1. TEMA 1 2. ANTECEDENTES 1 3. INTRODUCCIÓN 3 4. JUSTIFICACIÓN 4 5. OBJETIVOS 5 5.1.General 5 5.2.Específicos 5 6. MARCO TEÓRICO 5
6.1.Contaminación del suelo 5
6.2.Compostaje 7
6.2.1. Tipos de Compost 8
6.3.Relación Carbono-Nitrógeno 9
6.4. Métodos de Compostaje 9
6.4.1. Compostaje por hileras 9
6.4.2. Compostaje en pilas estáticas 10
6.4.3. Compostaje en pilas estáticas aireadas 10 6.4.4. Compostaje en reactores o sistemas cerrados 11 6.4.5. Compostaje por pilas estáticas con aireación forzada 12
6.5.Lixiviados 13
6.5.1. Factores a supervisar 13
6.5.2. Características del lixiviado 13
6.5.3. Variaciones en la composición de los lixiviados 14
6.6.Microorganismos presentes en el compost 14
6.7.Accesorios 15
7. METODOLOGÍA 17
7.1.Materiales y Equipos 18
7.2.Esquema del Equipo 18
7.3.Procedimiento 18
7.3.1. Armado de la estructura y del Equipo 19 7.3.2. Funcionamiento y evaluación del Equipo 19
8. CÁLCULOS 20 8.1.1. Medición de Temperatura 20 8.1.2. Medición pH 21 8.1.3. Medición de la Humedad 22 8.1.4. Relación C/N 23 8.1.5. Nitrógeno Amoniacal 24 8.1.6. Nitrógeno (Nítrico) 24
8.1.7. Textura y Color de la pila de compost 25
9. RESUTADOS Y DISCUSION 26
10. CONCLUSIONES 27
11. RECOMENDACIONES 27
12. BLIBLIOGRAFIA 28
ANEXOS 30
Anexo 1: Cronograma de actividades 31
1 1. TEMA
Elaboración de Compost mediante aireación.
2. ANTECEDENTES
Desde hace varios años atrás la temática de la conservación del medio ambiente ha preocupado a la comunidad mundial por su intento de preservar el lugar donde vivirán las futuras generaciones. El calentamiento global, el aumento del nivel del mar, el derretimiento de glaciares, varios ecosistemas alterados, las lluvias intensas, las inundaciones, las sequías prolongadas, el “efecto invernadero”, la generación de semillas que afectan el crecimiento de la flora, etc son algunos de los amenazantes que atentan contra el bienestar de la vida en el planeta.
Los tres métodos a seguir que refuerzan el combate para la preservación de recursos son: la reutilización de recursos, la reducción de su uso y el reciclaje. La reutilización consiste en volver utilizar aquellos recursos que aunque para unos no tengan valor, para otros pueda que lo tenga. La reducción del uso se refiere a concentrar esfuerzos en el diseño o embalaje de un producto en el que se determine el verdadero valor agregado en el que aporta cada uno de sus componentes. Mientras que el reciclaje consiste en someter una materia a un tratamiento para que pueda ser consumido una vez más.
Los recursos que necesitan el enfoque de estudios con el fin de mantener la vida en el planeta y un crecimiento sostenible de su población son: el agua, la energía, la tierra, la fauna, la flora y los productos procesados que contengan materia prima proveniente del medio ambiente. Estos elementos luego de ser consumidos pasan a ser un desecho y los individuos no reconocen el valor que aún poseen. Este valor se lo puede recuperar a través de un proceso de reciclaje que contribuye al objetivo común de mantener un hábitat confortable, eficiente y competitivo. Sin embargo, hoy en día existen organizaciones, comisiones e instituciones que regulan por medio de ordenanzas o leyes la buena utilización de los recursos creando conciencia sobre la importancia de este problema que impacta al mundo entero.
Una de las organizaciones que ha formado parte activa en la preservación del medio ambiente es la Organización de Naciones Unidas (ONU) con su “Denuncia sobre la Irresponsabilidad hacia el Medio Ambiente” según lo reporta un diario mexicano llamado Seminario. Fue el 14 de marzo del 2002 cuando la ONU con la participación de 46 países en una conferencia de la UNESCO de París aprueba “La Carta de la Tierra”, en donde se hace un llamado universal sobre la responsabilidad del bienestar presente y futuro del mundo viviente. Este documento contiene “doce mandamientos” que se resumen en tres ideologías principales:
1. Respetar y cuidar la comunidad de vida 2. Integrar los sistemas ecológicos
2 Uno de los mandamientos que involucra al sector productivo e industrial motivándolo a optimizar sus operaciones no con el objetivo de mejorar sus utilidades monetarias, sino más bien el bienestar común que engloba lo ambiental, humanitario y comunitario; es el siguiente:
Adoptar modelos de producción, consumo y reproducción que protejan las capacidades regenerativas de la Tierra, los derechos humanos y el bienestar comunitario.
Asimismo, el 8 de marzo del 2004 la misma organización publicó un informe llamado “Ordenadores y Medio Ambiente” en el que se fomenta el reciclaje de los equipos informáticos y a prolongar su vida útil, con el fin de minimizar su impacto en el medio ambiente. Fabricar una computadora personal requiere por lo menos 240 kilos de combustible, 22 kilos de productos químicos y 1,5 toneladas de agua, es decir el peso de un coche o un rinoceronte. Este desequilibrio se debe esencialmente a los microprocesadores, elementos de peso extremadamente reducido que sin embargo requieren una enorme cantidad de energía y productos químicos. Bajo esta perspectiva, el documento resalta que trece países han aprobado normas que prevén la obligación de reciclar los equipos informáticos. Por el contrario, el principal fabricante y consumidor, Estados Unidos, aún no ha abordado la cuestión.
A este intento de recuperar lo perdido, se suman muchos otros países tanto del Continente Oriental como el Occidental. Dentro de los países latinoamericanos se encuentran: Estados Unidos, México, Brasil, Chile, y los del hemisferio este: Polonia, Suecia, España, entre otros. Empezando por Estados Unidos, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) posee normas muy rigurosas con respecto al tratamiento de limpieza de los suelos, aguas y desechos peligrosos. En cambio, México debido a las circunstancias políticas, económicas y sociales, aún no se termina de acoplar a las normativas con las que los condicionó NAFTA.
En Brasil, por ejemplo, en 1992 se consideró la reforma conceptual en materia ecológica como parte central del proceso de elaboración de leyes, integrándose con el desarrollo económico y social. Actualmente en la ciudad de Curitiba el municipio compra la basura de los ciudadanos.
Terminando Latinoamérica, en Chile se creó en 1994 una Centro Modelo de Desechos en el cual se incluía no sólo el relleno sanitario para los desechos municipales sino también un centro de tratamiento para la estabilización y procesamiento de desechos peligrosos, una célula para la disposición de desechos peligrosos no tratables, una célula para desechos médicos, estaciones de transferencia situadas en toda la ciudad para clasificar y compactar los desechos, y un sistema de transporte ferroviario para llevar los desechos al sitio de disposición final ubicado a una distancia de 50 kilómetros.
Mientras que en los países orientales, Polonia a diferencia de los demás desde 1995 estableció una política ambiental que consistía en que tanto “el usuario y el contaminador deben
pagar”. El término “usuario” se refiere al generador autorizado de contaminación que opera
3 empresas estatales como a las privadas teniendo responsabilidad financiera por los daños ambientales causados por sus operaciones.
