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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA FACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CIENCIAS AMBIENTALES
PRÁCTICA PRE PROFESIONAL EVALUACIÓN DE PARÁMETROS DE TEMPERATURA, PH Y HUMEDAD PARA EL PROCESO DE COMPOSTAJE EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE RESIDUOS SOLIDOS ORGANICOS DE LA MUNICIPALIDAD PROVINCIAL DE LEONCIO PRADO EJECUTOR :
ROBLES MITMA, Marlon Braulio
ASESOR
:
Ing. PAREDES SALAZAR, José Luis
LUGAR
:
PLANTA
DE
COMPOSTAJE
DEL
PROGRAMA
DE
SEGREGACIÓN EN LA FUENTE“VECINO EDUCADO CIUDAD SOSTENIBLE” – MUNICIPALIDAD DE LEONCIO PRADO. DURACION :
12 DE ENERO – 12 DE ABRIL TINGO MARÍA – PERÚ 2015
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INDICE
Página I. INTRODUCCION ........................................................................................... 1 II. REVISION DE LITERATURAS ...................................................................... 3 2.1. Residuos solidos domiciliarios ........................................................... 3 2.1.1. Tratamiento ............................................................................ 3 2.2. Compostaje........................................................................................ 3 2.3. Compostaje aerobico ......................................................................... 4 2.3.1. Etapa de latencia .................................................................... 5 2.3.2. Etapa mesotermica 1 ............................................................. 5 2.3.3. Etapa termogenica ................................................................. 5 2.3.4. Etapa mesotermica 2 ............................................................. 6 2.4. Compostaje anaerobico ..................................................................... 6 2.5. Sistema de compostaje ..................................................................... 7 2.5.1. Sistema en camellones o parvas............................................ 7 2.5.2. Sistema en reactores ............................................................. 7 2.5.3. Diseño del camellon o parva .................................................. 8 2.6. Caracteristicas de los residuos utilizados em el compostaje ............. 9 2.6.1. Relacion carbono - nitrogeno (C/N) ........................................ 9 2.6.2. Estructura y tamaño de los residuos .................................... 10 2.7. Parametros en el proceso de compostaje ....................................... 11 2.6.1. Humedad .............................................................................. 11 2.6.2. pH ......................................................................................... 12 2.6.3. Temperatura ......................................................................... 14 2.8. Materia organica .............................................................................. 15 2.9. Aireacion .......................................................................................... 17 III. MATERIALES Y METODOS ...................................................................... 18 3.1. Ubicacion y descripcion del area de estudio .................................... 18 3.1.1. Lugar de ejecucion ............................................................... 18 3.1.2. Ubicacion politica ................................................................. 18
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3.1.3. Ubicacion geografica ............................................................ 18 3.1.4. Condiciones climáticas ......................................................... 19 3.2. Materiales y equipos ........................................................................ 19 3.2.1. Materiales ............................................................................. 19 3.2.2. Equipos ................................................................................ 19 3.3. Metodologia ..................................................................................... 20 3.3.1. Adecuacion del espacio a llevar a cabo el compostaje ........ 20 3.3.2. Recepcion de los residuos solidos ....................................... 20 3.3.3. Formacion de la cama .......................................................... 21 3.3.4. Registro de datos de Ph, Temperatura y Humedad ............. 21 3.3.5. Volteo de la cama ................................................................. 22 3.3.6. Etapa de aireacion, zarandeo y ensacado ........................... 23 3.3.7. Analisis de resultados .......................................................... 24 IV. RESULTADOS ........................................................................................... 25 4.1. Estimacion del compost generado por kilogramo de R.S.O............. 25 4.2. Diagrama de flujo de procesos en la planta de compostaje del programa V.E.C.S. ........................................................................................... 27 4.3. Analisis, interpretacion y grafica del comportamiento de los parametros pH, temperatura y humedad. ........................................................ 28 4.3.1. Comportamiento del pH en el proceso de compostaje ......... 29 4.3.2. Comportamiento de la temperatura en el proceso de compostaje................................................................................................ 30 4.3.3. Comportamiento de la humedad en el proceso de compostaje .................................................................................................................. 32 V. DISCUSION ................................................................................................ 33 VI. CONCLUSION........................................................................................... 36 VII. RECOMENDACIONES............................................................................. 37 VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ....................................................... 39 VIII. ANEXOS.................................................................................................. 41
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INDICE DE CUADROS
Cuadro
Página
1. Cuadro de porcentajes de C,/N segun materiales em base seca. ................ 9 2. Cuadro de analisis de cantidad de compost obtenido. ................................ 25
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INDICE DE FIGURAS
Figura
Página
1. Ejemplo del diseño de um camellon o parva ................................................. 8 2. Evolucion del pH durante el proceso de maduracion. ................................. 14 3. Perfil de temperatura de una pila de compost estatica ............................... 15 4. Balance de materia en la pila de compost .................................................. 15 5. Diagrama de flujo de procesos de la planta de compostaje V.E.C.S.. ........ 27 6. Comportamiento del parametro pH ............................................................. 29 7. Comportamiento del parametro temperatura. ............................................. 30 8. Comportamiento del parametro humedad ................................................... 32
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I.
INTRODUCCION
Hoy en día debido al crecimiento poblacional, se vió alterado el incremento de la generación de los residuos sólidos y al mismo tiempo la calidad de vida, ya que la mala disposición de estos genera un impacto negativo en el medio ambiente que nos rodea. Frente a esta problemática surge como alternativa el compostaje como método de reutilización y aprovechamiento de los residuos sólidos orgánicos, contribuyendo de esa forma con la reducción de los residuos sólidos urbanos.
La municipalidad Provincial de Leoncio Prado cuenta actualmente con el Programa de Segregación en la Fuente “Vecino Educado – Ciudad Sostenible”, que forma parte del proyecto de Plan Integral de Manejo Sostenible de Residuos Sólidos de Tingo María, que fue lanzado durante la gestión del alcalde de PASCUAL GUZMAL ALFARO en el año 2011. (INFOREGION, 2011).
Hasta el 2007 la ciudad de Tingo María contaba con una población de 56,389 habitantes (INEI, 2007). Según el estudio de caracterización de residuos sólidos domiciliarios del distrito de Rupa Rupa 2015 la generación de residuos sólidos domiciliarios Es de 26.217 Tn/día para el año 2014, 27.753 Tn/día para el año 2015 y 28.829 Tn/día para el año 2016, detallando su composición en 67.19% residuos sólidos orgánicos, 12.35% residuos sólidos inorgánicos reciclables y 20.96% de residuos sólidos inorgánicos no reciclables; la densidad de residuos sólidos domiciliarios en el distrito es de 283.65 Kg/m3.
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Debido a la ausencia de un control o monitoreo de parámetros en el compostaje realizado por el personal de la planta del programa VECS, en estas prácticas pre-profesionales se realizará una evaluación de los parámetros de temperatura, pH y humedad, con la finalidad de realizar el proceso de compostaje adecuadamente. Así como también se estimará un balance de materia general determinando la cantidad de residuos sólidos orgánicos aprovechados.
La importancia de este trabajo radica en la optimización del proceso como tal, es decir reducir más de un 50% de peso de los residuos sólidos, en 30 días, sin producir gases tóxicos y obteniendo un compost de calidad.
Objetivo general:
-
Evaluar parámetros de temperatura, pH y humedad para llevar a cabo el proceso de compostaje de manera óptima.
Objetivos específicos:
-
Estimar de la cantidad de compost generado por kilogramo de residuo sólido orgánico.
-
Elaborar un diagrama de flujo de cada etapa del proceso de compostaje para la planta de tratamientos de residuos sólidos VECS.
-
Realizar mediciones periódicas de temperatura, pH y humedad.
