obtencion de bioabono perfil final
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1. ANTECEDENTES
El "orujo" o "pulpa" de uva está siendo utilizado como sustrato en procesos de
compostaje en diferentes países. El bagazo de uva fresco, en general, es sometido a
un bioproceso aeróbico (compostaje) utilizando o no activadores orgánicos del
proceso…… (Berradre M.; Mejías M.; Ferrer J. 2009) [1].
El compostaje o biodegradación aeróbica de compuestos orgánicos, es una forma
simple y eficiente para transformar desechos agroindustriales en un
acondicionador de suelos para muchos cultivos. Es un mejorador de suelos,
sumamente útil en el combate a la erosión, en la mejora de los cultivos en cuanto
a cantidad y calidad de los mismos. Disminuye la cantidad de agroquímicos
requeridos por los cultivos donde es aplicado…… (Martínez T. 1997)[2].
Los aspectos principales de las investigaciones se han relacionado con la
caracterización físico-química y microbiológica durante el compostaje, su
influencia sobre organismos patógenos. Su producción trae beneficios directos e
indirectos, si se considera los beneficios en la producción, la mano de obra que
ocupa su procesamiento, las posibilidades de obtener producciones
ambientalmente sanas, la disminución de materia a eliminar y su valor como
elemento formativo ambiental…… (Toro M. 1999)[3].
Actualmente en Bolivia la mayoría de los desechos orgánicos generados por las
industrias que son susceptibles de transformarse y utilizarse como abonos
orgánicos no son tratados debidamente, y esto es causado por la falta de técnicas
eficientes de distribución y tratamiento, son pocas aquellas industrias que hacen
buen tratamiento de sus desechos.
En el caso particular de la ciudad Tarija no se tiene buenas técnicas de
disponibilidad y de tratamiento de los desechos orgánicos en general al igual que
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los otros departamentos del país, lo cual provoca la contaminación del medio
ambiente (INE 2007). En la actualidad los desechos de la industria vitivinícola
tales como el orujo y el escobajo se utiliza para abonar (directamente) los terrenos
donde se encuentran los viñedos, lamentablemente hasta ahora no existe ningún
estudio para optimizar el uso de este desecho y así aprovechar al máximo sus
cualidades como fertilizante además se evitaría la contaminación en dichas zonas.
2. OBJETIVOS: GENERAL Y ESPECIFICOS
2.1 Objetivo general
Determinar las condiciones de trabajo para producir abono orgánico a partir del
orujo de uva, por el método de compostaje como alternativa de aprovechamiento
de estos desechos.
2.2 Objetivos específicos
1. Analizar y optimizar el proceso de obtención de bioabono de orujo de uva.
2. Realizar el diseño y dimensionamiento del silo para el compostaje.
3. Determinar las variables del proceso para realizar el compostaje
(concentración, temperatura, tiempo, humedad, pH, y relación C/N).
4. Determinar la cinética de fermentación.
5. Caracterizar mediante los análisis respectivos las propiedades físico-químicas,
biológicas y microbiológicas del bioabono obtenido.
6. Realizar el balance de materia y energía del proceso de obtención de bioabono
a partir del orujo de uva.
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3. JUSTIFICACION DEL PROYETO DE GRADO
3.1. Impacto social
Por las características del proceso a desarrollar, una aplicación práctica de este tipo
de emprendimientos en la región tendrían un impacto importante en el aspecto
social, pues se generarían fuentes de trabajo, se podría dar uso a un desecho que
por ahora solo es de difícil disposición y ocupa espacio en las bodegas que lo
generan y por último es un beneficio al medio ambiente, por que mejorará las
condiciones de vida de la gente en general.
3.2. Impacto tecnológico
La tecnología de este proceso no es muy complicada. Lo importante no es
biodegradar, sino poder conducir esta biodegradación por rutas metabólicas, que
nos permitan la obtención de un producto final lo más apropiado en el menor
tiempo posible. El éxito de un proceso de compostaje dependerá entonces de
aplicar los conocimientos de la microbiología, manejando la pila de compost como
un medio de cultivo…… (Sztern D. 1996)[4].