Como se puede observar la tendencia mundial tanto de las organizaciones internacionales como de los países desarrollados es enfocar los esfuerzos por conservar el medio ambiente. Esto conlleva a reconsiderar cada uno de los actos concernientes al mal uso y consumo excesivo de recursos, procurando siempre aprovechar al máximo su utilidad.
Al igual que los países extranjeros, Ecuador está comenzando a implementar sistemas de reciclaje. Dos de las provincias que actualmente se han concientizado por esta ola de compromiso universal son Manabí y Loja. La primera de ellas ha elaborado un “Plan
Preliminar de Gestión de Basura y Reciclaje” apoyada por la Fundación Internacional Planet
Drum en el que propone una campaña de la importancia de la limpieza de la ciudad, la colaboración de sus habitantes que apoyen el proyecto y el reciclaje de los desechos sólidos que pueden ser utilizados nuevamente por las industrias. Si bien es cierto que el Municipio manabita del cantón Sucre cuenta con un lugar (no apropiado) para el tratamiento de desechos sólidos, esto no soluciona los problemas realmente graves como son contaminar el Río Chone por la acumulación de basura, invadir el bienestar de quienes habitan cerca de la colina donde se depositan los desechos y mal aspecto para los turistas nacionales y extranjeros.
La ciudad de Loja se posicionó al mismo nivel que las metrópolis suecas concursan por este premio quedando en tercer lugar. Su programa “Gerencia de Desechos Sólidos” implementado desde 1997 por la municipalidad de la ciudad, consiste en el reciclaje de desechos orgánicos, inorgánicos y hospitalarios. Los desechos orgánicos son convertidos en abono como fertilizante agrícola, los inorgánicos son clasificados y vendidos a las empresas para su reutilización; y los hospitalarios son transportados por un camión recolector exclusivo y luego son depositados en un relleno sanitario.
3. INTRODUCCIÓN
El compostaje es un proceso de descomposición biológica de los microorganismos que convierten los materiales orgánicos en bruto en el humus relativamente estable-como el material. Se denomina humus al "grado superior" de descomposición de la materia orgánica. El humus supera al compost en cuanto abono, siendo ambos orgánicos.
Durante la descomposición, microorganismos asimilar complejas sustancias orgánicas y la liberación de nutrientes inorgánicos. El compost es obtenido de manera natural por descomposición aeróbica (con oxígeno) de residuos orgánicos como restos vegetales, animales, excrementos y purines (parte líquida altamente contaminante que rezuma de todo tipo de estiércoles animales), por medio de la reproducción masiva de bacterias aeróbicas termófilas que están presentes en forma natural en cualquier lugar (posteriormente, la fermentación la continúan otras especies de bacterias, hongos y actinomicetos). Normalmente, se trata de evitar la putrefacción de los residuos orgánicos por exceso de agua, que impide la aireación-oxigenación y crea condiciones biológicas anaeróbicas malolientes. Por lo tanto, el compost se puede definir como una mezcla de materia prima consistente en descomposición de materia orgánica a partir de:
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Residuos de patios o podas agrícolas, que incluyen hojas de los árboles y arbustos, agujas de pino, hierva cortada, la corteza de los árboles, las ramas, raíces, podas y desmenuzado
Los biosólidos (BS), que son a. la porción sólida de los residuos de las plantas
La composta se usa en agricultura y jardinería como enmienda para el suelo, aunque también se usa en paisajismo, control de la erosión, recubrimientos y recuperación de suelos. Las Agroindustrias producen otros desechos orgánicos que pueden ser compostados. Estos desechos orgánicos agrícolas incluyen:
Estiércol de aves, caballos y animales de corral
Los residuos de plantas de procesamiento de alimentos.
Alimentos vencidos.
La recolección de desechos y residuos de alimentos.
Estiércoles animales.
Estos compuestos puede ser utilizado como una enmienda del suelo para hortalizas, árboles frutales y cultivos de vivero, para sustituir el suelo removido en vivero con árboles y césped; aplicarse como una capa vegetal para disminuir la evapotranspiración y controlar las malas hierbas, o utilizado como la totalidad o parte de medios de sustrato para macetas
4. JUSTIFICACIÓN
El desarrollo de la población implica grands beneficios a la misma, pero trae consigo la gneración de una gran cantidad de residuos orgánicos y a los cuales en la mayoría de los casos no se les da un manejo adecuado para desecharlos ni siquiera se reciclan o se separan según su composición sino más bien son mezclados. Estos desechos tienen un gran impacto en el suelo, agua, fauna, flora y por supuesto al ser humano debido a su descomposición y lo que esto implica.
Por esta razón vamos a poner en práctica el desarrollo de un compostaje para contribuir al mejoramiento del medio ambiente, además de darle un uso útil a los desechos y obtener un producto provechoso para el beneficio del suelo y plantas.
El origen del compostaje surgió a partir de la necesidad de no contaminar el medio ambient, ya que en cada una de nuestras casas se produce aproximadamente un 40% de basura orgánica la cual al descomponerse provoca mal olor, otros productos que pueden contaminar agua, aire y suelo, además de atraer fauna nociva como moscas, ratones, cucarachas, entre otros.
Este compostaje puede ser usado por los agricultores para obtener una mayor producción en reemplazo de los fertilizantes químicos que producen un daño en la composición del suelo, a los cuerpos de agua y a su calidad, además de la salud humana.
Por supuesto la importancia del compostaje es que provee los tres elementos esenciales para la vida de las plantas: el nitrógeno, fósforo y potasio admás de otros elementos que son
5 indispensables en la fertilidad del suelo. Por eso lo utilizan como abono que al añadirse al suelo mejora sus características físicas, químicas y biológicas.
Estos desechos para el compostaje pueden ser residuos de cultivos después de la coseecha, residuos de cultivos para abonos en verde es decir leguminosas, restos orgánicos de la explotación agropecuaria (estiércol, purín), restos de productos agrícolas, desechos domésticos, entre otros.
Con este proyecto buscamos informarnos acerca de que hay maneras de aprovechar desechos y utilizarlos para nuestro beneficio en la producción del compostaje al mismo tiempo que estamos disminuyendo el impacto al medio ambiente al desecharlos si un tratamiento.
Además añadiremos un compresor para mejorar la eficiencia del compostaje en la disminución del tiempo de su descomposición por aireación.
5. OBJETIVOS a. General:
Elaborar un fertilizante orgánico (compost) mediante el empleo de un compresor como acelerador del proceso de descomposición utilizando una fracción biodegradable de los residuos orgánicos generados en la Hacienda de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo perteneciente a la Escuela de Ciencias Pecuarias la misma que se encuentra ubicada en Tunshi.
b. Específicos:
Obtener un compost de calidad y aprovecharlo para su propio consumo frente a otros tipos de fertilizantes.
Explicar la función del compresor como equipo esencial en el compostaje y la intervención de las lombrices como descomponedores naturales.
Investigar el uso posterior de este abono y fertilizante como alternativa de mejoramiento de la calidad del suelo.
6. MARCO TEÓRICO
6.1. Contaminación del suelo
El suelo es la capa superficial de la tierra y es la principal fuente de sustancias, materias primas y constituye uno de los elementos básicos del medio natural necesarios para la vida vegetal y animal. Constituye el soporte físico sobre el que se asientan todos los seres vivos. Desde hace siglos la humanidad ha utilizado el suelo para desarrollarse y conseguir mejorar sus condiciones de vida, ha modificado la composición y estado natural del suelo, con procesos de producción del hombre como: la agricultura, la industria, las infraestructuras urbanas, etc. Por lo cual se ha ido contaminando con una serie de elementos nocivos.