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II.
2.1.
REVISION LITERARIA
Residuos sólidos domiciliarios Son aquellos residuos generados en las actividades domésticas
realizadas en los domicilios, constituidos por restos de alimentos, periódicos, revistas, botellas, embalajes en general, latas, cartón, pañales, descartables, restos de aseo personal y otros similares (Ley N° 27314, Ley general de residuos sólidos).
1.1.1. Tratamiento Cualquier proceso, método o técnica que permita modificar la característica física, química o biológica del residuo sólido, a fin de reducir o eliminar su potencial peligro de causar daños a la salud y el ambiente (Ley N° 27314 Ley general de residuos sólidos).
2.2.
Compostaje En la actualidad, gran cantidad de residuos sólidos urbanos hace
necesario su tratamiento (CARPIO et al., 2001). El compostaje es un método eficiente en la eliminación de estos residuos ya que permite además el aprovechamiento del producto final (BOULTER et al., 2000).
El compostaje es una forma de tratamiento para los residuos orgánicos, que tiene como meta transformar estos residuos en un producto útil, aplicable a la tierra como abono que fertiliza a las tierras de cultivo (ALTAMIRANO Y CABRERA, 2006).
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Según OPS (1999), el compostaje se puede definir como una biotécnica donde es posible ejercer un control sobre los procesos de biodegradación de la materia orgánica.
Según ALVAREZ (2010), El compostaje se define como una “descomposición biológica y estabilización de la materia orgánica, bajo condiciones que permitan un desarrollo de temperaturas termófilas como consecuencia de una producción biológica de calor, que da un producto final estable, libre de patógenos y semillas de malas hierbas y que aplicado al terreno produce un beneficio”.
2.3.
Compostaje aeróbico Según OPS (1999) se caracteriza por el predominio de los
metabolismo
respiratorios
aerobios
y
por
la
alternancia
de
etapas
mesotérmicas (10 – 40 °C) con etapas termogénicas (40 – 75°C) y con la participación de microorganismos mesófilosy termófilos respectivamente. Las elevadas
temperaturas
alcanzadas,
son
consecuencia
de
la
relación
superficie/volumen de las pilas o camellones y de la actividad metabólica de los diferentes grupos fisiológicos participantes en el proceso. Durante la evolución del
proceso
se
microorganismos
produce que
una
difieren
sucesión en
sus
natural
de
poblaciones
características
de
nutricionales
(quimioheterótrofos y quimioautótrofos), entre los que se establecen efectos sintróficos y nutrición cruzada.
Debemos distinguir en una pila o camellón dos regiones o zonas: - La zona central o núcleo de compostaje, que es la que está sujeta a los cambios térmicos más evidentes, y - La corteza o zona cortical que es la zona que rodea al núcleo y cuyo espesor dependerá de la compactación y textura de los materiales utilizados.
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2.3.1. Etapa de latencia Es la etapa inicial, considerada desde la confirmación de la pila hasta que se constatan incrementos de temperatura, con respecto a la temperatura del material inicial. Esta etapa, es notoria cuando el material ingresa fresco al compostaje. Si el material tiene ya un tiempo de acopio puede pasar inadvertida. La duración de esta etapa es muy variable, dependiendo de numerosos factores.
Si son correctos: el balance C/N, el pH y la concentración parcial de oxigeno entonces la temperatura ambiente y fundamentalmente la carga de biomasa microbiana que contiene el material, son los dos factores que definen la duración de esta etapa. Con temperatura ambiente entre los 10 y 12 °C, en pilas adecuadamente conformadas, esta etapa puede durar de 24 a 72 hs. 2.3.2. Etapa mesotérmica 1 (10°C – 40°C) En esta etapa se destacan las fermentaciones facultativas de la microflora mesófila, en concomitancia con oxidaciones aeróbicas (respiración aeróbica). Mientras se mantienen las condiciones de aerobiosis actúan Actinomicetos (aerobios estrictos), de importancia por su capacidad de producir antibióticos. Se dan también procesos de nitrificación y oxidación. De compuestos reducidos de azufre, fosforo, etc. La precipitación de hongos se da al inicio de esta etapa y al final del proceso, en áreas muy específicas de los camellones de compostaje. La etapa mesotérmica es particularmente sensible al binomio optimo humedad aeración. La actividad metabólica incrementa paulatinamente la temperatura. Le falta de disipación de calor produce un incremento aun mayor y favorece el desarrollo de la microflora termófila que se encuentra en estado latente en los residuos. La duración de esta etapa es variable, depende también de numerosos factores. 2.3.3. Etapa termogénica (40°C – 75°C) La microflora mesófila es sustituida por la termófila debido a la acción de bacilos y actinomicetos termófilos, entre los que también se
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establecen relaciones del tipo sintróficas. Normalmente en esta etapa, se eliminan todos los mesófilos patógenos, hongos, esporas, semillas y elementos biológicos indeseables. Si la compactación y ventilación son adecuadas, se producen visibles emanaciones de vapor de agua. El CO 2 se produce en volúmenes importantes que difunden desde el núcleo a la corteza. Este gas, juega un papel fundamental en el control de larvas de insectos. La corteza y más en aquellos materiales ricos en proteínas, es una zona donde se produce la puesta de insectos. La concentración de CO2 alcanzada resulta letal para las larvas. Conforme el ambiente se hace totalmente anaerobio, los grupos termófilos intervinientes entran en fase de muerte. Como esta etapa es de gran interés para la higienización del material, es conveniente su prolongación hasta el agotamiento de nutrientes.
2.3.4. Etapa mesotérmica 2 Con el agotamiento de los nutrientes y la desaparición de los termófilos, comienza el descenso de la temperatura. Cuando la misma se sitúa aproximadamente a temperaturas iguales o inferiores a los 40°C se desarrollan nuevamente los microorganismos mesófilos que utilizaran como nutrientes los materiales más resistentes a la biodegradación, tales como la celulosa y lignina restante en las parvas. Esta etapa se la conoce generalmente como etapa de maduración. Su duración depende de numerosos factores. La temperatura descenderá paulatinamente hasta presentarse en valores muy cercanos a la temperatura ambiente. En estos momentos se dice que el material se presenta estable biológicamente y se da por culminado el proceso.
2.4.
Compostaje anaerobio El compostaje anaerobio es la descomposición del material
orgánico en ausencia de oxigeno absteniéndose como productos metabólicos metano, dióxido de carbono y numerosos compuestos orgánicos de baso peso molecular como ácidos y alcoholes. Los sistemas de compostaje anaerobio dada su complejidad se utilizan en menor proporción que los anaerobios, pero
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son importantes ya que permiten generar biogás a partir de residuos humanos, animales, agrícolas y residuos sólidos urbanos.
2.5.
Sistema de compostaje Según OPS (2009), existen varios sistemas de compostaje, no
obstante el objetivo de todos es además de transformar los residuos en compost, conseguir las condiciones consideradas letales para patógenos, parásitos y elementos germinativos (semillas esporas).
2.5.1. Sistema en camellones o parvas Parvas, camellones o pilas es la denominación que se le da a la masa de residuos en compostaje cuando la misma presenta una morfología y dimensiones determinadas. A los sistemas donde se procesa el material mediante la conformación de estas estructuras se le denomina Sistema en Parvas o Camellones.
De acuerdo al método de aireación utilizado, este sistema se subdivide además en: Sistema en parvas o camellones móviles, cuando la aireación y homogenización se realiza por remoción y reconformación de las parvas. Sistema de camellones o parvas estáticas, cuando la aireación se realiza mediante instalaciones fijas, en las áreas o canchas de compostaje (Métodos Beltsville y Rutgers), que permiten realizas una aireación forzada sin necesitad de movilizar las parvas.
