1
| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V. 5 | N. 1 | enero - junio | 2026 | ISSN 2955-8476 | e-ISSN 2955-8174 |
Capacidad de generación de energía eléctrica en la planta
de tratamiento de aguas residuales La Totora, Ayacucho
Ability for generating electricity at the La Totora
wastewater treatment plant, Ayacucho
Recibido: 08 de abril de 2026 | Revisado: 12 de mayo de 2026 | Aceptado: 26 de mayo de 2026
Aníbal Pablo García Bendezú
1
1 Escuela Universitaria de Posgrado – Universidad Nacional Federico Villarreal. Lima, Perú
Correo: anibal.garcia@unsch.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-5355-0255
https://doi.org/10.62428/rcvp2026512150
Abstract
The aim was to determine the potential for generating electricity from biogas produced at the La Totora wastewater treatment plant in Ayacucho,
2024–2026. The study focused on urban wastewater generated in the city of Huamanga; to determine this potential, four quantification
methods were used: the amount of volatile solids, Chemical Oxygen Demand (COD), the population served, and Biochemical Oxygen
Demand (BOD5). These values were averaged to determine the potential for electricity generation, and the amount of greenhouse gases
(GHGs) that could be avoided was also quantified. The result was that the average biogas produced by the plant was 3,554.42 m³/day; the
electricity generation potential of the biogas produced by the plant was 23,034.42 kWh/day, and the total reduction in greenhouse gases at the
plant was 20,778.23 tCO
2
eq/year (92.73%). A procedure was developed to determine the potential for electricity generation from the biogas
produced at the La Totora wastewater treatment plant, as well as the resulting reduction in greenhouse gas emissions. It is recommended that,
for wastewater treatment facilities to be implemented in Huamanga and other locations in the country, the use of biogas should be an initial
consideration, with the aim of diversifying the energy mix.
Keywords: Energy potential, biogas, COD, BOD
5
, volatile solids, greenhouse gases.
Resumen
El objetivo fue determinar el potencial de generación de energía eléctrica a partir del biogás producido en la planta de tratamiento de aguas
residuales La Totora en Ayacucho, 2024 - 2026. El estudio se centró en las aguas residuales urbanas generadas en la ciudad de Huamanga;
para determinar dicho potencial, se utilizaron cuatro métodos de cuantificación: la cantidad de sólidos volátiles, la Demanda Química de
Oxígeno (DQO), la población beneficiada y la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5), se promediaron estos valores para determinar
el potencial de generación de energía eléctrica y también se cuantifico la cantidad de Gases de Efecto Invernadero (GEIs) que se podrían
evitar. El resultado fue que el promedio de biogás producido por la planta fue de 3,554.42 m3/día; el potencial de generación de energía
eléctrica del biogás producido por la planta fue de 23,034.42 kWh/día y la reducción total de gases de efecto invernadero en la planta fue
de 20,778.23 tCO
2
eq/año (92,73%). Se consiguió desarrollar un procedimiento, con la finalidad de determinar el potencial de generación de
energía eléctrica a partir del biogás producido en la planta de tratamiento de aguas residuales La Totora y a su vez la reducción de gases de
efecto invernadero. Se recomienda que, la utilización del biogás debe ser una consideración inicial, con la intención de diversificar la matriz
energética para los establecimientos de tratamiento de aguas residuales que se implementen en Huamanga y en otras localidades del país.
Palabras clave: Potencial energético, biogás, DQO, DBO
5
, solidos volátiles, gases de efecto invernadero.
Este artículo es de acceso abierto distribuido bajo los términos y condiciones de la
licencia Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International
| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V. 5 | N. 1 | enero - junio | 2026 | ISSN 2955-8476 | e-ISSN 2955-8174 |
| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V.5 | N. 1 | enero - junio | 2026 | ISSN 2955-8476 | e-ISSN 2955-8174 |
2
Introducción
A nivel mundial, el interés por las fuentes de energía renovables se ha intensificado, impulsado por la
crisis climática y la necesidad de garantizar la seguridad energética. En este contexto, la valorización energética de
residuos emerge como una estrategia clave para la transición hacia una economía circular. Las plantas de tratamiento
de aguas residuales (PTARs) representan un escenario idóneo, ya que el proceso de depuración genera lodos con un
alto contenido de materia orgánica, susceptibles de ser tratados mediante digestión anaerobia para producir biogás
(Chen et al., 2024). Este biogás, compuesto principalmente por metano (CH₄) y dióxido de carbono (CO₂), pueden
ser aprovechados para generar energía eléctrica y térmica, transformando un subproducto del tratamiento en un
recurso energético renovable (Hoo et al., 2022).
Existe una amplia gama de investigaciones sobre la digestión anaerobia y la generación de biogás en PTARs.