Además, el suelo es un componente muy específico de la biosfera porque actúa como amortiguador natural controlando el transporte de elementos y sustancias químicas a la atmósfera, la hidrosfera y la biota. Sin embargo, el suelo no ha sido tenido en cuenta como
6 recurso medioambiental hasta hace relativamente poco aun cuando éste constituye uno de los medios receptores de la contaminación más sensibles y vulnerables. Antes de la década de los 70 se hablaba de la contaminación del aire y del agua, pero al suelo se le consideraba con una capacidad de autodepuración casi infinita.
La contaminación del suelo consiste en la introducción de elementos extraños al sistema suelo, alterando su composición, estos contaminantes pueden ser:
a. Contaminantes químicos:
Están constituidos por los pesticidas y por otros compuestos químicos que son desechados en el mismo. Algunos de los contaminantes químicos son:
b. Contaminantes metálicos:
Metales que de manera indiscriminada son arroja dos o depositados en el suelo. En los últimos años se ha comenzado a usar la medidas fitocorrectivas. Las medidas fitocorrectivas consisten en el uso de plantas y árboles para limpiar agua y suelo contaminados. Cultivar plantas en un lugar contaminado, y en algunos casos cosecharlas, como método correctivo es una técnica pasiva estéticamente agradable que aprovecha la energía solar y se puede usar junto con métodos de limpieza mecánicos o en algunos casos en vez de métodos de este tipo.
c. Los biocidas:
Son todas aquellas sustancias químicas formuladas para contrarrestar los efectos negativos de hierbas e insectos sobre las plantaciones. Son de fácil aplicación y actúan contra las plagas de manera fulminante, motivo por el cual se denominan «biocidas». El uso general e indiscriminado de los biocidas trae como consecuencia la contaminación de los suelos y la destrucción de organismos beneficiosos al suelo y a las plantas.
La contaminación del suelo produce la degradación al acumularse en él sustancias a unos niveles tales que repercuten negativamente en el comportamiento de los suelos. La FAO define la contaminación como una forma de degradación química que provoca la pérdida parcial o total de la productividad del suelo.
Unos de los tratamientos más eficaces y que resultan menos destructivos para el medio ambiente es la biorremediación y técnicas biológicas:
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La biorremediación utilizado para revertir un daño, busca resolver los problemas de contaminación mediante el diseño de microorganismos capaces de degradar compuestos que provocan desequilibrios en el medio ambiente.
Tratamientos biológicos o mixtos para evitar la contaminación como el compostaje utiliza compuestos biodegradables que se mezclan con otros materiales para favorecer la difusión de oxígeno y la humedad y optimizar el metabolismo microbiano.
6.2. Compostaje
Es un proceso biológico en el que las fracciones orgánicas fermentables contenidas en los residuos sólidos se transforman por medio de la acción de microorganismos, bacterias y hongos, es decir, es la descomposición o fermentación natural de la porción orgánica de los residuos, por la acción biológica de los microorganismos presentes, dando origen a un producto denominado composta.
El compost es un material valioso por su alto contenido en humus lo que permite su utilización como mejorador de la estructura y textura de los suelos y en menor grado como fertilizante vegetal.
Todas las substancias de origen vegetal (restos de poda. etc.), animal (residuos de matadero, actividades agrícolas, etc.), industrial (fangos de depuradora, etc.), constituidas por materia orgánica biodegradable, pueden utilizarse para la producción de compost.
La aplicación de este proceso para el tratamiento de los residuos orgánicos ha sido muy utilizada en el mundo. Se aplica principalmente a residuos fácilmente degradables, como el estiércol y residuos vegetales; además se aplica a la fracción orgánica de los residuos de origen urbano. Sus aplicaciones pueden ser tanto a escala doméstica como en el ámbito industrial a mediano y largo plazo.
Los diversos métodos de composteo utilizados actualmente en varios países, generan un porcentaje en peso de composta orgánica que varía entre 35 y 45% de los residuos bruta inicial. Los materiales orgánicos que no se aprovechan o no se descomponen fácilmente son: trapo, cartón y papel. Estos residuos urbanos deben ser tratados en forma diferente, de preferencia mediante el reciclaje (recuperación directa).
En el composteo, la transformación de la materia orgánica se efectúa por la actividad de diversos microorganismos, tales como actinomicetos, bacterias y hongos, siendo las bacterias las que desempeñan el papel principal. La transformación de los residuos sólidos en humus, puede ocurrir de dos formas distintas: descomposición aeróbia y anaeróbia
En cuanto a la digestión anaerobia, en esta variante biotecnológica, predomina la acción de los microorganismos cuyo metabolismo necesita de oxígeno libre para su subsistencia y
8 desarrollo. Se favorece una mayor oxigenación si la masa de residuos se revuelve en forma manual o por medios mecánicos, obteniéndose como productos principales, materiales orgánicos estabilizados, bióxido de carbono y agua, conforme a la siguiente ecuación:
Las reacciones bioquímicas que se llevan a cabo durante el proceso aeróbico son exotérmicas y elevan la temperatura de la composta hasta cerca de 70°C, con lo cual se eliminan todos los agentes patógenos que puedan estar presentes en la masa inicial.
6.2.1. Tipos de compost
Se puede clasificar al compost de acuerdo a la materia prima usada para su elaboración, así tenemos:
Composta urbana: El realizado con materias orgánicas procedentes de residuos municipales.
Composta agroindustrial: Los procedentes de la agroindustria.
Composta ecológica: El que por sus singulares características es apto para su uso en agricultura ecológica.
Composta domestica: El compostaje doméstico es el que se puede hacer con los restos de la comida y podas del jardín, que se generan en el hogar. El compostaje doméstico es el proceso de descomposición biológica de materiales orgánicos, como los restos de la comida y podas del jardín, que se generan en el hogar. Es fácil y divertido de hacer y el producto resultante: compost; se puede utilizar como abono, mantillo o sustrato, lo cual beneficia el crecimiento de las plantas y el medioambiente.
Vermicompostaje: El vermicompostaje utiliza las lombrices para descomponer los materiales orgánicos. Una lombriz puede comer la mitad de su peso bruto diario y es muy efectiva convirtiendo la materia orgánica en compost.
De maleza: Se usa vegetación de bosque ( arbustos ), normalmente es cobertura del suelo.Los restos más jóvenes son ricos en N y pobre en C
Material vegetal con estiércol: Procede de restos vegetales, malezas y estiercol de equinos o pequeños rumiantes
De acuerdo al tiempo y a la descomposición de la materia prima, el compost se clasifica en:
Poco descompuesto o fresco. Es aquél que ha sufrido una fermentación de pocas semanas. Se utiliza fundamentalmente para el abonado de fondo.
Descompuesto. Con una fermentación entre dos y cuatro meses. Al ser de rápida absorción, puede aplicarse en la fase productiva del cultivo.
Muy descompuesto o maduro, también conocido como mantillo. La descomposición ha durado de uno a dos años. Tiene varias utilidades, como la de cubrir sembrados, preparación de semilleros y abono de parcelas donde vayan a plantarse zanahorias, judías u otras plantas sensibles a la materia orgánica fresca.
