La población mundial actualmente es más de 7 000 millones y se estima que para el año 2030, habrá 8 000 millones de personas, el crecimiento poblacional está estrechamente relacionado con el crecimiento de la demanda de energía mundial (^{Estrada, 2013}). Las fuentes primarias de energía más utilizadas en la actualidad son el gas natural, carbón, petróleo, energía nuclear y las fuentes renovables (^{Blanco, 2004}). La generación de energía en las últimas décadas es una de las grandes preocupaciones mundiales, debido a que en su mayoría para su generación, se emplean grandes cantidades de combustibles de origen fósil lo cual repercute en severos daños al ambiente por la emisión de gases de efecto invernadero (GEI). Las energías renovables se caracterizan porque, en sus procesos de transformación y aprovechamiento en energía útil, no se consumen ni se agotan en una escala humana de tiempo (^{Jara, 2006}). En los procesos de descomposición anaeróbica se obtienen compuestos altamente energéticos que pueden ser usados para la obtención de energía eléctrica y calorífica (^{Magaña et al., 2006}).

El biogás producido puede ser quemado en una turbina de gas o motores de combustión interna, los cuales generan electricidad y calor; los motores de cuatro tiempos fueron desarrollados originalmente para el gas natural y por lo tanto son bien adaptados a las características especiales del biogás (^{Alexopoulos, 2012}; ^{Deublein y Steinhauser, 2008}; ^{Meggyes y Nagy, 2012}). Diversos investigadores realizan adaptaciones a motores convencionales y los operan con biogás para generar electricidad, sin embargo los motogeneradores con biogás son más costosos en la actualidad; la energía se genera localmente y no es centralizada, además juega un papel muy importante para acelerar las actividades socioeconómicas (^{Siripornakarachai y Sucharitakul, 2007}; ^{Nindhia et al., 2013}; ^{Ga et al., 2013}; ^{Sosa et al., 2014}; ^{Alam et al., 2015}).

En 2006 la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA) a través del Fideicomiso de Riesgo Compartido (FIRCO) en colaboración con la Universidad Autónoma de la Ciudad de México implementaron un proyecto de aprovechamiento de biogás en 9 granjas porcinas, instalaron motogeneradores de capacidad 60 kW accionados con biogás para la generación de energía eléctrica (^{SAGARPA, 2007}). De 2008 a 2012, la SAGARPA apoyó la adquisición de 137 motogeneradores a partir de biogás, para generar energía eléctrica y térmica la cual es utilizada para diversos fines productivos dentro de las explotaciones agropecuarias Secretaría de Energía (^{SENER), 2012}). ^{Vera et al. (2014)} estimaron el potencial de generación de biogás y energía eléctrica, a través del manejo de excretas de ganado vacuno y porcino en la región Ciénega del estado de Michoacán. Los estudios de factibilidad financiera de generación de energía eléctrica con biogás en actividades pecuarias demuestra la autosuficiencia energética de las granjas, además ayuda a los productores a tomar la decisión de incorporar en sus granjas un motogenerador para producir electricidad (^{Cervi et al., 2011}; ^{Escalera et al., 2014}).

El estudio se realizó en tres etapas, la primera consistió en el análisis de 18 proyectos que apoyó el Fideicomiso de Riesgo Compartido (FIRCO) en el período de 2008 a 2012 en granjas porcinas en Puebla. En una segunda fase, se hace una estimación para determinar el potencial de generación de energía eléctrica con la fórmula de United States Environmental Protection Agency (^{EPA, 2006}), en 19 municipios para granjas con más de 500 cerdos, dicha fórmula fue empleada por ^{Casas et al. (2009)}, para establos lecheros. La tercera fase consistió en una propuesta para cinco tamaños de granja, donde se realizó un análisis de factibilidad financiera de cada tamaño propuesto con sistema integral biodigestor-motogenerador. El análisis de factibilidad financiera se realizó en base a la metodología de evaluación de proyectos de ^{Baca (2013)}, donde se analizaron indicadores como valor actual neto (VAN), tasa interna de retorno (TIR) y relación beneficio costo (B/C).

^{Escalera et al. (2014)}, evaluaron proyectos de mecanismo de desarrollo limpio (MDL) de granjas porcinas en México, la evaluación financiera contempló la adquisición, instalación y costos de mantenimiento de un motogenerador de 60 kW con 15 horas de operación durante 365 días, este estudio demostró que el motogenerador operado con biogás es rentable para las granjas generar su propia energía. Obtuvieron indicadores financieros muy altos, por ejemplo TIR con valores entre 30.34 y 152.58%, considerando una tasa de actualización de 12%.

El FIRCO del año 2008 al 2012 apoyó a 18 proyectos con motogeneradores, a partir de 2012 el ahorro total derivado de los proyectos de FIRCO es de 6 590 163 pesos por año. Las granjas están ahorrando en promedio 71.99% de sus costos en energía eléctrica, las granjas pueden cubrir 100% de sus necesidades de energía eléctrica pero los motogeneradores no están operando a su máxima capacidad. Por otra parte en Puebla existen 37 granjas con gran potencial para implementar sistemas completos biodigestor-motogenerador distribuidas en 19 municipios. Las estimaciones obtenidas para las 37 granjas distribuidas en 19 municipios de Puebla representan un potencial de 17 875 MW de energía eléctrica por año (Figura 1).

Figura 1 Potencial de generación de energía eléctrica en 19 municipios de Puebla (MW año-1). Elaboración con base a la metodología de ^{EPA (2006)}. 

El consumo de electricidad per cápita en México, aumentó 1.5% respecto a 2013, al ubicarse en 2 015.28 kW en 2014 (^{SENER, 2015}). Al considerar dicho dato como referencia, las 37 granjas de Puebla podrían abastecer el consumo de 8 869 personas por año.

El análisis financiero contempló el tamaño de granja de 500 cerdos con un motogenerador de 10 kW, para granjas de 1 000 y 2 000 cerdos un motogenerador de 30 kW y para granjas de 3 000 y 5 000 cerdos un motogenerador de 60 kW, para los cinco tamaños de granja se consideró que el motogenerador opere 312 días, solo varía el número de horas de operación. El análisis contempla la adquisición, instalación, mantenimiento del sistema biodigestor-motogenerador y como ingresos, el ahorro por pago de energía eléctrica y venta de fertilizante. La evaluación se realizó con una tasa de actualización de 12%.

Los resultados indican que hay una relación directa entre tamaño y rentabilidad, a mayor tamaño de granja mejor indicador financiero, los cinco tamaños de granja propuestos presentan indicadores financieros favorables, por lo que los productores que tengan granjas con tamaños similares pueden realizan una inversión para generar su propia energía y hacer más eficiente su unidad de producción con el ahorro de costos, además de contribuir con el cuidado del ambiente (Cuadro 1).

Cuadro 1 Análisis financiero para diferentes tamaños de granja (cabezas). 

^¥= Elaboración con base en la metodología de evaluación de proyectos de ^{Baca (2013)}.