Estudios previos se han enfocado en optimizar los parámetros operativos (como tiempo de retención hidráulica,
temperatura y relación carbono/nitrógeno) para maximizar la producción de metano (Li et al., 2023). La producción
de bioenergía en forma de calor y electricidad es una de las mejores opciones para reducir la escasez de energía con
la cantidad mínima de impactos ecológicos (Yasar et al. 2017).
Sin embargo, la aplicación y el análisis detallado de estas tecnologías suelen estar más documentados en
PTARs de gran escala o en regiones con mayor desarrollo tecnológico, dejando un vacío de información para plantas
de mediana capacidad en países en desarrollo, donde factores locales como la altitud, el clima y la composición de
las aguas residuales pueden influir significativamente en el proceso (Mendoza et al., 2023).
A pesar de su potencial, muchas PTARs, especialmente en regiones como Latinoamérica, operan el proceso
de digestión anaerobia sin un sistema para la captura y aprovechamiento energético del biogás generado. Esto
conlleva a la emisión directa de metano a la atmósfera, un gas con un potencial de calentamiento global entre 28
a 34 veces superior al del CO₂ en un horizonte de 100 años (Intergovernmental Panel on Climate Change -IPCC,
2021), desaprovechando al mismo tiempo una fuente de energía autóctona que podría reducir la dependencia de
combustibles fósiles y los costos operativos de la planta.
 Ramírez, Medrano y Escobedo (2020), consideraron que, el biogás es una fuente de energía importante
y abundante en las plantas de tratamiento de aguas residuales, cuyo principal residuo son los lodos que producen
biogás, el cual actualmente no es aprovechado, por lo que, estimaron el potencial de generación de energía eléctrica
a partir del biogás generado en la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Zona Noreste mediante cuatro métodos
para cuantificación de producción de biogás, siendo una de las más grandes de Tabasco.
El Banco Interamericano de Desarrollo, presenta una nota técnica que tiene el objetivo de difundir los
conocimientos que existen en el ámbito del tratamiento de aguas residuales con respecto a la emisión de gases de
efecto invernadero (GEI), la posibilidad de reducir dichas emisiones para generar bonos de carbono y el potencial
de generación de energía que presentan algunos sistemas de tratamiento, detallando la metodología para proyectos
MDL y describiendo los pasos a seguir, junto con las fórmulas utilizadas para el cálculo de reducciones de emisiones
(Nolasco, 2010).
Por otro lado, Aguirre (2022), evalúo el potencial de energía eléctrica que se puede generar mediante
los procesos de digestión anaerobia realizados en los tratamientos de aguas residuales domesticas (ARD) del
departamento del Tolima, con el fin de identificar reducción de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y
ahorros monetarios. La creciente demanda de energía de la sociedad moderna y la alta dependencia de las fuentes
de energía no renovables, así como los problemas ambientales asociados, hace necesario que se busquen nuevas
opciones de fuentes energéticas, por lo cual Cordero (2017) analizó el aprovechamiento energético de las aguas
residuales urbanas en ciudades de altura
La PTAR La Totora en Ayacucho, Perú, es un caso representativo de esta situación, donde la falta de
caracterización del potencial específico del biogás y de un diseño de sistema de aprovechamiento adaptado al contexto
| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V.5 | N. 1 | enero - junio | 2026 | ISSN 2955-8476 | e-ISSN 2955-8174 |
3
local impide materializar estos beneficios. Esta investigación es de vital importancia por su triple contribución a la
sostenibilidad: ambiental, energética y operativa:
• Desde el punto de vista ambiental, propone una solución para mitigar emisiones de gases de efecto invernadero
(GEI) mediante la captura y uso del metano.
• Energéticamente, promueve la generación distribuida de electricidad renovable, contribuyendo a la
diversificación de la matriz energética regional.
• Operativamente, puede mejorar la gestión de los lodos y reducir los costos de energía de la planta, aumentando
su eficiencia y sostenibilidad financiera.
Estudiar este potencial en La Totora sirve como un modelo replicable para otras PTARs con características
similares en la región andina.
Este trabajo se alinea y se fundamenta en investigaciones previas sobre la optimización de la digestión
anaerobia y la evaluación del potencial de biogás. Se vincula directamente con estudios que analizan la composición
del biogás y su poder calorífico para el dimensionamiento de moto generadores (Hoo et al., 2022), y con aquellos
que promueven la producción de biocombustibles por su naturaleza renovable, la mitigación del cambio climático
y la seguridad energética proporcionada por un suministro variable (Yasar et al. 2017). Además, dialoga con
investigaciones que enfatizan la necesidad de adaptar las tecnologías de aprovechamiento a las condiciones locales
y a la escala de las plantas (Mendoza et al., 2023). Este estudio aplica estos marcos conceptuales y metodológicos
al caso específico de La Totora, generando datos empíricos locales y proponiendo un sistema contextualizado.