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6.3.Relación carbono-nitrógeno
El equilibrio entre carbono y nitrógeno es esencial para aprovechar y retener al máximo los nutrientes. La cantidad de carbono necesaria es considerablemente superior a las del nitrógeno, ya que los organismos la utilizan como fuente de energía, mientras que el nitrógeno es necesario para la formación de biomasa.
Una relación óptima para el desarrollo de los microbios y bacterias responsables del compostaje está comprendida entre los valores de 25:1 y 40:1.
Una baja relación C:N, es decir una cantidad excesiva de nitrógeno, causará que grandes cantidades de nitrógeno escapen a la atmósfera en la forma de amoníaco. Valores altos de nitrógeno, también están asociados con la presencia de moscas, lo que mas tarde ocasionará la presencia de gusanos y la emisión de olores desagradables. El estiércol, algunos desechos de comida procesada y los restos de césped cortado durante las estaciones húmedas, normalmente tienen una baja relación C:N.
Entre las materias primas con una alta relación C:N, causada por un valor elevado de carbono, podemos incluir: hojas, paja, aserrín, virutas de madera, papel y cartón. Existen algunos materiales como el hollejo de las uvas y el estiércol de caballo que tienen una relación de C:N que cae dentro de los valores ideales, sin embargo lo mas común es que haya que mezclar distintos materiales para alcanzar una relación óptima.
Para saber con precisión cuál es la relación C:N, las materias primas deberían ser analizadas y de ese modo poder determinar cuáles son las cantidades exactas de carbono y nitrógeno presentes en ellas, dado que existen variaciones en estos valores por motivos estacionales. Sin embargo, para fines prácticos, es aceptable el realizar una mezcla usando como referencia los valores promedio.
6.4.Métodos de compostaje
6.4.1. Compostaje en Hileras
Es el más tradicional de los sistemas de compostaje. Un sistema mínimo de compostación (eficiencia mínima) consiste en el material en hileras abiertas al ambiente de 2,5 a 3 m de altura por 7 a 9 m de ancho. Se utiliza una pala frontal para voltear la hilera una vez al año. La descomposición es lenta debido a la gran cantidad de material y a su poca maniobrabilidad. Otro sistema más eficiente, considera hileras de 2 a 2,3 m de altura por 4,5 a 5 m de ancho. La eficiencia depende del volumen manejado, de la maquinaria disponible para ejercer la labor de volteo y del número de veces que es removido el material. Volteándolo una a dos veces por semana se pueden lograr mejores rendimientos, con temperaturas del orden de los 55-60 ºC. Se requiere triturar y cernir la materia orgánica previamente, para estandarizar el tamaño del producto a aproximadamente 2,5 y 7,5 cm, ajustando la humedad entre 50 y 60 % (b.h). La fermentación completa puede obtenerse en 3 ó 4 semanas. Se debe dejar el material sin volteo por otras 3 o 4 semanas para lograr su estabilización final. La generación de malos olores en el volteo es uno de los principales problemas generados.
10 Figura 1: Volteo de material compostable en hileras con volteador autopropulsado
(Tchobanouglus et. al., 1996)
6.4.2. Compostaje en Pilas Estáticas
Es un sistema de compostaje tradicional que considera amontonamiento del material en pilas. Este se mantiene inmovilizado, ventilado naturalmente (convección de aire natural) y las pilas son de baja altura. Ocurren procesos anaerobios zonales que generan malos olores con una fermentación irregular. El producto puede lograr la estabilización de entre 4 y 6 meses. En regiones con abundantes lluvias es necesario trabajar bajo instalaciones techadas o galpones. La altura de la pila puede oscilar entre 1,2 y 2 m mientras que el ancho entre 2 y 4 m. La forma de la pila es generalmente trapezoidal. Para mejorar la eficiencia del proceso se deben considerar pilas con bajo volumen de material, para favorecer en cierto grado la circulación del aire hacia el interior.
También puede desarrollarse el proceso anterior volteando el material de la pila con lo que se consigue mejorar la homogeneidad del producto obtenido, acortando los tiempos totales de producción. Esto se puede realizar manualmente, con cargadores frontales o con equipos especiales para estos fines.
6.4.3. Compostaje en Pilas Estáticas Aireadas
Esta técnica de compostaje fue desarrollada en la Estación Experimental de Servicios para la Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de USA en Betsville, Maryland. También suele denominarse proceso Beltsville. Fue desarrollado primeramente para compostaje de fangos de aguas residuales, extendiéndose luego a la transformación de residuos de jardín y residuos urbanos sólidos RUS (Tchobanoglus et al., 1996). Este sistema consiste en la inyección de oxígeno (aire) a través de una pila de material compostable, por medio de tuberías perforadas que atraviesan la masa de material orgánico.
Las alturas de las pilas son de 2 a 2,5 m aunque pueden alcanzar inclusive los 3 m (Rynk, 1992). Suele colocarse una capa de compost cribado en la superficie para tratar los olores formados. El material se fermenta por 3 a 4 semanas y luego se estabiliza por 4 semanas más. Luego que el proceso de estabilización culmina el compost es cernido para estandarizar tamaños y mejorar la calidad del producto final.
11 Figura 2: Sistema de compostaje en pilas estáticas aireadas (Tchobanoglus et al.,1996).
6.4.4. Compostaje en reactores o sistemas cerrados
Este tipo de compostaje se realiza en el interior de contenedores o recipientes cerrados. Son sistemas continuos que pueden tener diversos diseños como se muestra en la Figura 3. Existen básicamente dos configuraciones: flujo pistón y tanque agitado. En el primero de estos el primer producto que entra es el primero que sale mientras que en el segundo, el material biodegradado se mezcla mecánicamente de tal manera de homogenizar la mezcla. En ambos casos se debe inyectar aire para favorecer la transformación.
Figura 3: Reactores de compostaje. a) reactor flujo pistón sin mezcla vertical , b) reactor flujo pistón sin mezcla horizontal, c) reactor con mezcla dinámico vertical, d) reactor con mezcla
dinámico horizontal (Tchobanouglus et al., 1996).
Estos sistemas son los mejores desde el punto de vista de la eficiencia de proceso pues permiten controlar de mejor manera la temperatura y humedad del producto, el flujo de aire y la concentración de oxígeno en la operación. Además, permiten tratar olores y acortan los tiempos totales de producción, aunque la estabilización requiere igualmente de
12 aproximadamente 1 mes o más. El período de degradación de materia orgánica es de entre 1 y 2 semanas (Tchobanouglus et al., 1996).
Los reactores de compostaje más utilizados son los tipo tambor rotatorio, equipos catalogados como de alta tecnología. Las condiciones mediambientales internas del proceso son altamente controladas dado que presentan un elevado nivel de automatización. Son equipos de gran longitud, con diámetros del orden de los 2,74 m y bajas velocidades de rotación, usualmente menores a 10 rev/min (CRS, 1989). El aire es forzado internamente en contracorriente en comparación a la circulación del material. La caida del material en la corriente de aire favorece su biodegradación uniforme. El tiempo de residencia del material en el equipo no debe sobrepasar los 6 días (CRS, 1989). En términos operacionales, el tiempo del proceso total es de 1 ½ - 2 meses
6.4.5. Compostaje por pilas estáticas con aireación forzada
Este método consiste en colocar el material a compostar en pilas sobre una red de tuberías de aireación donde se suministre aire frecuentemente son el propósito de proporcionar el medio aeróbico adecuado para el proceso de compostaje.