2.5.2. Sistema en reactores Otros procesos de compostaje, no se basan en la conformación de parvas. Los residuos orgánicos son procesados en instalaciones que pueden ser estáticas o dinámicas que se conocen como Reactores. Básicamente los reactores son estructuras por lo general metálicas: cilíndricas o rectangulares, donde
se
mantienen
controlados
determinados
parámetros
(humedad
aireación) procurando que los mismos permanezcan en forma relativamente
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constante. Los reactores móviles además, posibilitan la mezcla continua de los desechos mediante dispositivos mecánicos, con lo que se logra un proceso homogéneo en toda la masa en compostaje.
Este tipo de sistemas permite acelerar las etapas iniciales del proceso denominadas incorrectamente “fermentación”. Finalizadas estas etapas activas biológicamente, el material es retirado del reactor y acopiado para que se cumpla la “maduración”. Los sistemas de compostaje en reactores son siempre sistemas industriales. Se aplican en aquellas situaciones donde diariamente se reciben volúmenes importantes de desechos y para los cuales sería necesario disponer de superficies muy extensas. Tal es el caso de las grandes plantas de triaje y selección de residuos sólidos domiciliarios (R.S.U.), donde a partir de la fracción orgánica recuperada de este tipo de residuos se produce un compost en forma industrial.
2.5.3. Diseño del Camellón o Parva No es aceptable la conformación de parvas o camellones de pequeños volúmenes, ya que las fluctuaciones de temperatura en estos pequeños volúmenes son muy bruscas. No conforme camellones con base inferior a los 2m (dos metros). Como regla general tome como altura la mitad de
la
base,
los
que
nos
permitirá
obtener
una
buena
Superficie/Volumen, como ejemplo véase la Figura 1 (OPS, 1999).
Figura 1. Ejemplo del diseño de un camellón o parva Fuente: OPS (1999).
relación
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2.6.
Características de los residuos utilizados en el compostaje Existen características que se consideran relevantes y que inciden
en forma directa en la evolución del proceso y en la calidad del producto final. 2.6.1. Relación carbono – nitrógeno (C/N) Según OPS (2009), la relación C/N expresa las unidades de carbono por unidades de nitrógeno que contiene un material. El carbono es una fuente de energía para los microorganismos y el nitrógeno es un elemento necesario para la síntesis proteica. Una relación adecuada entre estos dos nutrientes. Favorecerá un buen crecimiento y reproducción.
Una relación C/N optima de entrada, es decir de material crudo o fresco a compostar es de 25 unidades de carbono por unidad de nitrógeno, es decir C(25)/N(1) = 25; mientras que para una relación de C/N de salida o para el uso agronómico como abono se considera un rango adecuado de 12 a 15 (Véase cuadro 1).
Cuadro 1. Cuadro de porcentajes de C, N, y C/N según materiales en base seca. BASE SECA Materiales Aserrines Podas, tallos, maíz Paja de Caña Hojas de arboles Estiércol de equino Estiércol de ovino Heno Estiércol de bovino Estiércol suino Estiércol de gallina Harina de sangre Fuente: OPS (2009).
C%
N% 40 45 40 41 15 16 40 7 8 15 35
C/N 0.1 0.3 0.5 1 0.5 0.8 2 0.5 0.7 1.5 15
400 150 80 40 30 20 20 15 12 10 2
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Según BUENO Y DIAS. (2008), para un correcto compostaje en el que se aproveche y retenga la mayor parte del C y del N, la relación C/N del material de partida debe ser la adecuada. Los microorganismos utilizan generalmente 30 partes de C por cada una de N; por esta razón se considera que el intervalo de C/N teóricamente óptimo para el compostaje de un producto es de 25-35. La relación C/N es importante factor que influye en la velocidad del proceso y en la perdida de amonio durante el compostaje. Según ALVAREZ (2010), una de las primeras tareas para desarrollar con éxito una actividad de compostaje es lograr la correcta combinación de los ingredientes iniciales. Dos parámetros son particularmente importantes en este aspecto el contenido de humedad y la relación Carbono Nitrógeno (C/N).
Según JARAMILLO y ZAPATA (2008), una relación C/N de 20 a 35 es la adecuada al inicio del proceso, pero si esta relación es muy elevada, se disminuye la actividad biológica porque la materia orgánica a compostar es poco biodegradable por lo que la lentitud del proceso no se deberá a la falta de nitrógeno sino a la cantidad de carbono.
2.6.2. Estructura y tamaño de los residuos Según OPS (2009), numerosos materiales pierden rápidamente su estructura física cuando ingresan al proceso de compostaje (Ejemplo: Excretas), otros no obstante son muy resistentes a los cambios, tal es el caso de materiales leñosos y fibras vegetales en general. En este caso la superficie de contacto entre el microorganismo y los desechos es pobre, no olvide el carácter osmótrofo de la gran mayoría de bacterias.
Cuando se presenta una situación de este tipo, por ejemplo disponemos de restos de podas de pequeño diámetro, debemos mezclar estos residuos con otros de diferente estabilidad estructural, de forma tal que aumente la superficie de contacto. Una opción sería la mezcla de estos restos
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de poda con excretas en proporciones tales que aseguremos una buena relación C/N de entrada.
Según JARAMILLO y ZAPATA (2008), el tamaño de partículas no debe ser ni muy fina ni muy gruesa, porque si es muy fina se obtiene un producto apelmazado, lo que impide la entrada de aire al interior de la masa y no se llevara a cabo una fermentación aerobia completa. Si las partículas son muy grandes, la fermentación aerobia tendrá lugar solamente en la superficie de la masa triturada. Aunque el desmenuzamiento del material facilita el ataque microbiano, no se puede llegar al extremo de limitar la porosidad, es por ello que se recomienda un tamaño de partícula entre 1 y 5 cm.
2.7.
Parámetros en el proceso de compostaje
2.7.1. Humedad Según OPS (2009), El contenido en humedad de los desechos orgánicos crudos es muy variable tal es el caso de las excretas y estiércoles, donde el contenido en humedad está íntimamente relacionado con la dieta. Si la humedad inicial de los residuos crudos es superior a un 50% necesariamente debemos buscar la forma de que el material pierda humedad antes de conformar las pilas o camellones.
Este procedimiento podemos realizarlo extendiendo la materia en capas delgadas para que pierda humedad por evaporación natural o bien mezclándolo con materiales secos, procurando mantener siempre una adecuada relación C/N
La humedad idónea para una biodegradación con franco predominio de la respiración aerobia, se sitúa en el orden de 15 a 35% (del 40 al 60% si se puede mantener una buena aireación). Humedades superiores a los valores indicados producirían un desplazamiento del aire entre las partículas de la materia orgánica con lo que el medio se volvería anaerobio
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favoreciendo los metabolismos fermentativos y las respiraciones anaerobias. Si la humedad se sitúa en valores inferiores al 10% desciende la actividad biológica general y el procesos se vuelve extremadamente lento.
Según ALVAREZ (2010), considera que la humedad es uno de los aspectos críticos para lograr la optimización del compostaje. Siendo el compostaje un proceso biológico de descomposición de la materia orgánica, la presencia de agua es imprescindible para las necesidades fisiológicas de los microorganismos que intervienen en este proceso. Esto se debe a que el agua es el medio de transporte de las substancias solubles que sirven de alimento a las células así como los productos de desecho de esa reacción. La humedad óptima para el crecimiento microbiano se encuentra entre el 50 y 70%. La actividad biológica decrece mucho cuando la humedad se encuentra por debajo del 30%. Por encima del 70% el agua desplaza el aire en los espacios libres existentes entre las partículas, se reduce por tanto la transferencia de oxigeno produciéndose la anaerobiosis. Cuando se entra en condiciones anaerobias, se originan malos olores y disminuye la velocidad del proceso.