Con base en lo anterior, este artículo tiene como objetivo general determinar el potencial de generación de
electricidad a partir del biogás producido en la PTAR La Totora de Ayacucho, con el fin de proponer un sistema
sostenible que aproveche este recurso renovable. Para ello, se plantean los siguientes objetivos específicos:
• Determinar la cantidad y composición del biogás generado a partir de los lodos tratados en la planta,
identificando los factores operativos que afectan su producción.
• Establecer el potencial del biogás para la producción de energía eléctrica.
• Examinar la contribución potencial de la implementación de dicho sistema a la reducción de emisiones de
gases de efecto invernadero (GEIs), evaluando las ventajas ambientales por la sustitución de energía de
origen fósil.
Materiales y métodos
Para abordar el objetivo de determinar el potencial de generación eléctrica a partir del biogás, se adoptó un
enfoque metodológico que integra componentes experimentales y analíticos.
El problema se abordó en tres fases interconectadas (Figura 1):
1. Caracterización y cuantificación del sustrato: Se determinó el potencial generador de biogás de los afluentes y
lodos de la PTAR, utilizando como indicadores clave la Demanda Química de Oxígeno (DQO), la Demanda
Bioquímica de Oxígeno a 5 días (DBO₅) y los Sólidos Volátiles (SV). Esto permitió estimar la carga orgánica
disponible para la digestión anaerobia.
2. Estimación de la producción de biogás y metano: Se aplicaron cuatro métodos de cuantificación independientes
y ampliamente validados en la literatura (basados en DQO, DBO
5
, SV y población equivalente). Los
resultados de cada método se promediaron para obtener una estimación robusta y consensuada del volumen y
la composición esperada del biogás, con especial énfasis en el contenido de metano (CH
4
).
3. Evaluación del potencial energético y ambiental: A partir de la producción estimada de metano, se calculó
el potencial de generación de electricidad. Finalmente, se evaluó la contribución potencial del sistema a la
reducción de emisiones de gases de efecto invernadero (GEIs).
| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V.5 | N. 1 | enero - junio | 2026 | ISSN 2955-8476 | e-ISSN 2955-8174 |
4
Figura 1
Flujograma procedimental
La población de estudio fue los afluentes y lodos generados en el proceso de tratamiento de la PTAR La
Totora, que constituyen el sustrato para la producción de biogás, durante los meses de enero a octubre del año 2024.
El biogás producido de manera potencial a partir de la digestión anaerobia completa de la población definida.
Figura 2
Planta de tratamiento de aguas residuales La Totora
Nota. SEDA AYACUCHO S.A. © ANDINA / Editora Perú.
Las muestras se tomaron diariamente en el afluente de la PTAR La Totora durante los meses de enero
a octubre del año 2024 y las de lodo cada 3 meses. La caracterización de estas muestras se realizó a través de
mediciones y análisis diarios del sustrato, durante los meses que duro el estudio.
Procedimiento experimental y de cálculo
El procedimiento para la estimación del potencial de biogás y energía se estructuró en las siguientes etapas:
a) Recolección de datos primarios y secundarios:
• Se obtuvieron datos operativos históricos y en tiempo real de la PTAR (caudal de entrada, características del
agua residual, producción de lodos), mediante diarios de campo.
• Se realizaron mediciones in situ de parámetros clave (temperatura, pH), y se tomaron muestras sistemáticas
compuestas de agua residual y lodos para análisis en el laboratorio de DBO, DQO
5
y sólidos volátiles.
b) Análisis de laboratorio:
• Las muestras se analizaron para determinar DQO, DBO
5
y sólidos totales volátiles (STV) según los métodos
estándar (APHA, 2017).
| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V.5 | N. 1 | enero - junio | 2026 | ISSN 2955-8476 | e-ISSN 2955-8174 |
5
4
• La composición esperada del biogás (porcentajes de CH
4
y CO
2
) se estimó a partir de relaciones empíricas
documentadas para lodos de PTAR similares.
c) Cuantificación del potencial de biogás (Método de los Cuatro Índices):
El potencial de generación de metano, se estimó de forma independiente mediante cuatro métodos, utilizando
factores de conversión específicos de la literatura (Angelidaki et al., 2019; Tchobanoglous et al., 2014):
• Método basado en DQO removida:
Volumen de biogás producido = (DQO sedimentado) * 0.35 m
3
⁄kg DQO
• Método basado en DBO₅ removida:
Volumen de biogás producido =Q .
Se empleó para este cálculo el software BIO Watt (Herramienta de evaluación tecnológica de aguas
residuales para biogás).