Además requiere una capa base de material con elevada porosidad; el conjunto de los materiales a compostar; una capa externa (18-30 cm) de material estable (compost maduro); y un sistema de control y suministro de aire. El material poroso ayuda a prevenir el atasco de los agujeros de aire y ayuda a difundir mejor el flujo que sale o entra en la tubería. La capa exterior aisla la tubería, separa a las moscas y otras plagas y ayuda a retener los olores, el NH3 y el agua. Debido a que no hay mecanismos para mezclar el material durante el proceso, los materiales deben ser mezclados cuidadosamente antes de colocarse en la pila. La humedad debe ser cuidada y mantenida en los niveles adecuados, partiendo de valores iniciales controlados y con una aireación que no seque demasiado, la mezcla debe ser relativamente porosa y tener buena estructura para resistir la compactación y el asentamiento.
Estos sistemas permiten tener un mayor control de la concentración de oxígeno y mantenerla en un intervalo apropiado (15-20 %) para favorecer la actividad metabólica de los microorganismos aerobios que desarrollan el proceso. El aporte de oxígeno puede realizarse de forma continua, a intervalos o ligados a un termostato que, llegada una determinada
13 temperatura (aprox. 60ºC) acciona el mecanismo de inyección de aire hasta que la temperatura desciende hasta el valor deseado.
De esta manera se desarrolló un sistema de control con el siguiente principio: Si el valor de la temperatura promedio calculada es superior al establecido, se enciende la bomba de aire, con lo que se genera un flujo de aire frío a través del difusor que se encuentra en el interior de la cámara generando una disminución de la temperatura interna, esta ventilación se mantiene hasta que el valor calculado es nuevamente inferior al establecido.
Una vez que se constituye la pila, no se toca, en general, hasta que la etapa activa de compostaje sea completa.
6.5.Lixiviados
Se puede definir el lixiviado como el líquido se filtra a través de los residuos sólidos en descomposición y que extrae materiales disueltos o en suspensión, el lixiviado está formado por el líquido que entra en el vertedero desde fuentes externas (drenaje superficial, lluvia, aguas subterraneas).
Al filtarse el agua a través de los residuos sólidos en descomposición, se lixivian en solución materiales biológicos y constituyentes químicos.
6.5.1. Factores a supervisar
6.5.2. Caracterización del lixiviado
Cada lixiviado tiene una naturaleza y una composición diferente dependiendo del tipo de residuo que lo genera, de las condiciones climáticas y de la edad del depósito controlado. Por lo general, los lixiviados presentan altos niveles de contaminación, principalmente debidos a:
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Concentraciones de nitrógeno, principalmente en forma de amonio
Altas concentraciones en sales, principalmente cloruros y sulfatos
Baja presencia de metales pesados
El siguiente gráfico presenta la distribución en % de los contaminantes mayoritarios de los lixiviados de varios depósitos controlados
Otra característica importante de los lixiviados es que su calidad va cambiando a lo largo de la vida del depósito controlado.
En general en el lixiviado según va pasando el tiempo:
Disminuye la biodegradabilidad de la materia orgánica
Aumenta la concentración de amonio
Aumenta la presencia de sales
6.5.3. Variaciones en la composición de los lixiviados
Hay que resaltar que la composición química de los lixiviados varía mucho según la antigüedad del vertedero, una muestra de los lixiviados durante la fase ácida de la descomposición, el pH será bajo y las concentraciones de DBOs, COT, DQO, nutrientes y metales pesados serán altas. El pH del lixiviado dependerá no solamente de la concentración de los ácidos que están presentes, sino también de la presión parcial del CO2 en el gas de vertedero que está en contacto con el lixiviado.
6.6.Microorganismos presentes en el compost
Mediante el compostaje podemos transformar residuos tales como hojas, césped, restos de podas, residuos hortícolas, pieles de frutas, verduras y restos de comidas en un material rico en humus, que al mezclarse con el suelo mejora las propiedades físico-químicas y agronómicas de este, además contribuimos a reducir el uso de abonos químicos, rebajamos el peso de nuestra bolsa de basura y alargamos la vida útil de los vertederos.
La pila de residuos a compostar va a formar un micro hábitat con características muy diferentes del entorno, lo que propicia la aparición de organismos especialmente adaptados a esas condiciones, que clasificaremos según el nivel en el que se encuentren de la red trófica. Una amplia diversidad de microorganismos mesófilos y termófilos conforman las poblaciones mixtas que degradan la materia orgánica, siendo las más importantes las bacterias, Actinomycetes y hongos filamentosos. Durante el proceso de compostaje, se lleva a cabo una
15 compleja sucesión de poblaciones microbianas capaces de degradar o descomponer la materia orgánica. Las poblaciones y las comunidades microbianas varían continuamente en función de la evolución de la temperatura, el pH, la disponibilidad de nutrientes, la concentración de oxígeno, el contenido de agua, la acumulación de compuestos inhibitorios, etc.
Bacterias: son los organismos más pequeños, numerosos y los primeros en comenzar el trabajo, desempeñan el papel más destacado en la descomposición de la materia ya que poseen una amplia gama de encimas capaces de romper químicamente una gran variedad de compuestos orgánicos. Son organismos unicelulares con formas variadas, los cocos poseen forma de esfera, los bacilos de bastón y las espirillas y espiroquetas forma espiral.
Hongos: menores en número que las bacterias o actinomicetos pero con mayor masa. Son responsables de descomponer polímeros vegetales complejos, demasiado secos, ácidos o pobres en nitrógeno para ser descompuestos por bacterias, permitiendo a estas continuar el proceso de descomposición una vez que la mayor parte de dichos polímetros han sido degradados. La mayoría viven en las capas externas del compost cuando la temperatura es alta, creciendo en forma de filamentos, formando colonias blancas o grises de textura aterciopelada en la superficie de la pila.
Actinomicetos: van a dar el olor característico a tierra ya que son especialmente importantes en la formación del humus, son bacterias filamentosas, carecen de núcleo como las bacterias pero poseen filamentos multicelulares como los hongos lo que los hace muy similares. Sus encimas les permiten romper químicamente residuos ricos en celulosa, lignina, quitina y proteínas. Con frecuencia producen antibióticos que inhiben el crecimiento bacteriano. Poseen forma alargada con filamentos que se extienden como telas de araña grises, suelen aparecer al final del proceso de descomposición en los primeros 10-15 centímetros de la superficie de la pila.
Protozoos: son animales unicelulares que se encuentran en las gotas de agua presentes en el residuo a compostar, su importancia en la descomposición es muy escasa, obtienen su alimento de la materia orgánica de la misma manera que las bacterias aunque pueden actuar también como consumidores secundarios ingiriendo hongos y bacterias.
Macroorganismos fermentadores: organismos visibles que consumen la materia orgánica directamente, tales como lombrices, moscas, ácaros de fermentación, cochinillas, caracoles, limacos etc. Son más activos en las etapas finales del compostaje.
La temperatura es un indicador de la actividad microbiana anterior y, así mismo, un regulador de la tasa de actividad actual. Cada población de microorganismos, se adecúa al ambiente creado por la población anterior.
16
6.7.1. TE.
Son accesorios que se fabrican de diferentes tipos de materiales, aleaciones, diámetros y se utiliza para efectuar fabricación en líneas de tubería.