Según JARAMILLO y ZAPATA (2008), en el compostaje es importante evitar la humedad elevada ya que cuando está muy alta, el aire de los espacios entre partículas de residuos se desplaza y el proceso pasa a ser anaerobio. Por otro lado, si la humedad es muy baja disminuye la actividad de los microorganismos y el proceso se retarda. Se consideran niveles óptimos de humedades entre 40% – 60%, estos dependen de los tipos de material a utilizar.
2.7.2. El pH El rango de pH tolerado por las bacterias en general es relativamente amplio, existen grupos fisiológicos adaptados a valores externos. No obstante pH cercano al neutro (pH 6.5 – 7.5) ligeramente ácido o ligeramente alcalino nos asegura el desarrollo favorable de la gran mayoría de los grupos fisiológicos. Valores de pH inferiores a 5.5 (ácidos) inhiben el
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crecimiento de la gran mayoría de los grupos fisiológicos. Valores superiores a 8 (alcalinos) también son agentes inhibidores del crecimiento haciendo precipitar nutrientes esenciales del medio de forma que no son asequibles para los microorganismos. Durante el proceso de compostaje se produce una sucesión natural del pH que es necesaria para el proceso y que es acompañada por una sucesión de grupos fisiológicos (OPS, 1999).
Según JARAMILLO y ZAPATA (2008), el compostaje permite un amplio intervalo de pH (3.0 – 7.0), sin embargo los valores óptimos están entre 5.5 y 7.0, porque las bacterias prefieren un medio casi neutro, mientras los hongos se desarrollan mejor en un medio ligeramente acido. El valor del pH cae ligeramente durante la etapa de enfriamiento llegando a un valor de 6 a 7 en el compost maduro.
Según ALVAREZ (2010), el pH en la fase acidogénica, se da una gran producción de CO2 y liberación de ácidos orgánicos. El descenso de pH favorece el crecimiento de hongos (cuyo crecimiento se da en el intervalo de 5.5 - 8) y el ataque a lignina y celulosa. Durante la fase termófila se pasa a una liberación de amoniaco como consecuencia de la degradación de aminas procedentes de proteínas y bases nitrogenadas y una liberación de bases incluidas en la materia orgánica, resultado de estos procesos se da una subida en el pH y retoman su actividad las bacterias a pH 6 – 7.5 (fase de alcalinización). Tras este incremento del pH se da una liberación de nitrógeno por el mecanismo anteriormente citado y que es aprovechado por los microorganismos para su crecimiento, dando paso a la siguiente fase de maduración. Finalmente se da un fase estacionaria de pH próximo a la neutralidad en la que se estabiliza la materia orgánica y se dan reacciones lentas de policondensación (véase la Figura 2).
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Figura 2. Evolución del pH durante el proceso de maduración. Fuente: ALVAREZ (2010).
2.7.3. Temperatura Según BUENO y DIAZ (2008), al disponerse el material a utilizar en el compostaje en pilas, en un reactor, etc., si las condiciones son las adecuadas, comienza la actividad microbiana. Inicialmente todo el material está a la misma temperatura, pero al crecer los microorganismos se genera un calor aumentando la temperatura del material. El síntoma más claro de la actividad microbiana es el incremento de la temperatura de la masa que se composta, por lo que la temperatura ha sido considerada tradicionalmente como una variable fundamental en el control del compostaje. La evolución de la temperatura representa muy bien el proceso de compostaje, pues se ha comprobado que pequeñas variaciones de temperatura afectan más a la actividad microbiana que pequeños cambios de la humedad, pH o C/N. Se observan 3 fases en el proceso de descomposición aeróbica: fase mesófila inicial (T45°C); y la fase mesófila final; considerándose finalizado el proceso cuando se alcanza de nuevo la temperatura inicial.
Según JARAMILLO y ZAPATA (2008), Las fases mesófila y termófila del proceso, mencionadas anteriormente, tienen un intervalo óptimo de temperatura. Se ha observado que las velocidades de crecimiento se
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duplican aproximadamente con cada subida de 10 °C de temperatura, hasta llegar a la temperatura óptima. En la Figura3 se muestra un área de color rojo, es el lugar donde se alcanzan temperaturas más altas, a partir de este nivel se empiezan a eliminar microorganismos patógenos dándose el proceso de sanitización ayudados adicionalmente por antibióticos producidos por algunos microorganismos que favorecen su eliminación. Hacia los 70 °C se inhibe la actividad microbiana por lo que es importante la aireación del compost para disminuir la temperatura y evitar la muerte de los microorganismos. Durante estos cambios de temperatura las poblaciones bacterianas se van sucediendo unas a otras. Este ciclo se mantiene hasta el agotamiento de nutrientes disminuyendo los microorganismos y la temperatura.
Fuente: JARAMILLO Y ZAPATA (2008). Figura 3. Perfil de temperatura de una pila de compost estática
2.8.
Materia orgánica Según BUENO y DIAZ (2008), el conocimiento del contenido del
compost en materia orgánica es fundamental, pues se considera como el principal factor para determinar su calidad agronómica. Durante el compostaje la materia orgánica tiene a descender debido a su mineralización y a la consiguiente pérdida de carbono en forma de anhídrido carbónico; estas
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pérdidas pueden llegar a representar casi el 20% en peso de la masa compostada. Este descenso en materia orgánica transcurre en dos etapas fundamentalmente. En la primera se produce un rápido decrecimiento de los carbohidratos, transformándose las cadenas carbonadas largas en otras más cortas con la producción de compuestos simples; algunos de los cuales se reagrupan para formar moléculas complejas dando lugar a los compuestos húmicos. En la segunda etapa, una vez consumidos los compuestos lábiles, otros materiales más resistentes como las ligninas se van degradando lentamente y/o transformando en compuestos húmicos.
Tanto las pérdidas de peso por mineralización de la materia orgánica, como las de otros nutrientes durante el compostaje, pueden ser evaluadas mediante un balance de materia. En la Figura4 se presenta un diagrama del balance de materia durante el compostaje de la cual se puede deducir la ecuación 1.
Fuente: BUENO Y DIAZ (2008). Figura 4. Balance de materia en la Pila de Compost.
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Ecuación 1: 𝑂𝐼 + 𝐼𝐼 + 𝐻2 𝑂(𝐼) + 𝐻2 𝑂(𝐸) + 𝐴𝐸 = 𝑂𝐹 + 𝐼𝐹 + 𝐻2 𝑂(𝐹) + 𝐻2 𝑂(𝑆) + 𝐶𝑂2 (𝑆) + 𝑁𝐻3 (𝑆) + 𝑁𝑆 2.9.
Aireación Según OPS (1999), La aireación es conjuntamente con la relación
C/N uno de los principales parámetros a controlar en el proceso de compostaje aeróbico. Cuando como consecuencia de una mala aireación la concentración de oxigeno alrededor de las partículas baja a valores inferiores al 20% (concentración normal en el aire), se producen condiciones favorables para el inicio de las fermentaciones y las respiraciones anaeróbicas.
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III.
3.1.
MATERIALES Y MÉTODOS
Ubicación y descripción del área de estudio 3.1.1. Lugar de ejecución La presente práctica se ejecutó en la planta de tratamientos de
residuos sólidos orgánicos programa de segregación en la fuente “VECS” (Vecino educado ciudad sostenible) ubicado en el distrito de Padre Felipe Luyando.
3.1.2. Ubicación política La planta de tratamientos de residuos sólidos orgánicos se encuentra ubicada en el centro poblado de Mapresa, distrito de Padre Felipe Luyando, provincia de Leoncio Prado, región Huánuco, con una altitud de 670 m.s.n.m.