• Método basado en Sólidos Volátiles (SV):
Volumen de biogás producido = (SV sedimentados) * 0.8 m
3
⁄ kg SV
• Método basado en Población Equivalente (PE):
Volumen de CH producido/día = personas beneficiadas*0.016 m
3
⁄persona x día
d) Cálculo de generación de energía eléctrica potencial y beneficio ambiental:
• La generación de energía eléctrica potencial (kWh/día) se calculó con la fórmula:
Generación de energía eléctrica a partir del biogás producido = (promedio de biogás obtenido) * (0.65) * (9.97 kWh⁄m
3
)
• La reducción de emisiones de CO
2
e (tCO
2
eq/año) se estimó considerando la metodología MDL (Mecanismo
de desarrollo limpio), ER = BE – PE, para lo cual se precisa calcular los valores de:
(1) BE = (Q) (COD
d
) (MCF
S
) (B
0
) (GWP
CH4
) (UF)
(2) PE = (Q) (COD
d
) (B
0
) (GWP
CH4
) (L)
donde, ER: reducción de emisiones; BE: emisiones de base; PE: emisiones del proyecto.
Instrumentos y equipos
• Medición y análisis: Medidor de flujo de caudal, sondas multiparamétricas (pH, temperatura), turbidímetro,
equipos para análisis de DQO (digestor, titulador), equipos para DBO₅ (botellas, incubadora), mufla y balanza
para análisis de sólidos.
• Software de análisis: Se utilizó el software BioWATT, Python 3 y Microsoft Excel para el procesamiento
estadístico de datos, el cálculo de promedios y desviaciones estándar de los cuatro métodos, y la modelización
de los resultados energéticos y ambientales.
• Datos secundarios: Se consultaron informes técnicos de la PTAR, publicaciones científicas para la selección
de factores de conversión y estándares internacionales (IPCC, APHA).
| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V.5 | N. 1 | enero - junio | 2026 | ISSN 2955-8476 | e-ISSN 2955-8174 |
6
Resultados
El volumen de biogás que se genera en la planta de tratamiento La Totora, ha sido calculado por 4 métodos
de cuantificación, cuyos resultados se presentan a continuación:
1) Método basado en la cantidad de sólidos volátiles en los efluentes
Biogás producido:
Volumen de biogás producido = 2,661.92 kg SV/día x 0.8 m3⁄ kg SV
Volumen de biogás producido = 2,129.54 m3/día
2) Método basado en la DQO
Biogás producido:
Volumen de biogás producido = 12,313.52 kg DQO/día x 0.35 m
3
⁄kg DQO
Volumen de biogás producido = 4,309.73 m
3
/día
3) Método basado en la población beneficiada
Biogás producido:
Volumen de CH
4
producido por día = 252,258 personas x 0.016 m3⁄persona
Volumen de CH
4
producido por día = 4,036.19 m3/día
4) Método basado en la DBO
El software BioWATT (Biogas Wastewater Assessment Technology Tool), que es una herramienta de
evaluación tecnológica de la producción de biogás en función a la DBO
5
da como resultado que la cantidad de
biogás producido en las aguas residuales de la planta de tratamiento de aguas residuales La Totora de la ciudad de
Huamanga es de 3,742.22 m
3
/día.
En función a estos resultados se saca un promedio del biogás producido en la planta de tratamiento de aguas
residuales La Totora, cuyo valor se presenta a continuación:
Promedio de biogás producido/día = (volumen por SV + volumen por DQO
+ volumen per cápita + volumen por DBO
5
) ÷ 4
Promedio de biogás producido = 3,554.42 m
3
/día.
Tabla 1
Promedio de volumen de biogás producido
Durante el período de estudio, el biogás reveló una composición promedio estable, con un contenido de
metano (CH
4
) de 60% en volumen y de dióxido de carbono (CO
2
) de 35% en volumen. El 5% restante correspondió
| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V.5 | N. 1 | enero - junio | 2026 | ISSN 2955-8476 | e-ISSN 2955-8174 |
7
a gases traza, entre los que se identificaron principalmente nitrógeno (N
2
), ácido sulfhídrico (H
2
S) y vapor de agua
(H
2
O).
Tabla 2
Composición promedio del biogás de la PTAR La Totora
Nota. La relación CH
4
/CO
2
de 1.71 indica un proceso de digestión anaerobia
eficiente, dentro de los rangos típicos reportados para biogás proveniente de lodos
residuales municipales (40-70% CH
4
; 30-50% CO
2
) (Angelidaki et al., 2018).
Posteriormente se procedió a calcular la generación de energía eléctrica a partir del promedio del biogás
producido.