Se utiliza para conectar y separar el flujo del fluido. Con su pared interior lisa, la Te igual tiene baja resistencia al flujo a fuego medio y es resistente a los ácidos y álcalis. Cuenta con una larga vida útil y es fácil de instalar.
Características
Espesor. Este factor depende del espesor del tubo o accesorio a la cual va instalada y ellos existen desde el espesor fabricación hasta el doble extrapesado.
Juntas. Para instalar las te en líneas de tubería se puede hacer, mediante procedimiento de rosca embutible-soldable o soldable a tope.
Como un tipo de accesorio de tubería, la Te para tubo se utiliza para conectar y separar el flujo de fluido.
Tiene una buena apariencia y superficie lisa.
La Te para tubería es resistente a los ácidos, resistente al álcali, resistente a la corrosión y tiene un excelente rendimiento y textura.
6.7.2. Unión en cruz
La unión igual de 4 vías se utiliza comúnmente para conectar cuatro tubos en un solo lugar. Su diámetro de tubería principal es igual al diámetro de la tubería de bifurcación. Es fácil de conectar y fácil de operar. La unión igual de 4 vías es resistente al calor, resistente a la corrosión, resistente a la presión, etc.
17 Una manguera es un tubo hueco flexible diseñado para transportar fluidos de un lugar a otro. La manguera de una pulgada se la utilizo haciéndole unos agujeros y junto al compresor sirvieron para airear la materia orgánica y así acelerar el proceso del compostaje.
6.7.4. Tabla (madera)
Se denomina tabla a una pieza de madera plana, alargada y rectangular, de caras paralelas, más larga que ancha y más ancha que alta.
Las tablas se utilizaron para la realización de la caja donde se colocó la materia orgánica para el compostaje.
6.7.5. Compresor
Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como lo son los gases y los vapores. Esto se realiza a través de un intercambio de energía entre la máquina y el fluido en el cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la sustancia que pasa por él convirtiéndose en energía de flujo, aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir.
Al igual que las bombas, los compresores también desplazan fluidos, pero a diferencia de las primeras que son máquinas hidráulicas, éstos son máquinas térmicas, ya que su fluido de trabajo es compresible, sufre un cambio apreciable de densidad y, generalmente, también de temperatura; a diferencia de los ventiladores y los sopladores, los cuales impulsan fluidos compresibles, pero no aumentan su presión, densidad o temperatura de manera considerable. 7. METODOLOGÍA
18
7.2. Esquema del Equipo
7.3.Procedimiento
19
7.3.2. Funcionamiento y evaluación del equipo
• El compost es el producto de la descomposición de diversos materiales orgánicos, realizada por bacterias, hongos, lombrices y numerosos insectos. El tiempo de descomposición depende del tipo de componentes que usemos en el compostaje. • Así por ejemplo, los materiales ricos en celulosa, (ricos en Carbono) como la paja de
los cereales, los restos de hierbas secas, la madera, las ramas, el aserrín, etc., se descomponen lentamente. En cambio, las materias de origen animal (estiércol, restos de mataderos y de pescadería) y las leguminosas verdes se descomponen más rápidamente porque contienen elevados niveles de nitrógeno. Para obtener un compost de buena calidad se debe procurar entonces, un equilibrio entre los materiales que se utilizan, es decir entre aquellos ricos en Carbono y ricos en Nitrógeno. Se considera que la mezcla ideal para la fabricación de compost debe tener entre 25 y 30 veces más material rico en carbono que en nitrógeno, es decir una relación Carbono/Nitrógeno de 30:1.
• El mejor momento para armar una pila o un montón de residuos orgánicos para su descomposición es en primavera o en otoño. El exceso de frío o calor aniquila la vida microbiana en la pila.
• El proyecto que estamos realizando basa su funcionamiento en la salida de aire desde un compresor, mediante un sistema de tuberías el cual está diseñado en dos pisos a los cuales se encuentran conectadas mangueras que tienen orificios por donde sale el aire, las mangueras están ubicadas de tal manera que abarca toda la materia, proporcionando aire en toda la estructura.
Se procede a realizar una estructura base de madera donde se ubicara todo el equipo
aproximadamente de 2 metros de largo y de 2 metros de ancho con una altura de metro, donde
se ubicara el compost.
Se realizan los canales de lixiviados en este caso dos canales, recubiertos por geo membrana en la parte inferior
de esta estructura.
Se realiza la medición de la manguera de 1 una pulgada para
los respectivos cortes y armado del sistema en forma de árbol.
La menguera tubo un corte de 30cm al inicio con 7 uniones tipo
t para 15 manguerasmangueras de 20 cm de donde finalmente salian 8 mangueras de 100 cm ada una esto realizado para los dos pisos que posee el sistema.
Se utilizaron uniones tipo T para armar el equipo entre las mangueras los cuales ocupaban
3 cm de largo.
Con ayuda del calor se procedía a unir el tubo y los accesorios
tipo T para que no hayan pérdidas de aire ni el equipo se
vea vulnerable al desarmado.
Mediante un taladro se realizaron los hoyos en la manguera para la respectiva
20 • El proceso de Compostaje por aireación forzada Nos garantiza un compostaje muy bueno, en cortos periodos de tiempo, y además se evita la presencia de malos olores. El momento que empieza a expulsar aire el compresor mediante las mangueras logramos la creación de poros en la mezcla de materia, lo cual acelera la transformación de materia orgánica en compost.
• En el funcionamiento de este equipo controlamos la temperatura la cual la encontramos entre 25 y 40ºC, este factor nos ayuda a garantizar la estabilización biológica.
• En este procedimiento se evaluamos el PH entre 5,5 y 8,3 de esta manera podemos comprobar que el crecimiento de hongos y bacterias es aceptable para lograr la descomposición de la materia orgánica.
• La humedad también la controlamos ya que sin la presencia de esta la actividad microbiana bajaría y con la abundancia de agua se provoca la asfixia a los microorganismos es por esta razón que añadimos agua a la estructura como si esta fuera una huerta.
• Si los parámetros ya mencionados son controlados y mantenidos de tal manera se mantengan en condiciones óptimas para así acelerar el procedimiento de compostaje podemos decir que el rendimiento de este proceso es muy bueno ya que en el lapso de 40 días hemos logrado conseguir un compost de buena calidad, que sirve de un muy buen fertilizante para el suelo.
