Tesis (Maestro en Ciencia y Tecnología Agroalimentaria) -- Departamento de Ingeniería Agroindustrial, 2023 Maestría

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La Península de Yucatán es el sumidero de carbono más importante de México y el reservorio de agua subterránea más importante del mundo. Sin embargo, la eliminación inadecuada del estiércol de las granjas porcinas industriales y la llegada masiva de Sargassum spp. a las costas amenazan estos servicios ecosistémicos. Mediante la digestión anaerobia (DA), estos residuos pueden convertirse en energía renovable. A pesar de ello, la producción de biogás a partir de biomasa algal produce bajos rendimientos de metano. Para mejorar la eficiencia del sistema de digestión anaerobia, se ha considerado útil la adición de materiales conductores como las nanopartículas de magnetita. Por lo cual este estudio investigó la codigestión anaerobia de sargazo (S) y estiércol de cerdo (PM). Así como la adición de 20 mg∙L -1 de nanopartículas (NPs) de magnetita (Fe3O4) sintetizadas por coprecipitación. Se evaluaron seis tratamientos diferentes a nivel de microcosmos (0S-100 PM, 15S-85 PM, 30S-70 PM, 50S-50 PM, 65S-35 PM, 100S:0PM) para elucidar su influencia sobre el potencial bioquímico de metano (PBM). En consecuencia, de la adición de nanopartículas de magnetita, el mayor rendimiento acumulado de metano se obtuvo con el tratamiento 30S-70PM (369.1 ± 6.9 mL CH4∙gsva -1 ), seguido de 50S-50PM (365.0 ± 7.2 mL CH4∙ gsva - 1 ). Demostrando que la adición de 20 mg∙L-1 de NPs de Fe3O4 promovió la producción de metano en el tratamiento 30S-70PM en un 233.7% y un 85.0% en comparación con el control de sargazo y estiércol de cerdo, respectivamente. --

The Yucatan Peninsula is the most important carbon sink in Mexico and groundwater reservoir in the world. However, the improper disposal of pig manure from industrial pig farms and the massive arrival of Sargassum spp. on the coasts threaten these ecosystem services. By using anaerobic digestion (AD), these wastes can be converted into renewable energy. Despite this, biogas production from algal biomass produces low methane yields. To improve the efficiency of anaerobic digestion, conductive materials such as magnetite nanoparticles have been considered useful. Therefore, this study investigated the anaerobic co-digestion of sargassum (S) and pig manure (PM). As well as the addition of 20 mg∙L-1 magnetite nanoparticles (Fe3O4) synthesized by co-precipitation. Six different treatments at the microcosm level (0S-100 PM, 15S-85 PM, 30S-70 PM, 50S-50 PM, 65S-35 PM, 100S:0PM) were evaluated to elucidate their influence on biochemical methane potential (BMP). Consequently, from the addition of magnetite nanoparticles, the highest cumulative methane yield was obtained with the treatment 30S-70PM n(369.1 ± 6.9 mL CH4∙gvsf-1) followed by 50S-50PM (365.0 ± 7.2 mL CH4∙gvsf1). Demonstrating that the addition of 20 mg∙L-1 Fe3O4 NPs promoted the production of methane on treatment 30S-70PM by 233.7% and 85.0% compared to the control of sargassum and pig manure, respectively.