3.1.3. Ubicación geográfica La planta de compostaje de la municipalidad Provincial de Leoncio Prado está ubicada en las coordenadas UTM son 18L 390079 m E; 8975259 m S, con una altitud de 670 m.s.n.m.
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3.1.4. Condiciones climáticas Esta zona se caracteriza por presentar un clima tropical (selva alta), con una temperatura media anual oscilante entre 22 y 26°C alcanzando una temperatura máxima de 35°C y disminuyendo a un mínimo de 17°C. Presenta una humedad relativa máxima del 88% y una mínima del 74% con una precipitación media anual de 3300 mm.
3.2.
Materiales y equipos. 3.2.1.
Materiales - Cuaderno de campo. - Ropa de campo (Botas, polo manga larga, etc.) - Plástico de 4m2 (2m x 2m). - Guantes PVC reforzado T9. - Machete, lampa, pala, machete, serrucho, martillo y clavos. - Mascarilla (Redline Respirador 2 vías sin cartucho). - Zaranda con mallas de 1 cm x 1 cm. - Wincha Stanley Cinta métrica 60 m. - Bolsas herméticas Ziploc.
3.2.2. Equipos - Cámara fotográfica digital Sony. - Termómetro Higrómetro digital (Margen de error: Humedad relativa: 5% y temperatura: 1°C).
20
- Medidor de pH/mV/ºC portátil con ATC y calibración automática cast.pm hi 8424 ( −+0.01) - GPSGarmin GPSMap 64s ( −+5𝑚) - Computadora (Software: Microsoft Office 2007 y Hardware: Intel Core i7). - Balanza Mecánica de ½ tonelada –PMA ( −+200𝑔𝑟 )
3.3.
Metodología 3.3.1. Adecuación del espacio a llevar a cabo el compostaje Se preparó el espacio donde se llevaría a formar la cama, la cual
tiene un área de 8 m2 (4m x 2m) con una altura del cerco de 1.5 m, a su vez se dividió en 4m2 cada una, para poder realizar el volteo de la ruma cuando esta sea conveniente. Se construyó un cerco cuadrático de 4m x 2m hecho de bambú. Se añadió cal y se mezcló con el suelo para amortiguar los daños que a este se le pueda ocasionar al llevar a cabo el compostaje (por los lixiviados). Por último se colocó un letrero de identificación.
3.3.2. Recepción de los residuos sólidos Una vez adecuado el espacio donde se realizará el compostaje, se procedió hacer la recepción los residuos sólidos. Se pesaron todas las bolsas que luego forman parte de la cama. Se seleccionó los residuos sólidos orgánicos de los inorgánicos. Se realizó una selección dentro de los orgánicos, seleccionando aquellos que su descomposición sea rápida y evitando aquellos que podrían prolongar el tiempo de descomposición, por lo que se evitó en lo posible el contar para la formación de la cama con residuos como: hoja de bijao, cascara de huevo, huesos, etc. Luego se procedió a pesar los residuos orgánicos que solo formaran parte de la cama y por último se trituraron los
21
residuos seleccionados para acelerar el proceso de descomposición de estos mismos.
3.3.3. Formación de la cama Para la formación de la cama se procuró tomar en cuenta el conseguir una buena relación superficie/volumen (OPS, 1999). En total se obtuvo un volumen de 6 m3 con una masa total de 822 Kg. Una vez formada la cama se procedió a taparlo de manera que las aves carroñeras (gallinazos) no puedan tener contacto con los residuos.
3.3.4. Registro de datos de pH, temperatura y humedad 3.3.4.1. Registro de datos de pH Los datos de pH obtenidos se realizaron semanalmente ya que este no es muy variable. Para la cual se tomaron muestras de 0.5 Kg, muestras que también se tomaron en cuenta al momento de realizar el balance de masa y al estimar la cantidad de kilogramos de compost generado por kilogramo de residuos sólidos orgánicos crudo (etapa inicial). Para el registro de datos de pH de la muestra de 0.5 Kg se sacó 50 g la cual fue diluida en una relación de volumen (que ocupa los 50g de compost)/volumen (de agua San Luis) igual a 1/1, y con la ayuda de un pH metro digital portátil se procedió a registrar los datos. La metodología empleada fue designada por el jefe de planta.
3.3.4.2. Registro de datos de temperatura Para registrar los datos de temperatura se necesitó la ayuda de un higrómetro termómetro digital, con la cual se obtuvieron datos de manera continua (todos los días que se tuvo acceso a la planta de compostaje). Para lo
22
cual se elaboró una ficha donde se apuntaron tanto los registros de temperatura como de humedad y pH (véase el Anexo A.1.).
3.3.4.3. Registro de datos de humedad Para registrar los datos de humedad se necesitó la ayudad de un higrómetro termómetro digital, con el cual se registraron datos de manera continua (todos los días que se tenga acceso a la planta de compostaje) de la humedad del medio interno de la cama de compostaje. Para lo cual se elaboró una ficha (Véase Anexo A.1.) donde se apuntaron tanto los registros de temperatura como de humedad y pH.
3.3.5. Volteo de la cama Según BUENO y DIAZ (2008), para un correcto desarrollo del compostaje es necesario asegurar la presencia de oxígeno, ya que los microorganismos que en el intervienen son aerobios. Por ello se realizó volteos de la cama cuando estas mostraban cambios bruscos de temperatura o humedad, para que de esa forma se pueda mantener lo más estable posible estos parámetros que regulan y aseguran que el proceso de compostaje se dé de la mejor forma posible. Durante todo el proceso de compostaje se realizaron 5 volteos de la cama (Los cuales se detallan en el Anexo B.2.) ya que no solo esto nos permitiría mantener estable los parámetros de temperatura, pH y humedad, sino que también garantizarían la homogeneidad de descomposición en toda la cama. Se tomó en cuenta que las condiciones no son las mismas en todos los puntos de la cama (Véase Figura 3).
23
3.3.6. Etapa de aeración, zarandeo y ensacado 3.3.6.1. Etapa de aireación Luego de que la ruma presenta un color oscuro, ya no se diferencian a simple vista los residuos sólidos en comparación a cómo eran en la etapa inicial, no muestran olores desagradables y su temperatura disminuye hasta alcanzar una aproximadamente igual a la temperatura ambiente (BUENO Y DIAZ, 2008).Ésta fue llevada y depositada en un área distinta a la que se llevó a cabo el compostaje, en este espacio se llevó a cabo la etapa de aireación, donde se deposita el compost hasta que ya no muestre signos de actividad microbiana, para posteriormente pasar a una etapa de zarandeo.
3.3.6.2. Etapa de zarandeo En esta etapa el compost cuando ya no presenta signos de actividad microbiana se procede a zarandear (en la práctica se utilizó una zaranda de celdas de 1cm x 1cm), que consiste en filtrar el compost para obtener una con mejor presencia (un compost con una textura más fina). Una vez zarandeado el compost se pesó tanto la parte final como también los residuos que quedaron en el tamiz o zaranda que se tomaron en cuenta al realizar el balance de masa y la generación de kilogramo de compost por cada kilogramo de residuos solido orgánico crudo (en la etapa final).
3.3.6.3. Etapa de ensacado En esta etapa se procedió a llenar los sacos con el compost filtrado o fino que se obtuvo en la etapa de zarandeo, para su posterior comercialización o uso que se le pueda dar a esta.
24
3.3.7. Análisis de resultados El análisis de los resultados se realizó con el software Microsoft Office Excel 2007. Se graficaron las oscilaciones de los parámetros durante el tiempo de evaluación, describiendo su comportamiento.
25
IV.
4.1.
RESULTADO
Estimación del compost generado por kilogramo de residuo sólido orgánico La cantidad de compost generado y la eficiencia que se tuvo para
reducir (en masa) los residuos sólidos orgánicos mediante el compostaje se pueden apreciar en el siguiente cuadro.