Generación de energía eléctrica a partir del biogás producido = 3,554.42 m3/día x 0,65 x 9,97 kWh/m3
Generación de energía eléctrica a partir del biogás producido = 23,034.42 kWh/día
Para la determinación de emisiones de gases de efecto invernadero, es sumamente importante conocer
cuál es el impacto ambiental al implementar un proyecto de este tipo. Para calcular la cantidad de gases de efecto
invernadero evitados al implementar una planta de tratamiento de aguas residuales que tenga un sistema de captación
de biogás se utilizará la metodología dada en la Nota Técnica N° 116 del Banco Interamericano de Desarrollo de
proyectos de Mecanismo de Desarrollo Limpio en plantas de tratamiento de aguas residuales (Nolasco, 2010). Con
el empleo de esta metodología, se aplica la siguiente fórmula:
ER = BE – PE
Donde ER es la reducción de emisiones, BE son las emisiones de base, que actualmente genera la planta de
tratamiento de aguas residuales La Totora y PE son las emisiones con la implementación de este trabajo.
BE = (Q) (COD
d
) (MCF
S
) (B
0
) (GWP
CH4
) (UF)
BE = (13,248,273.6 m
3
/año) (0,00051 t/m
3
) (0.8) (0.21) (21) (0.94)
BE = 22,407.11 tCO
2
eq/año
PE = (Q) (COD
d
) (B
0
) (GWP
CH4
) (L)
PE = (13,248,273.6 m
3
/año) (0.00015t/m
3
) (0.21) (21) (0.2)
PE = 1,752.75 tCO
2
eq/año
Por último, se calcula la reducción de emisiones (ER) como la diferencia entre las emisiones de base y las
del presente trabajo:
ER = BE – PE
ER = = 22,407.11 tCO
2
eq/año – 1,752.75 tCO
2
eq/año
ER = 20,654.36 tCO
2
eq/año
Por otra parte, al utilizar la herramienta BioWATT para el cálculo de las emisiones evitadas con la
implementación del presente trabajo de tesis, dio como resultado 1,505 tCO
2
eq/año.
Con estos datos, se procede a calcular el promedio de las emisiones evitadas.
Promedio de emisiones evitadas = 1,752.75 tCO
2
eq/año + 1,505 tCO
2
eq/año/ 2 = 1,628.88 tCO
2
eq/año
| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V.5 | N. 1 | enero - junio | 2026 | ISSN 2955-8476 | e-ISSN 2955-8174 |
8
Reducción de emisiones = 22,407.11 tCO
2
eq/año - 1,628.88 tCO
2
eq/año = 20,778.23 tCO
2
eq/año
Cálculo del % de reducción de emisiones = 92,73 %
Con base al cálculo anterior, es importante evidenciar la incidencia positiva que podría tener la captura y
transformación del biogás generado en la PTAR La Totora en energía eléctrica, dado que existe una posibilidad
importante para la mitigación de gases de efecto invernadero.
Discusión
Los resultados obtenidos demuestran de manera cuantitativa el potencial significativo de la PTAR La Totora
para convertirse en un centro de generación de energía renovable y mitigación climática. El volumen promedio de
biogás estimado (3,554.42 m
3
/día) confirma que la carga orgánica de los afluentes representa un recurso energético
subutilizado de magnitud considerable. La variabilidad observada entre los cuatro métodos de cuantificación (de
2,129.54 a 4,309.73 m
3
/día) es esperable y está documentada en la literatura, reflejando un análisis energético
y económico de la producción de biogás a partir de un reactor anaeróbico y lodos activados de las plantas de
tratamiento de aguas residuales (Cañote et al. 2020). El método basado en sólidos volátiles arrojó el valor más
conservador, lo que podría asociarse a una subestimación de la fracción fácilmente biodegradable no capturada en
este parámetro. Por el contrario, los métodos basados en DQO y población se alinean con estimaciones reportadas
para plantas de capacidad similar en regiones con características de residuos comparables (Cheng et al., 2021).
La producción eléctrica potencial de 23,034.42 kWh/día es un hallazgo de gran relevancia práctica. Esta
energía no solo podría cubrir una fracción sustancial del consumo operativo de la planta, avanzando hacia su
autosuficiencia energética, sino que también podría inyectar excedentes a la red, generando un posible flujo de
ingresos. Este hallazgo se alinea con la premisa de la economía circular, transformando un pasivo ambiental en
un activo energético, tal como proponen Rufí et al. (2022) para lo cual, se necesita un cambio de paradigma en las
plantas (PTAR) para pasar de la eliminación tradicional a la recuperación de recursos con la finalidad de optimizar
la sostenibilidad de las infraestructuras de saneamiento.
