1. Repositorio Institucional del Tecnológico Nacional de México (RI - TecNM)
2. Tesis de Posgrado
3. Aguascalientes
4. Instituto Tecnológico de Aguascalientes
5. Tesis de Maestría
6. Maestría en Ciencias en Ingeniería Ambiental 

Title:	PRODUCCIÓN DE BIOGÁS MEDIANTE SISTEMAS DE DIGESTIÓN ANAEROBIA ASISTIDOS POR BIOCHAR DURANTE EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
Authors:	Esquivel Campos, Brandon de Jesús
Issue Date:	2025-09-29
Publisher:	Tecnológico Nacional de México
metadata.dc.publisher.tecnm:	Instituto Tecnológico de Aguascalientes
Description:	El tratamiento de aguas residuales es uno de los mayores desafíos ambientales a nivel mundial. La Digestión Anaerobia (DA) se presenta como una alternativa eficiente para tratar aguas residuales con alta carga orgánica, ya que no solo estabiliza los contaminantes, sino que produce biogás, una fuente renovable de energía. Sin embargo, el proceso de DA presenta diversas limitaciones como la baja eficiencia en la producción de metano, la acumulación de compuestos inhibidores y la inestabilidad del proceso. En este contexto, la incorporación de materiales a base de carbono, como el biochar, ha demostrado ser una estrategia prometedora para mejorar la eficiencia del proceso de DA al promover la Transferencia Directa de Electrones entre Especies (DIET, por sus siglas en inglés), favoreciendo las interacciones sintróficas entre las bacterias oxidantes y las archaeas metanogénicas. La presente investigación tuvo como objetivo evaluar el efecto del biochar sintetizado a partir de tres tipos de biomasa residual (cáscara de nuez, bagazo de agave y semilla de guayaba) sobre la producción de biogás en sistemas de DA aplicados al tratamiento de aguas residuales municipales. Los residuos agrícolas se modificaron con compuestos como FeCl3, KMnO4 y Co3O4, con el fin de mejorar sus propiedades electroquímicas y facilitar la DIET. El biochar se sintetizó mediante calentamiento convencional y se le dio un postratamiento con radiación por microondas. La investigación empleó un diseño experimental basado en el método de Taguchi para identificar las mejores condiciones para la síntesis del biochar. Los biochars obtenidos fueron caracterizados mediante diversas para determinar su superficie específica y porosidad. Los resultados mostraron que la incorporación de biochar en los sistemas de DA incrementó significativamente la producción de metano. En particular, el biochar sintetizado a partir del bagazo de agave, modificado con KMnO4 e irradiado con microondas (700MW-AMn) demostró ser de los más eficaces con un incremento de más del 50 % en la velocidad de producción de metano en comparación al control. Los resultados obtenidos tanto en los experimentos en lote como en continuo ponen de manifiesto la eficacia de la incorporación de biochar como acelerante metanogénico. Además X de aumentar la producción de biogás, contribuye a la estabilización de variables críticas (pH), a la disminución de compuestos inhibidores como el amoníaco y al mantenimiento de la eficiencia global del proceso de DA. Desde la perspectiva energética, el análisis mediante el frente de Pareto permitió identificar los biochars más eficientes, al combinar una mayor velocidad de producción de CH₄ con un menor consumo energético. Esto demuestra el valor de este enfoque multi-objetivo para orientar la toma de decisiones que mejoren la sostenibilidad económica y ambiental de los sistemas de DA en el tratamiento de aguas residuales municipales. En definitiva, la incorporación de biochar durante el tratamiento anaeróbico de aguas residuales municipales demuestra ser una estrategia prometedora para potenciar significativamente la producción de biogás. Asimismo, respalda la viabilidad económica y fortalece la economía circular al aprovechar residuos agrícolas para su síntesis.
metadata.dc.type:	info:eu-repo/semantics/masterThesis
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