Cuadro 2. Cuadro de análisis de cantidad de compost obtenido. CUADRO DE ANALISIS DE CANTIDAD DE COMPOST OBTENIDO RP (4) Relación Pe(1)(Kg) Ps(2) PRSZ(3) RP(4)(Kg) (%) Ps(1)/Pe(2) 822
246.6
25.7
549.7
66.9%
0.3
(1): Peso de entrada (Pe) (2): Peso de Salida (Ps) (3): Peso de residuos sólidos en zarandeo (PRSZ) (4): Reducción de peso (RP) Fuente: Elaboración Propia
De acuerdo a la tabla encontramos que la relación del peso de salida (1) y el peso de entrada (2) es de 0.3, es decir que en el proceso de compostaje realizado en la práctica se obtuvo, 0.3 kilogramos de compost por cada kilogramo de residuo sólido orgánico La reducción en peso de los residuos sólidos que se obtuvo en esta práctica fue de 66.9%, es decir que redujo 549.7 kilogramos de los 822 kilogramos utilizados en la cama inicialmente, en 43 días.
26
Se obtuvo en total 246.6 Kg de compost como producto final, material que puede ser reutilizado como abono y 25.7 Kg de residuos de gran tamaño que quedaron en el proceso de zarandeo, que por lo general suele ser residuos que no se descompusieron debido a su gran tamaño al inicio de la formación de la ruma, es decir la trituración de los residuos no fue lo más homogéneo posible.
4.2.
Diagrama de flujo de procesos en la planta de compostaje del programa V.E.C.S.
Para la práctica se realizó el siguiente diagrama de flujo para la planta de compostaje con sus respectivas ecuaciones por proceso y general.
27
Cal
RS1
PROCESO DE RECCEPCION SELECCIÓN Y PESADO
S1
RS2
GX
PROCESO DE COMPOSTAJE
Aire
RS3
Lix
RS1= Residuos sólidos recolectados S1= Residuos q no formarán parte de la ruma RS2= Residuos sólidos orgánicos Lix= Lixiviados GX= Gases tóxicos RS3= Residuos sólidos casi maduros H2O(v)= Vapor de agua RS4= Residuos sólidos maduros RSX= Residuos sólidos que no se descompusieron RS5= Residuos sólidos de textura fina C= Compost Figura 5. Diagrama de flujo de la planta de compostaje VECS.
H2O(v)
PROCESO DE SECADO
RS4
PROCESO DE ZARANDEO
Rx
RS5
PROCESO DE ENSACADO
C
28
El presente diagrama de flujo nos indica la secuencia por áreas que a las cuales se ciñe la planta de compostaje, para lo cual se realizó ecuaciones por procesos.
Ecuación 2. Proceso de Recepción, Selección y Pesado 𝑅𝑆2 = 𝑅𝑆1 − 𝑆1 Ecuación3. Proceso de Compostaje. 𝑅𝑆3 = 𝑅𝑆2 + 𝐶𝑎𝑙 − 𝐺𝑋 − 𝐿𝑖𝑥 Ecuación4. Proceso de Secado. 𝑅𝑆4 = 𝑅𝑆3 + 𝐴𝑖𝑟𝑒 − 𝐻2 𝑂(𝑣)
Ecuación5. Proceso de Zarandeo. 𝑅𝑆5 = 𝑅𝑆4 − 𝑅𝑋 Ecuación6.Proceso de Ensacado. 𝐶 = 𝑅𝑆5 Ecuación 7. Ecuación general de todo el proceso. 𝐶 = 𝑅𝑆1 − 𝑆1 + 𝐶𝑎𝑙 − 𝐺𝑋 − 𝐿𝑖𝑥 + 𝐴𝑖𝑟𝑒 + 𝐻2 𝑂(𝑣) − 𝑅𝑋
4.3.
Análisis, interpretación y gráfica del comportamiento de los
parámetros pH, Temperatura y humedad Los parámetros de temperatura y humedad fueron evaluados por 43 días, es decir lo que duro solo el proceso de compostaje mas no involucra el proceso de aireado o secado, esto fue debido a factores de tiempo y espacio que se maneja dentro de la planta de compostaje del programa VECS (Vecino Educado Ciudad Sostenible), mientras que el parámetro pH fue evaluado en 5 oportunidades debido a su baja variabilidad de esta comparada a los demás parámetros que se requiere ser para más constante.
29
Los datos obtenidos mediante la continua evaluación de los parámetros fueron registradas en una ficha previamente elaborada, para posteriormente analizarlas graficando el comportamiento de estas a lo largo de lo que duro todo el proceso de compostaje, los gráficos obtenidos fueron:
4.3.1.
Comportamiento del pH en el proceso de compostaje.
9 8
Valores de pH
7 6 5 4
pH
3 2 1 0 0
10
20
30
40
50
Dias de compostaje Figura 6. Comportamiento del parámetro pH.
De acuerdo a la Figura 6 podemos observar como en una primera etapa (hasta los 10 primeros días) el pH que se obtuvo de la ruma se mantenía por debajo de 7 (Ligeramente acido) iniciándose con un valor mínimo de pH igual a 5.4, luego incremento paulatinamente durante los posteriores 20 días hasta alcanzar su punto máximo (pH de 8.1), para que los últimos 13 días descienda hasta un punto 7.4.
30
4.3.2.
Comportamiento de la temperatura en el proceso de
compostaje.
80
Valores de Temperatura °C
70 60 50 40 30 20 10 0 0
10
20
30
Dias de Compostaje
40
50
TEMPERATURA (C°)
Figura 7. Comportamiento del parámetro temperatura.
En la Figura 7 se muestra el comportamiento que tuvo el parámetro de temperatura durante el proceso de compostaje (43 días), al igual que el pH los datos registrados no involucran el proceso de aireado o secado ya que por un factor de espacio tiempo que se maneja internamente en administración de la planta de compostaje del programa VECS (Vecino Educado Ciudad Sostenible) no se pudo mantener la ruma en el proceso de compostaje hasta obtener un comportamiento en la temperatura más considerable.
Durante
el
proceso
de
compostaje
para
asegurar
la
descomposición homogénea de la ruma, asegurar que la temperatura no varíe mucho en los distintos puntos de la ruma en un determinado tiempo y hacer
31
descender la temperatura de mostrar incrementos de esta, se realizó volteos de la ruma periódicamente.
La temperatura inicial que se puede observar fue de 28.4 °C la cual casi coincidía con la temperatura ambiente. En los tres primeros días se presenció un incremento considerable en la temperatura, así como también se pudo observar que las temperaturas que fueron registradas en las mañanas tenían una gran diferencia con las temperaturas registradas en las tardes, siendo estas últimas las más elevadas.
La temperatura fue incrementándose hasta alcanzar un registro máximo de 75.3 °C.
Luego, la temperatura experimento un descenso hasta alcanzar los 42 °C, pero de acuerdo a lo mencionado anteriormente no se pudo mantener la cama en esta espacio por lo cual fue llevado al área de secado donde fue que la temperatura se mostró más estable, asegurándonos el descenso de la actividad microbiana.
32
4.3.3.
Comportamiento
de
la
humedad
en
el
proceso
de
Valores de Humedad en %Cientos
compostaje.
86% 84% 82% 80%
HUMEDAD
78% 76% 74% 72% 0
10
20
30
40
50
Dias de Compostaje Figura 8. Comportamiento del parámetro humedad.