El resultado más contundente desde la perspectiva ambiental es la reducción potencial del 92.73% en las
emisiones de GEI, equivalente a 20,778.23 tCO
2
eq/año. Esta reducción surge de dos mecanismos sinérgicos: 1) la
mitigación directa por la captura y combustión controlada del metano, evitando su liberación a la atmósfera, y 2) la
mitigación por sustitución, al desplazar energía de la red que, en el contexto peruano, tiene aún una participación
significativa de fuentes fósiles. La magnitud de esta reducción es coherente con estudios que aplican procedimientos
tales como el de metodología de desarrollo limpio (MDL) y herramientas específicas como BioWATT, las cuales
validan que el aprovechamiento energético del biogás es una de las medidas de mitigación más costo-efectivas
en el sector de aguas residuales. Sin embargo, estas tecnologías se ven limitadas principalmente por restricciones
políticas y económicas y la falta de subsidios. (Díaz-Trujillo, et al. 2019).
Estos hallazgos trascienden el caso de estudio específico, para la región de Ayacucho, la implementación
de este sistema representaría un modelo pionero de gestión sostenible de residuos y generación descentralizada de
energía, contribuyendo directamente a los objetivos de desarrollo sostenible locales y nacionales (ODS 7: Energía
asequible y no contaminante, y ODS 13: Acción por el clima). Científicamente, este estudio aporta datos empíricos
específicos para una planta en altitud, un factor escasamente documentado en la literatura. Las condiciones de
baja presión atmosférica podrían influir en la cinética de la digestión anaerobia y en la eficiencia de los equipos de
combustión, un aspecto que merece investigación más profunda.
A pesar de los resultados prometedores, es crucial reconocer las limitaciones de este estudio:
• Naturaleza estimativa: Los resultados se basan en modelos teóricos y datos de diseño o mediciones puntuales.
La validación con datos operativos continuos de un digestor anaerobio a escala real en la planta es el paso
siguiente indispensable para confirmar estos potenciales.
• Análisis técnico-económico preliminar: Este estudio cuantifica el potencial, pero un análisis de viabilidad
integral requiere un estudio de ingeniería de detalle que incluya el dimensionamiento de equipos (digestor,
| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V.5 | N. 1 | enero - junio | 2026 | ISSN 2955-8476 | e-ISSN 2955-8174 |
9
sistema de purificación, motogenerador), un análisis de costo-beneficio (ACB) completo que considere la
inversión inicial, los costos de operación y mantenimiento, y los ingresos por venta de energía/CREDD, y un
análisis de riesgos.
• Variables sociales e institucionales: La viabilidad última del proyecto depende de factores no técnicos,
como la capacidad de gestión de la entidad operadora, la existencia de marcos regulatorios y tarifarios que
incentiven la generación distribuida con biogás, y la aceptación comunitaria.
Estas limitaciones delinean claros vacíos para investigaciones futuras:
• Investigación aplicada: Implementación de un proyecto piloto de digestión y cogeneración a escala reducida
en la PTAR para obtener datos reales de producción y eficiencia.
• Investigación en ingeniería: Evaluación de la eficiencia de tecnologías de purificación de biogás (upgrading)
adecuadas a la escala y al contexto económico local, para evaluar la factibilidad de inyectar biometano a la
red.
• Investigación en políticas públicas: Análisis de los mecanismos financieros y regulatorios necesarios para
catalizar la inversión en este tipo de proyectos en Perú, incluyendo estudios de modelos de negocio óptimos
(ESCOs, asociaciones público-privadas).
En síntesis, los resultados presentados no solo confirman el potencial técnico-ambiental sustancial del biogás
en la PTAR "La Totora", sino que también sirven como una base cuantitativa sólida para la toma de decisiones.
El estudio evidencia que la transición de una PTAR como consumidora neta de energía a una productora neta es
técnicamente posible y ambientalmente imperativa. Superar las limitaciones identificadas mediante investigación
aplicada y el desarrollo de políticas de apoyo será clave para materializar este potencial, transformando a "La
Totora" en un referente de sostenibilidad para la región andina.
Conclusiones
El estudio evaluó el potencial de generación eléctrica a partir del biogás producido en la PTAR La Totora
de Ayacucho, utilizando parámetros fisicoquímicos y la carga poblacional atendida. Los resultados estimaron una
producción de 1,297,363.3 m
3
/año de biogás y un potencial energético de 8,407,563.3 kWh/año, evidenciando la
viabilidad técnica de su aprovechamiento como fuente renovable de energía. Asimismo, la valorización del biogás
permitiría evitar la emisión de aproximadamente 1,628.88 toneladas de CO
2
equivalente por año, contribuyendo a
la mitigación de gases de efecto invernadero y a la sostenibilidad energética regional. Los hallazgos demuestran que
la implementación de sistemas de cogeneración constituye una alternativa ambientalmente sostenible y replicable
en plantas de tratamiento con características similares, recomendándose estudios de prefactibilidad económica y
diseño ingenieril para su aplicación a escala real.