8. CÁLCULOS
Tabla 1.Evolución de la Temperatura en la pila de compost
Hora Fecha Día de
control Medición de Temperatura (º C) 16:00 06 de Diciembre 2013 1 25 16:00 09 de Diciembre del 2013 4 27 10:00 12 de Diciembre 2013 7 28 16:00 15 de Diciembre del 2013 10 28 18:00 18 de Diciembre 2013 13 30 15:00 21 de Diciembre del 2013 16 35 16:30 24 de Diciembre 2013 19 35 17:00 27 de Diciembre del 2013 22 38 15:00 30 de Diciembre 2013 25 38 19:00 3 de Enero del 2014 28 40 15:00 6 de Enero del 2014 31 42 17:00 9 de Enero del 2014 34 41 11:00 12 de Enero del 2014 37 41 18:00 15 de Enero del 2014 40 37
21 Figura 4. .Evolución de la Temperatura en la pila de compost
Tabla 2. Evolución del pH en la pila de compost
Hora Fecha Día de
control Medición del pH 16:00 06 de Diciembre 2013 1 6 16:00 09 de Diciembre del 2013 4 5,5 10:00 12 de Diciembre 2013 7 6,5 16:00 15 de Diciembre del 2013 10 7 18:00 18 de Diciembre 2013 13 7,3 15:00 21 de Diciembre del 2013 16 6,6 16:30 24 de Diciembre 2013 19 6,5 17:00 27 de Diciembre del 2013 22 6,8 15:00 30 de Diciembre 2013 25 6,9 19:00 3 de Enero del 2014 28 7 15:00 6 de Enero del 2014 31 7,4 17:00 9 de Enero del 2014 34 7,6 11:00 12 de Enero del 2014 37 8,1 18:00 15 de Enero del 2014 40 8,3 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 TE M PE R A TUR A ( °C) TIEMPO (DÍAS)
Medición de Temperatura (º C)
22 Figura 5. Evolución del pH en la pila de compost
Tabla 3. Evolución de la humedad en la pila de compost
Hora Fecha Día de control Humedad (%)
16:00 06 de Diciembre 2013 1 68 16:00 09 de Diciembre del 2013 4 62 10:00 12 de Diciembre 2013 7 64 16:00 15 de Diciembre del 2013 10 58 18:00 18 de Diciembre 2013 13 58 15:00 21 de Diciembre del 2013 16 56 16:30 24 de Diciembre 2013 19 57 17:00 27 de Diciembre del 2013 22 54 15:00 30 de Diciembre 2013 25 51 19:00 3 de Enero del 2014 28 48 15:00 6 de Enero del 2014 31 44 17:00 9 de Enero del 2014 34 42 11:00 12 de Enero del 2014 37 42 18:00 15 de Enero del 2014 40 38 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 PH TIEMPO (DÍAS)
Medición del pH
23 Figura 6. Evolución de la Humedad en la pila de compost
Tabla 4. Relación C/N
Hora Fecha Día de control Relacion C/N
16:00 09 de Diciembre del 2013 4 54 15:00 21 de Diciembre del 2013 16 32 17:00 9 de Enero del 2014 34 23 Figura 7. Relación C/N 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 H u me d ad ( % ) Tiempo (días)
Humedad (%)
0 10 20 30 40 50 60 0 5 10 15 20 25 30 35 40 R EL A C IÓ N C/N TIEMPO (DÍAS)Relación C/N
24 Tabla 5. N. Amoniacal (ppm)
Hora Fecha Día de
control N. Amoniacal (ppm) 16:00 09 de Diciembre del 2013 4 1450 15:00 21 de Diciembre del 2013 16 980 17:00 9 de Enero del 2014 34 580 Figura 8. N. Amoniacal (ppm) Tabla 5. N. Nítrico (ppm)
Hora Fecha Día de control N. Nítrico (ppm)
16:00 09 de Diciembre del 2013 4 21
15:00 21 de Diciembre del 2013 16 29
17:00 9 de Enero del 2014 34 34
Figura 9. N. Nítrico (ppm)
Tabla 6. Evolución de la textura y el color en la pila de compost
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 0 5 10 15 20 25 30 35 40 N . A mo n iac al ( p p m) TIEMPO (DÍAS)
N. Amoniacal (ppm)
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 30 35 40 N . N ítr ic o ( p p m) TIEMPO (DÍAS)N. Nítrico (ppm)
25
Hora Fecha Día de
control
Color y Textura 16:00 06 de Diciembre
2013
1 El terreno se encuentra estratificado con las siguientes capas: hojarasca, estiércol fresco de vaca, estiércol seco de vaca, ceniza, estiércol seco de vaca, estiércol
seco de conejo 16:00 09 de Diciembre
del 2013
4 Los estratos permanecen visibles si removemos el terreno.
10:00 12 de Diciembre 2013
7 Se detecta un incremento de temperatura relativamente leve en el interior de la pila.
16:00 15 de Diciembre del 2013
10 Los estratos superiores permanecen aún, si removemos el terreno.
18:00 18 de Diciembre 2013
13 Presencia de olores leves cuando se destapa la cubierta 15:00 21 de Diciembre
del 2013
16 Presencia de olores leves cuando se destapa la cubierta, además la temperatura superior a la de las tomas
anteriores 16:30 24 de Diciembre
2013
19 Presencia de olores leves cuando se destapa la cubierta, acompañada con la presencia de lixiviados en el ducto
de salida 17:00 27 de Diciembre
del 2013
22 Los estratos inferiores se empiezan a homogenizar, se forman gránulos sueltos de tonalidad oscura, también existe la presencia de ramas secas aun no biodegradan 15:00 30 de Diciembre
2013
25 Existe una leve diferenciación de tonalidades oscuras y cafés, en su mayoría el suelo se encuentra suelto, en
forma de gránulos pequeños. 19:00 3 de Enero del
2014
28 Existen diminutas manchas de color blanco adheridas a la superficie de los gránulos, pero en zonas específicas
del terreno, por lo general a 5 cm de la superficie 15:00 6 de Enero del
2014
31 Presencia de manchas blancas adheridas a la superficie de los gránulos de terreno, que a su vez se encuentra
muy suelto y seco 17:00 9 de Enero del
2014
34 Presencia de manchas blancas adheridas a la superficie de los gránulos de terreno, que a su vez se encuentra
muy suelto y seco 11:00 12 de Enero del
2014
37 La presencia de manchas blancas se ha expandido hasta la superficie, que le da al terreno tres tonalidades
diferentes: negruzco, café, blanco. 18:00 15 de Enero del
2014
40 La zona superficial está relativamente diferenciada por la presencia de residuos de estiércol, terreno granular café, algunas ramas secas. En la parte interna de la pila
se nota claramente una mejor homogenización, que tiene una apariencia suelta y gránulos de color café
26 9. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Las pilas aireadas de compost nos permiten establecer un medio aeróbico, para este método se utilizaron tubos, a manera de flautas, dispuestos en forma de red, y se colocó un compresor que conecta a las tuberías, el mismo que se encargó de bombear aire a la pila.
El aire que bombea el compresor, es eficaz para refrescar la pila y mantener una temperatura óptima durante el proceso.
La temperatura de la pila es variable durante el proceso de compostaje, presentando los valores más altos durante la fertilización, este parámetro se controló con la aireación del compresor. La aireación no debe ser excesiva, puesto que pueden producir variaciones significativas en la temperatura y en el contenido en humedad.
El tiempo para obtener el resultado final es corto en comparación con otros procesos usados para la elaboración de compost, lo que nos indica que el uso de pilas aireadas es eficiente para el tratamiento de residuos orgánicos.
Durante el periodo de fertilización y estabilización los residuos orgánicos fueron cambiando de color, textura y compactibilidad. Su color se tornó más obscuro, su composición era más homogénea y menos compacta a medida que pasaba el tiempo.
La rápida formación de compost se debe en parte a que la materia orgánica usada fue estiércol, el mismo que posee un gran contenido de micro-organismos que aceleran el proceso de compostaje.
Durante el proceso el pH se mantuvo en un valor promedio de 7, valor óptimo para el desarrollo de las bacterias aerobias, ya que estas pueden desarrollarse en pH entre 6,5 y 7,5
Las ventajas de este método es que se puede procesar gran cantidad de residuos. Es recomendado cuando se dispone de poco espacio y se desea completar el proceso en corto tiempo. Además es eficaz para tratar residuos con altos contenidos de humedad
La desventaja de ésta técnica se encuentra en que necesita de una serie de equipamientos, como un compresor de aire, tuberías, válvulas y sistemas de control depresión de aire, temperatura y humedad, por lo tanto aumenta el costo de inversión de la planta.