De acuerdo a la Figura 8 podemos observar que la humedad del medio interno de la cama de compost, durante todo el proceso de compostaje se mostró muy variable, manteniéndose en un margen de 70 a 86% aproximadamente, al igual que en el parámetro de temperatura esta vez también fue indispensable el realizar volteos periódicos a la ruma, para permitir una mejor aireación de esta y evitar que exista una acumulación excesiva de humedad. Si bien se quiso mantener un porcentaje de humedad por debajo de los 80% esta no fue posible debido al clima y a la infraestructura (Techo con goteras) de la planta de compostaje del programa VECS (Vecino Educado Ciudad Sostenible), es por eso que se pudo experimentar el desprendimiento de malos olores durante el proceso del compostaje. Cabe recalcar que estos malos olores ya no se presenciaron al final del proceso de aireado o secado.
33
V.
DISCUSIÓN
Según RODRIGUES y CORDOVA (2006), nos indica que el proceso de compostaje les puede permitir a las autoridades municipales la reducción de hasta un 50% en peso de los residuos sólidos que vayan a ser depositados en el sitio de disposición final. La cual difiere con los resultados hallados en la práctica ya que en esta nos muestra una reducción en peso de un 66.9% considerando los residuos generados en el proceso de zarandeo. Esto podría ser debido a la escala en que se trabajó, si bien es cierto en la práctica se realizó con una masa inicial de 822 Kg la referencia citada nos indica para residuos sólidos municipales es decir estaríamos hablando de cantidades por encima de 1 Tn. La variación en la reducción en peso de los residuos sólidos puede deberse a la humedad del sustrato (Compost), la cual no pudo ser comparada ya que en la practicas se tomo en cuenta la humedad del medio interno de la cama de compost formada, mas no del sustrato.
Según BUENO et al. (2008), En el diagrama de flujo que nos muestra, considera a solo una etapa o fase que es la pila de compost como tal, lo cual difiere con el diagrama de flujo elaborado para la planta de compostaje VECS, esto es debido a que cada diagrama de flujo es específico para cada lugar donde se quiera realizar un proceso, independientemente de la coincidencia de rubros. El diagrama de flujo de un proceso está en función a las actividades realizadas para la elaboración de un producto.
Según ALVAREZ (2010), el pH en el proceso de maduración tiene un comportamiento singular, en una primera fase se pronuncia un descenso de
34
pH a la cual la denomina fase Acidogénica. Al pasar a una fase termófila el pH experimenta también cambios, ascendiendo hasta un rango de 6 a 7.5 a la cual la denomina Fase de Alcalinización. Finalmente el pH desciende hasta alcanzar valores próximos a la neutralidad. En la práctica realizada diferimos en la primera fase, ya que no se pudo observar un descenso de pH. El pH inicial fue ácido y no descendió, contrario a esto ascendió pasando directamente a la fase de alcalinización. El no haber experimentado un descenso en la parte inicial del proceso puede haber sido afectada debido a que las mediciones de pH no fueron constantes (diarias), las mediciones de pH fueron registradas cada 5 días (excepto la medición final) por lo que se tuvo que asumir que durante los 5 días este parámetro se mantuvo constante.
Según JARAMILLO y ZAPATA (2008), separa el proceso de compostaje en etapas de acuerdo al comportamiento de la temperatura. En una primera etapa Mesófila, la actividad de bacterias y hongos hacen ascender la temperatura desde la de ambiente hasta unos 40°C. En una segunda etapa Termófila, nos indica que esta estaría comprendida en un rango de temperatura de 40 a 60 °C. En la tercera etapa Enfriamiento, la temperatura muestra un comportamiento de descenso hasta llegar aproximadamente al del ambiente. En la práctica de compostaje realizado si se clasificaría las etapas de acuerdo al autor citado tendríamos que nuestra Etapa Mesófila duro 10 días, la Etapa Termófila duro 19 días para alcanzar su punto máximo de 75.3 °C, la cual se encuentra fuera del rango que nos menciona el autor de referencia, por lo que se tuvo que realizar el volteo de la Ruma para evitar que la temperatura se eleve aúnmás y/o esta descienda, una vez alcanzado su punto máximo el comportamiento que mostro la temperatura en la ruma fue descendente la cual se mantuvo en el rango de 40 a 75 °C aproximadamente el tiempo que demoró en alcanzar su punto más bajo (41.1 °C) fue de 10 días.
35
Según OPS (1999), nos indica que en una etapa inicial antes de conformar la ruma o camellón la humedad no debe de superar el 50% y durante el compostaje una humedad idónea estaría entre los rangos de 40 a 60%. El rango que se obtuvo en la práctica fue de un 70 a un 88% aproximadamente la cual está bastante distante del rango establecido según el autor citado, esto se debió a que la humedad se vio fuertemente influenciada con el clima y la deficiente infraestructura (techo con goteras) sumado a esto que no se inyecto flujos de aire que puedan asegurar una mayor ventilación a lo largo y ancho de la cama formada.
36
VI.
CONCLUSIÓN
Se obtuvo 0.3 Kg de compost ensacado por cada kilogramo de residuo sólido orgánico utilizado en la ruma inicial, generando 25.7 Kg de Residuos que no se llegaron a descomponer del total, en 43 días.
El diagrama de flujo de la planta de compostaje VECS esta adecuado en función de las actividades que se realizan para obtener el compost.
Al finalizar el proceso de compostaje el pH alcanzado a los 43 días fue de 7.4. Los rangos de temperatura fueron de 28.4°C a 30.6°C (Etapa de latencia), 30.6°C a 42.2°C (Etapa mesotérmica I), 42.2°C a 75.3°C (Etapa termogénica) y por ultimo descendió hasta alcanzar los 41.1 °C (Etapa mesotérmica II). La humedad relativa no fue estable pero esta se mantuvo en un rango de 70% y 80%.
37
VII.
RECOMENDACIONES
Se debe incluir en el proceso de compostaje una inyección de flujo de aire para así mantener un rango de humedad estable y dentro del rango que estipulan los autores mencionados anteriormente.
Es recomendable el añadir a la ruma de compostaje ciertas dosis de microorganismos eficientes, ya que estas ayudan a la descomposición de los residuos sólidos utilizados para la formación de la ruma como tal.
Se recomienda el darle un tratamiento, manejo o adecuación al área donde se trabajara el proceso de compostaje antes y después del proceso, ya que en el proceso se involucra la generación de lixiviados en cantidades considerables las cuales alteran el suelo, de ser que esta no estén pavimentadas.
Se debe de considerar el trabajar con un ruma de peso considerable ya que si los residuos sólidos dispuestos para la formación de esta son pocos, se podrá observar grandes y frecuentes variaciones de temperatura y humedad, por el contrario de excederse en el peso de la ruma el tiempo de descomposición sería mucho mayor y la aireación de esta también se vería afectada, salvo de contar con maquinarias que le permitan trabajar a mayor escala.
38
Se recomienda realizar la medición del pH de acuerdo a como lo estipula la FAO, con una relación volumen/volumen de 1:5, para poder tener mayores referencias comparativas. Se recomienda complementar la evaluación de la humedad del medio interno de la cama de compost (realizado en la práctica), con la evaluación de la humedad del sustrato (no realizado en la práctica).
39
VIII.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ALTAMIRANO, M., CABRERA, C.
2006.
Estudio Comparativo para la
elaboración de compost por técnica manual. Revista del instituto de investigaciones FIGMMG Vol. 9, N° 17, 75 – 84. ALVAREZ, J.
2010.
Manual de compostaje para agricultura ecológica.
Consejería de agricultura y pesca, Andalucía (Colombia). 48 p. BUENO, P., DIAZ, M. 2008. Factores que afectan al proceso compostaje. 1ed. Madrid, España. Ediciones Díaz de Santos 97 p. CARPIO, A., DE CARLO, E., CARIELLO, M. 1997. Optimización de técnicas para la obtención de un compost regional y su utilización por la comunidad como mejorador de suelos; Rev. Ciencia docencia y tecnología- UNER; N° 15 año 8, 25 – 42. JARAMILLO, G., ZAPATA L. 2008. Aprovechamiento de los residuos sólidos orgánicos en Colombia.