En el departamento de Tarija, se usa el compostaje en otras industrias (la
azucarera), por ejemplo es una tecnología en proceso de desarrollo, este proceso
ayudará al departamento a contar con un medio de manejo de desechos que no
represente grandes inversiones en tecnologías importadas y lo más importante, es
que es una tecnología que podemos ir mejorando a medida que se tenga
experiencia en su funcionamiento y uso generalizado en los lugares donde se
pueda usar.
3.3. Impacto económico
Generalmente el coste público de esta tecnología es bastante barato ya, que la
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adquisición de la materia prima que son desechos de procesos industriales, basura
y otros rubros que aportan con distintos tipos de desechos, el proceso de
compostaje no tiene costos significativos ya que el proceso es económico y
relativamente eficiente de elaborar. Además de eso el biofertilizante obtenido es
mucho más económico, por las características de obtención del mismo, que los
fertilizantes orgánicos y por ese motivo será más fácil de reemplazarlos……
(Sztern D. 1996)[4].
3.4. Impacto ambiental
Los efluentes de las industrias de elaboración de productos agrícolas son los que
más contribuyen a la contaminación de arroyos y ríos, la quema de residuos
agrícolas puede ser causa de contaminación atmosférica, pero como estas
operaciones tienen fundamentalmente un carácter estacional, en la mayoría de los
casos la contaminación no alcanza niveles críticos pero esto no significa que no se
esté contaminando (E. M. Flores 2001). Con respecto a los desechos de las
industrias de vino en el valle de Tarija tiene gran incidencia en la contaminación
del rio que pasa por esta zona y además de eso su disposición directa sobre el suelo
ocasiona el crecimiento de plagas (moscas y mosquitos).
4. MARCO TEORICO
4.1. El compostaje
4.1.1. Consideraciones generales
El compost es un abono orgánico "resultante de la descomposición de desechos
orgánicos vegetales y animales, transformados por la micro-fauna y la micro flora
del suelo en una sustancia que mejora la estructura y la estabilidad de la tierra".
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El compost no puede ser catalogado como un "fertilizante" puesto que éste se
conceptualiza como cualquier sustancia orgánica o inorgánica con que se abona la
tierra de cultivo con el objetivo de hacerla más fecunda para obtener una
producción agrícola abundante y copiosa a corto plazo.
A diferencia de los fertilizantes, el compost sólo puede ser obtenido de una manera
natural y sus efectos sobre una mayor productividad son a largo plazo, aunque
ambientalmente más seguros pues no causan los estragos que producen los
primeros.
Aunque todas las experiencias obtenidas en la elaboración de compost a nivel
agrícola coinciden en que el compost no es un fertilizante, esto no disminuye su
importancia, puesto que permite la fijación, incorporación y mantenimiento de los
minerales y materias orgánicas necesarias para un adecuado crecimiento de los
vegetales, contribuyendo con el aumento de las cantidades de Carbono y
Nitrógeno en el suelo, mejorando su capacidad productiva.
El "compostaje" o proceso de elaboración de compost es definido como el proceso
técnico utilizado para la obtención de compost, en el cual existe un control
permanente de la descomposición de los residuos.
Hace pocos años el compostaje y la utilización final del compost, eran técnicas
relacionadas únicamente con la agricultura orgánica; su uso tenía como objetivos
el mejoramiento de los suelos, de la producción y de la calidad de los productos
agrícolas.
En la actualidad el compostaje se ha convertido en una alternativa para el manejo
de desechos sólidos orgánicos, actividad que a su vez aumenta la complejidad del
proceso en cuanto a su funcionamiento y organización. En efecto, el proceso
técnico de la elaboración del compost ya no se limita únicamente a la
descomposición de la materia orgánica, pues como cualquier sistema de
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aprovechamiento de desechos, se integran las actividades de recuperación,
separación y transporte de los materiales orgánicos que van a descomponerse y
están directamente influenciados por los factores sociales, políticos y económicos
que enmarcan esta problemática.
Esta consideración es importante, porque cuando en los programas de compostaje
uno de los componentes no trabaja con eficiencia, las consecuencias afectan
directamente a la consecución de logros positivos sobre los objetivos del
proceso…… (Campos M., Lugo S. y Gitscher U.)[5].
