residuos sólidos en Colombia a través de un análisis de impacto combinado con 
metodologías participativas. Luego, se evaluó la digestión anaeróbica seca de la fracción 
orgánica de los residuos sólidos municipales, utilizando muestras de dos municipalidades en 
Sabana Centro para definir posibles estrategias para incrementar la producción de biogás y 
metano. Las estrategias evaluadas fueron la co-digestión con residuos de poda y el 
pretratamiento biológico de los sustratos utilizando dos diferentes especies de hongos. 
Finalmente, se encontró la oportunidad de utilizar metodologías participativas para diseñar 
una planta de biogás para Sabana Centro. Esto se logró a partir del diseño de una 
metodología participativa llamada ADPMDesign que permite el acompañamiento de 
diferentes stakeholders en diferentes etapas del diseño conceptual del proceso. Durante la 
presente investigación se identificaron cinco motores de cambio que impulsarán cambios 
positivos en el manejo de residuos actual en Colombia. Inicialmente, se concluyó que la 
implementación de procesos residuo-a-energía es esencial para apoyar la transición a 
manejo de residuos sólidos más sostenibles. Para esto, es indispensable la implementación 
de políticas de separación en la fuente que permitan obtener los residuos orgánicos 
previamente separados. Se recomienda involucrar a la comunidad a través de campañas 
educativas, medios de comunicación y redes sociales. Además, el gobierno de Colombia debe 
dedicar esfuerzos para desarrollar programas en conjunto con el sector privado y 
organizaciones internacionales para desarrollar iniciativas que ayuden a deducir los altos 
costos y riesgos de inversión que hoy en día tienen los proyectos de manejo d residuos en el 
país. Las asociaciones público-privadas pueden promover la inclusión del sector privado en la construcción y operación de las instalaciones de conversión de residuos. Finalmente, el 
gobierno debe promover proyectos de investigación y desarrollo que permitan aumentar la 
madurez tecnológica en tecnologías residuo-a-energía. Los motores de cambio identificados 
en el presente estudio, motivaron la experimentación a escala laboratorio y piloto de la 
digestión anaerobia seca para la producción de biogás, utilizando residuos locales. Los 
resultados de la evaluación a ambas escalas mostraron que la digestión anaerobia de los 
residuos orgánicos municipales como único sustrato no es recomendada para Sabana 
Centro, ya que existe el riesgo de acidificación en los reactores por acumulación de ácidos 
grasos volátiles. La combinación de este sustrato con residuos de poda municipal es una 
estrategia adecuada para mejorar la producción de metano y aumentar la estabilidad del 
proceso a condiciones mesofílicas. Por otro lado, el tratamiento biológico con hongos no 
mejoró los resultados del proceso. La aplicación de la metodología ADPMDesign con 
stakeholders permitió el diseño de un proceso para producir electricidad a partir de biogás 
producido por la degradación anaeróbica de residuos orgánicos municipales generada en los 
once municipios de Sabana Centro. Adicionalmente, la metodología apoyó el proceso de 
diseño de ingeniería, reduciendo la posibilidad de encontrar problemas operacionales por 
incompatibilidades que pueden encontrarse por el desconocimiento del contexto de 
implementación. Los resultados de este proyecto son de utilidad para dos diferentes grupos 
de stakeholders. Primero, la comunidad científica en digestión anaerobia tendrá una 
metodología que permitirá diseñar plantas de biogás con el conocimiento de los principales 
actores involucrados en el proceso. También puede beneficiarse del conocimiento obtenido 
acerca del tratamiento de la fracción orgánica de residuos municipales y las estrategias 
evaluadas para mejorar la producción de biogás. En segundo lugar, las autoridades de Sabana 
Centro y Colombia tienen por medio de los resultados de este proyecto una guía para 
implementar la digestión anaerobia, especialmente desarrollada para nuestro contexto.
%I Universidad de La Sabana
%T Assessment of a comprehensive municipal waste-to-energy dry anaerobic digestion process for the province of Sabana Centro (Colombia) combining technical and participatory approaches
%T Evaluación de un proceso integral residuo-a-energía por medio de digestión anaerobia seca 
en la provincia de Sabana Centro (Colombia) combinando enfoques técnicos y participativos
%~ Intellectum