El compost obtenido presenta una consistencia homogénea, color obscuro, no emite ningún olor desagradable y es de fácil manipulación.
La relación C: N (Carbono: Nitrógeno) es un indicador muy útil a la hora de determinar si la relación entre el carbono y el nitrógeno presente en la materia prima que hayamos elegido, es la correcta para garantizarnos que nuestro compost se desarrollará correctamente, durante todo el proceso obtuvimos una relación optima con valores 21 a 34 lo cual permite el desarrollo de los microbios y bacterias responsables del proceso en el compost.
Al colocar el porcentaje adecuado de materias primas para la elaboración del compost se evitó inconvenientes como una baja relación C: N, es decir que una cantidad excesiva de nitrógeno, causará que grandes cantidades de nitrógeno escapen a la
27 atmósfera en la forma de amoníaco y también se evitó valores altos de nitrógeno, que están asociados con la presencia de moscas, lo que más tarde ocasionará la presencia de gusanos y la emisión de olores desagradables.
Si el material final obtenido, tras la fermentación, tiene un valor C/N alto, indica que no ha sufrido una descomposición completa y, si el índice es muy bajo, puede ser por una excesiva mineralización, aunque todo ello depende de las características del material de partida.
10. CONCLUSIONES
Mediante el empleo de técnicas accesibles y aceleradas se elaboró un compost utilizando como fuente esencial restos orgánicos de estiércol de ganado seco y húmedo, el mismo proceso el cual es acelerado empleando un compresor.
El abono resultante, con un agradable olor a bosque, contiene materia orgánica y nutrientes como nitrógeno, fósforo, potasio, magnesio, calcio y hierro, necesarios para la vida de las plantas además de ser una alternativa viable para la reducción de la cantidad de residuos sólidos urbanos destinados a vertedero e incineración, evitando así problemas de contaminación de suelos por lixiviados orgánicos y emisiones provenientes de la descomposición en vertederos y la quema en incineradoras.
Se utilizan compresores para inyectar aire al interior o aspiradores que succionan aire hacia el exterior Este sistema permite tener un mayor control de la concentración de oxígeno y mantenerla en un intervalo apropiado (15 - 20%), para favorecer la actividad metabólica de los microorganismos aerobios que desarrollan el proceso, en este caso se empleó lombrices como organismos generadores de nutrientes y descomponedores de la materia utilizada para el abono.
El empleo de este abono natural está centrado en distintos aspectos ambientales como son el acondicionamiento del suelo (efecto sobre las propiedades físicas), Bioabono y recuperación de suelos degradados como también la Biorremediación de suelos contaminados producto de agentes tóxicos y químicos.
11. RECOMENDACIONES
Mejorar el manejo del equipo de aireación (compresor), con la finalidad de salvaguardar el tiempo de vida útil de éste, y así mismo garantizar la distribución homogénea del aire a través de las pilas de residuos.
Efectuar con sumo cuidado la formación de cada capa de residuos, teniendo en cuenta el diámetro de las partículas, pues aquellas de diámetro pequeño como el caso estiércol seco podrían obstruir los agujeros de las flautas de aireación, afectando la distribución del aire.
Cerciorarse de la cobertura total del plástico sobre la pila, es importante que la caja que contiene las pilas de residuo estén cubiertas totalmente de plástico, con la finalidad de evitar la humedad por precipitaciones y que el compost logre la contextura deseada y no se convierta en lodo.
28
Este estudio es reciente en Ecuador y en muchos países por lo que existen muchas oportunidades de mejora. Se puede realizar ensayos de laboratorio para mejor proporciones y aplicarlos a nivel macro, así se podría controlar mejor las variables, y de esta manera indagar en los resultados con mayor exactitud.
Es recordable usar este tipo de técnicas de aprovechamiento, debido a que por cualquier método, el compostaje es una alternativa excelente para el manejo de residuos sólidos con contenido orgánico.
Se debe continuar con estudios de este tipo, puesto que la implementación de los resultados obtenidos muestra beneficios ambientales, sociales y económicos
.
12. BIBLIOGRAFÍA
CONTAMINACIÓN DEL SUELO, Inés García. Carlos Dorronsoro
http://www.ciefa.org/acrobat/modulos/LECTURA%20TRES%20%20MODULO%20 DOS%20GAOT.pdf
20140104
MICROORGANISMOS DEL COMPOST Y DEL TÉ DE COMPOST, Federico Laich, Instituto Canario de Investigaciones Agrarias.
http://www.agrolanzarote.com/sites/default/files/Agrolanzarote/01Actualidad/docume ntos/f_laich_-_microorganismos_del_compost_y_del_te_-_lanzarote_2012.pdf 20140110
CONTAMINACIÓN DEL SUELO
http://www.radiofeyalegriaeducom.net/pdf/MD-1er-S12-EducacionAmbiental.pdf 20140104
MANUAL PARA LA FORMACIÓN EN MEDIO AMBIENTE, José Martínez, Lex Nova, 2008, pág. 320-326
COMPOSTA, CAPITULO 4, Sedesol.
http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/cd61/tecnadmvo/cap4.pdf 20140104
TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS DE SUELOS CONTAMINADOS:
CONTAMINACIÓN POR HIDROCARBUROS. APLICACIONES DE
HONGOS EN TRATAMIENTOS DE BIORRECUPERACIÓN, Carmen Martín Moreno, Aldo González Becerra, María José Blanco Santos, Madrid- España
http://www.reviberoammicol.com/2004-21/103120.pdf 20140104
Antecedentes e Historia del compostaje
.uclm.es profesorado giq contenido dis procesos tema .pdf 20140104
29
30 ANEXO 1. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
31 ANEXO 2: FOTOGRAFÍAS DE LA REALIZACIÓN DEL PROYECTO
Imagen a2. Compresor utilizado como fuente de aire para la pila.
32 Imagen c2. Colocación de plástico, para cerrar herméticamente la estructura.
Imagen d2. Preparación de las flautas de aeración, para el posterior acoplamiento al sistema de compost.
33 Imagen e2. Sistema de flautas de aeración instalado en la caja.
34 Imagen g2. Llenado de la estructura con las diferentes capas de residuos a descomponer
Imagen h2. Distribución homogénea de las capas de residuos, esta imagen específicamente corresponde a la capa de estiércol de cuy.
35 Imagen i2. Malla en los orificios de la manguera, con la finalidad de evitar taponamientos,
reduciendo la distribución de aire en la caja con las pilas de residuos.
Imagen j2. Formación de un orificio en uno de los extremos de la parte posterior de la caja, para posteriormente colocar la tubería, que transportará los lixiviados, producto de la
36 Imagen k2. Canales provenientes de la estructura, por los que se transporta los lixiviados.
Imagen l2. Recipiente recolector de lixiviados, enterrado al final de los canales, a una profundidad aproximada de 20cm y recubierto con geomembrana.
37
Imagen m2. Medición de la temperatura del compost.
Imagen n2. Toma de muestra del compost, para posterior análisis de C,H,O,N
38 Imagen o2. Muestras tomadas de las diferentes pilas de residuos.
39 (b)
Imagen p2. (a) y (b) Fabricación de la maqueta representativa del sistema de compost, usando aireación