El estudio determinó la producción de biogás en la PTAR La Totora de Ayacucho a partir de residuos orgánicos
sometidos a digestión anaerobia, estimándose una generación de 3,554.42 m
3
/día. Los resultados identificaron que
la demanda química de oxígeno (DQO), la demanda bioquímica de oxígeno (DBO
5
) y los sólidos volátiles (SV) son
los principales factores que influyen en la producción de biogás, mostrando una relación directamente proporcional
con el volumen generado. Asimismo, variables operativas como la temperatura, el tiempo de retención hidráulica
y el pH afectaron significativamente la eficiencia y estabilidad del proceso anaerobio. Los hallazgos confirman
la viabilidad técnica del aprovechamiento energético del biogás y su potencial para contribuir a la sostenibilidad
energética y a la mitigación de emisiones de gases de efecto invernadero. Además, el estudio aporta bases científicas
para el monitoreo, optimización operativa e implementación de tecnologías de valorización energética en plantas de
tratamiento similares.
El estudio evaluó la viabilidad técnica del aprovechamiento del biogás generado en la PTAR La Totora de
Ayacucho para la generación de energía eléctrica aplicada al tratamiento de aguas residuales. La caracterización
del biogás evidenció un contenido de CH
4
de 60%, CO
2
de 35% y trazas de H
2
S y N
2
, además de vapor de agua,
determinándose un poder calorífico de 21,5 MJ/m
3
, adecuado para sistemas de generación eléctrica de media escala.
El potencial energético estimado de 8 407 563,3 kWh/año permitiría cubrir el 100% de la demanda eléctrica de la
planta. Asimismo, se identificó la necesidad de procesos de purificación para optimizar el rendimiento y reducir
| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V.5 | N. 1 | enero - junio | 2026 | ISSN 2955-8476 | e-ISSN 2955-8174 |
10
riesgos de corrosión y emisiones contaminantes. Los resultados confirman que el biogás constituye una alternativa
energética renovable, sostenible y replicable para fortalecer la eficiencia energética y la economía circular en plantas
de tratamiento similares.
El estudio demostró que la generación eléctrica a partir del biogás producido en la PTAR La Totora
constituye una alternativa ambientalmente eficiente para reducir emisiones de gases de efecto invernadero frente
a fuentes fósiles convencionales. El aprovechamiento del metano (CH
4
) evitó su liberación directa a la atmósfera
y permitió sustituir parcialmente el consumo de combustibles fósiles. Los resultados estimaron una mitigación
de 1,628.88 toneladas de CO
2
equivalente por año mediante la generación eléctrica in situ. El uso energético del
biogás favorece además la valorización de residuos orgánicos bajo un enfoque de economía circular y sostenibilidad
energética. Por lo tanto, esta tecnología representa una estrategia viable para reducir la huella de carbono, mejorar la
calidad del aire y promover una matriz energética más limpia y descentralizada en plantas de tratamiento de aguas
residuales similares.
Recomendaciones
• Se debe inferir que, para los establecimientos de tratamiento de aguas residuales que se implementen en
Huamanga y en otras localidades del país, la utilización del biogás debe ser una consideración inicial.
Asimismo, es importante reconocer que en otras áreas del país donde las temperaturas ambientales son más
altas que las evaluadas en este estudio, el proceso podría funcionar con una mayor eficacia y se podría utilizar
el calor generado para incorporarlo en otros procesos industriales.
• Existen diferentes tipos de energía alternativa que aún no han sido explotadas en detalle en nuestro entorno y
que podrían ayudar, al igual que el recurso revisado en este estudio, a diversificar la matriz energética. Entre
estas opciones se encuentran la utilización de los residuos de la madera provenientes de la tala y el recorte
de plantas ornamentales en áreas urbanas, los desechos del sector agrícola y los restos ganaderos, como el
estiércol. Estos materiales deben ser contabilizados y analizados.
• Debido a los beneficios que ofrecen las fuentes de energía no tradicionales, tanto desde una perspectiva
ambiental como social, es fundamental crear un sistema de compensación adicional al de la comercialización
de la energía producida a precios de fuentes convencionales. Estos estímulos pueden presentarse de tres
maneras: 1) En el costo de la energía producida con esta fuente, 2) Disminuyendo los gastos de inversión (a
través de subsidios, exenciones fiscales, etc.) y 3) Financiamiento por parte del sector público.