Posgrado.
Antioquia.
Universidad de
Antioquia. 116 p. Ley N° 27314. Ley General de Residuos Sólidos. El Peruano, 20 de julio 2000. Lima, Perú. Ley N° 27972. Ley Orgánica de Municipalidades. El Peruano, 27 de Mayo del 2003. Ley N° 28611. Ley General del Ambiente. El Peruano, 15 de Octubre del 2005.
40
OPS (ORGANIZACIÓN PANAMERICANA DE LA SALUD). 1999. Manual para la Elaboración de Compost Bases Conceptuales y Procedimientos. OPS/HEP/HES/URU/02.99. PP. 69 p. ORDENANZA MUNICIPAL. N° 001-2013-MPLP. Tingo María, 24 de Enero del 2013 RODRIGUEZ, M., CORDOVA, A.
2006.
Manual de compostaje municipal
tratamiento de residuos sólidos urbanos. Instituto nacional de ecología. México D.F. (México). 106 p.
41
ANEXOS
42
Anexo A. FORMATOS DE TRABAJO. Anexo A.1. Ficha de registro de parámetros evaluados FICHA DE EVALUACION DE PARAMETROS TEMPERATURA (C°) FECHA
pH
Extremo Izq
Centro
Extremo Der
HUMEDAD Promedio
Fuente: Elaboración propia
Anexo B. RESULTADO DEL ESTUDIO REALIZADO
Extremo Izq
Centro
Extremo Der Promedio
OBSERVACIONES
43
Anexo B.1. Registro de datos de los parámetros evaluados Día pH 1
5.4
1
5.4
2
5.4
3
5.4
4
5.4
4
5.4
5
5.4
5
5.4
10 6.8
TEMPERATURA (C°) HUMEDAD OBSERVACIONES Extremo Izq Centro Extremo Der Promedio Extremo Izq Centro Extremo Der Promedio Se obtuvo una OBTENCION DE LA PRIMERA MUESTRA PARA EVALUAR PH muestra de 0.5 Kg para evaluar pH Temperatura casi 27.5 29.4 28.4 28.4 71.0 78.0 80.0 76.3 igual a la del ambiente Presencia de 28.2 30.1 28.6 29.0 70.0 78.0 85.0 77.7 moscas La temperatura asciende la 29.3 32 30.4 30.6 85.0 76.0 75.0 78.7 humedad se mantiene La temperatura 34 41.2 40.3 38.5 86.0 73.0 81.0 80.0 incrementa por las tardes Se realizo el volteo para descender la PRIMER VOLTEO DE LA RUMA temperatura y homogenizar la ruma Presencia de malos 32.5 38.6 35.9 35.7 70.0 73.0 88.0 77.0 olores Se obtuvo una OBTENCION DE LA SEGUNDA MUESTRA PARA EVALUAR PH muestra de 0.5 Kg para evaluar pH 37.6 39.2 40 38.9 90.0 76.0 74.0 80.0 Alta humedad
44
10 6.8
SEGUNDO VOLTEO DE LA RUMA
11 6.8
41.2
43.1
42.3
42.2
83.0
75.0
81.0
79.7
12 6.8
46
47.1
46.1
46.4
80.0
76.0
85.0
80.3
15 6.8
48.3
50.6
51.3
50.1
79.0
89.0
81.0
83.0
16 6.8
55.1
57
56.4
56.2
71.0
80.0
78.0
76.3
16 6.8
TERCER VOLTEO DE LA RUMA Y OBTENCION DE LA TERCERA MUESTRA PARA LA EVALUACION DE PH
17 7.6
54.3
57.2
54.9
55.5
81.0
75.0
85.0
80.3
18 7.6
55.4
58.3
57.2
57.0
90.0
75.0
83.0
82.7
21 7.6
59.4
62.7
60.4
60.8
88.0
87.0
84.0
86.3
24 7.6
65.2
65.7
64.5
65.1
82.0
85.0
78.0
81.7
Para mejorar la ventilación de la ruma Incremento de temperatura y estabilidad de humedad Incremento de temperatura Incremento de temperatura y humedad Incremento de temperatura y descenso de humedad Ligero oscurecimiento de los residuos sólidos de la ruma Temperatura estable incremento en humedad Incremento de ambos parámetros Incremento de ambos parámetros Incremento considerable de temperatura
45
24 7.6
25 7.6
CUARTO VOLTEO DE LA RUMA
70.2
25 7.6
71.3
71.2
70.9
72.0
71.0
79.0
74.0
OBTENCION DE LA CUARTA MUESTRA PARA LA EVALUACION DE PH
26 8.1
72.4
73.4
73.1
73.0
76.0
77.0
72.0
75.0
29 8.1
74.8
75.6
75.4
75.3
86.0
83.0
72.0
80.3
30 8.1
71.7
71.9
71.2
71.6
78.0
83.0
88.0
83.0
30 8.1
QUINTO VOLTEO DE LA RUMA
32 8.1
70.9
70.8
70.3
70.7
87.0
77.0
81.0
81.7
33 8.1
68.4
69.1
69.2
68.9
90.0
71.0
80.0
80.3
33 8.1 35 7.4
QUINTA OBTENCION DE MUESTRA PARA LA EVALUACION DE PH 62.1
62.7
61.8
62.2
83.0
87.0
81.0
83.7
Oscurecimiento más pronunciado en la ruma Incremento considerable de temperatura Se obtuvo una muestra de 0.5 Kg para evaluar pH Incremento de temperatura y pH Incremento en temperatura Descenso de la temperatura considerable Descenso de la temperatura considerable Descenso de temperatura moderada Descenso de temperatura moderada Se obtuvo una muestra de 0.5 Kg para evaluar pH Descenso en la temperatura y pH
46
36 7.4
58.1
59.2
58.3
58.5
76.0
79.0
81.0
78.7
38 7.4
52.7
53.1
53
52.9
72.0
90.0
83.0
81.7
39 7.4
48.9
48.7
48.3
48.6
82.0
79.0
74.0
78.3
40 7.4
46
45.9
44.8
45.6
77.0
89.0
89.0
85.0
42 7.4
42.9
42.7
43
42.9
83.0
82.0
77.0
80.7
43 7.4
40.5
40.9
42
41.1
72.0
77.0
77.0
75.3
Descenso moderado de temperatura y humedad No se distinguen los residuos sólidos de la ruma Poco desprendimiento de malos olores Incremento en humedad Descenso de temperatura Descenso minúsculo de temperatura
47
Anexo C. GALERIA DE IMAGENES.
Figura 1. Adecuación del área a trabajar.
Figura 2. Relleno del área a trabajar y adición de Cal.
48
Figura 3. Área de trabajo culminada.
Figura 4. Evaluación de parámetros Temperatura y Humedad.
49
Figura 5. Evaluación de los parámetros Temperatura y Humedad en el núcleo de la Ruma.
Figura 6. Volteo de la Ruma.
50
Figura 7. Techado de la Ruma.
Figura 8. Obtención de la muestra de la Ruma.
51
Figura 9. Evaluación del parámetro pH.
Figura 10. Traslado de la Ruma a la zona de secado o oreado.
52
Figura 11. Zarandeo del compost maduro.
Figura 12. Ensacado del compost fino o zarandeado.
53
Figura 13. Pesado del compost ensacado y de los residuos generados en el zarandeo.
Figura 14. Obtención de una muestra final del compost ensacado.
54
Figura 15. Residuos generados en el proceso de zarandeo.
Figura 16. Muestra del compost como producto final.