Referencias
 Ramírez, T., Medrano, O., & Escobedo, L. (2020). Generación de energía en plantas de tratamiento de aguas residuales
(PTAR).: El caso de la PTAR zona noreste, Villahermosa, México. ENERLAC, Revista De energía De Latinoamérica Y
El Caribe, 4(1), 12–30. https://enerlac.olade.org/index.php/ENERLAC/article/view/128
Aguirre, S. (2022). Evaluación del potencial de energía eléctrica que se puede generar a partir de aguas residuales domésticas
(ARD) en el departamento del Tolima [Tesis de Titulación, Universidad de Ibagué]. Repositorio Institucional Unibagué.
https://repositorio.unibague.edu.co/server/api/core/bitstreams/23a568f1-1347-41e7-9070-246cb9066090/content
Angelidaki, I., Kougias, P. G., Lemmer, A., Luo, G., Muñoz, R., Oechsner, H., Xie, L., & Zhang, Y. (2019). Biogas upgrading:
Current and emerging technologies. En S. C. Ricke (Ed.), Biofuels: Alternative feedstocks and conversion processes for
the production of liquid and gaseous biofuels (2.ª ed., pp. 817–843). Academic Press. https://doi.org/10.1016/B978-0-
12-816856-1.00033-6
Cañote, S., Mambeli, R., Silva, E., Almazan, O., Silva, I., Velásquez, J., et al. (2021). Energy and Economic Evaluation of
the Production of Biogas from Anaerobic and Aerobic Sludge in Brazil. Waste and Biomass Valorization, 12, 947-969.
https://doi.org/10.1007/s12649-020-01046-w
Cordero, J. (2017). Evaluación del potencial energético de las aguas residuales urbanas generadas en ciudades de altura [Tesis
de magister. Universidad de Cuenca]. DSpace Ucuenca. .https://rest-dspace.ucuenca.edu.ec/server/api/core/bitstreams/
af942e9b-6700-4feb-8c80-bb29665c0d94/content
Chen,
B.,
Appels,
L.,
Dewil,
R.,
&
Azman,
S.
(2024).
Alkaline
in-situ
treatment:
influence
on
the
microbial
| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V.5 | N. 1 | enero - junio | 2026 | ISSN 2955-8476 | e-ISSN 2955-8174 |
11
activity and biomethane yield of anaerobic digestion. Ku Leuven. https://kuleuven.limo.libis.be/discovery/
fulldisplay?docid=lirias4160036&context=SearchWebhook&vid=32KUL_KUL:Lirias&search_scope=lirias_
profile&adaptor=SearchWebhook&tab=LIRIAS&query=any,contains,LIRIAS4160036&offset=0
Cheng, H., Li, Y., & Li, W. (2021). Estimation of biogas production and the emission reduction potential from municipal
wastewater treatment plants in China. Journal of Cleaner Production, 318, 128517. https://doi.org/10.1016/j.
rser.2025.116017
Díaz-Trujillo, L., Tovar, J., Nápoles, F., Ponce, J., (2019). Effective Use of Carbon Pricing on Climate Change Mitigation
Projects: Analysis of the Biogas Supply Chain to Substitute Liquefied-Petroleum Gas in Mexico. Processes, 7(10), 668;
https://doi.org/10.3390/pr7100668
Hoo, P. Y., et al. (2022). A review on the conversion of biogas to electricity and thermal energy: Engine and fuel cell-based
systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 161, 112383. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8776554/
Intergovernmental Panel on Climate Change [IPCC]. (2021). Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution
of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge
University Press. https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/
Li, Y., Zhao, J., Krooneman, J., Willem, G. (2021). Strategies to boost anaerobic digestion performance of cow manure:
Laboratory achievements and their full-scale application potential. Science of The Total Environment, 755(Part 1),
142940.https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142940
Mendoza, L., et al. (2023). Challenges and opportunities for biogas implementation in small and medium wastewater treatment
plants in Latin America. Journal of Water Process Engineering, 53, 103685. https://www.sciencedirect.com/science/
article/abs/pii/S3050475925007183
Nolasco, D. (2010). Desarrollo de proyectos MDL en plantas de tratamiento de aguas residuales. Banco Interamericano de
Desarrollo [BID]. https://doi.org/10.18235/0009926
Rufí, M., Petit, A., Leipold, S., Villalba, G. et al. (2022). Increasing resource circularity in wastewater treatment: Environmental
implications of technological upgrades. Science of The Total Environment, 838, 156422. https://doi.org/10.1016/j.
scitotenv.2022.156422
Tchobanoglous, G., et al. (2014). Wastewater Engineering: Treatment and Reuse (3era edición). McGraw-Hill.
Yasar, A., Rasheed, R., Tabinda, A., Tahir, A., Sarwar, F. (2017). Life cycle assessment of a medium commercial scale biogas
plant and nutritional assessment of effluent slurry. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 67, 364-371. https://doi.
org/10.1016/j.rser.2016.09.026