4.1.2 Metodologías para la elaboración de compost
Existen dos tipos de metodologías básicas para la elaboración de compost.
La primera tiene que ver con el desarrollo técnico del proceso de descomposición
de la materia orgánica en sí mismo y se inserta dentro de las teorías para
producción agrícola con el uso de abonos orgánicos.
La segunda está basada en las actividades operativas del compostaje que abarca su
organización y estructura de funcionamiento.
4.1.2.1. La producción de abonos orgánicos a través de la descomposición de
materia orgánica
Los métodos técnicos utilizados para la elaboración de compost bajo esta
categoría, están clasificados en función del tipo de descomposición de la materia
orgánica que realizan y se dividen fundamentalmente en descomposición aeróbica
o anaeróbica.
Aeróbicos.- Son aquellos sistemas en los cuales el proceso de descomposición
es realizado mediante aireaciones periódicas, que aceleran el trabajo de
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bacterias y microorganismos aeróbicos que descomponen la materia orgánica
por oxidación.
Los residuos generados en la descomposición aeróbica de materia orgánica son
Dióxido de Carbono (CO2), agua, y grandes cantidades de biomasa.
Anaeróbicos.- Se diferencia de los métodos aeróbicos debido a que el proceso
de descomposición se lo realiza totalmente cubierto y no utiliza ningún proceso
de oxigenación puesto que utilizan el trabajo de microorganismos anaeróbicos
que descomponen la materia orgánica por reducción.
Los residuos producidos por la descomposición anaeróbica son Dióxido de
Carbono (CO2), una pequeña cantidad de biomasa y un volumen considerable de
gas metano (CH4).
Pero en el desarrollo de este proyecto se empleara la descomposición aerobia de la
materia orgánica, haciendo los controles respectivos de los parámetros de
descomposición.
4.1.2.2. Las actividades operativas de producción de compost
Aunque el principio básico de elaboración del compost es el mismo,
operativamente el tipo de materiales utilizados así como la tecnología, cambian de
acuerdo a las condiciones sociales, económicas y ambientales del proceso de
compostación.
Los métodos de compostaje aeróbico y anaeróbico pueden realizarse bajo sistemas
operativos diferentes y es por ello que la siguiente categorización del método está
basada en el "sistema" empleado para la elaboración del compost, así tenemos:
Sistemas de compostaje artesanal: Son aquellos proyectos en los cuales la
elaboración del proceso no cuenta con ninguna tecnología, herramienta
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mecánica o eléctrica en ninguno de las actividades del compostaje y la
capacidad de producción generalmente es a baja o mediana escala.
Sistemas de compostaje semi industrial: Son aquellos en los cuales el sistema
de descomposición cuenta con algunos equipos mecánicos o eléctricos para una
o varias actividades del proceso.
Sistemas de compostaje industrial: Son aquellos procesos para la elaboración
de compost completamente mecanizados en los cuales la tecnología cuenta un
papel muy importante para la realización del proceso.
4.1.3. Importancia de la elaboración y utilización del compost.
La importancia de la elaboración del compost radica en que éste se ha convertido
en un nexo entre los sistemas espaciales urbanos y rurales, pues el compostaje es
una alternativa de tratamiento de desechos orgánicos y al mismo tiempo al
mejoramiento de la calidad de los suelos.
Dentro de la problemática del manejo de los desechos sólidos la importancia se
encuentra en que el compostaje permite:
Disminuir los niveles de contaminación que producen los residuos orgánicos
por el proceso natural de descomposición, el mismo que genera gas metano,
proliferación de vectores transmisores de enfermedades y roedores.
Utilizar de una manera ambientalmente segura los residuos orgánicos.
Aumentar las posibilidades de producción de viveros y jardines en zonas
urbanas o poblaciones en proceso de crecimiento que no cuentan con terrenos
fértiles para ello.
Aumentar el nivel de la oferta de abonos orgánicos existentes para poblaciones
rurales.
Crear una conciencia ambiental en la población en cuanto a los hábitos de
separación de desechos en origen y la utilización que éstos pueden tener.
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La utilización del compost a nivel agrícola, permite en el suelo:
Aumentar la disponibilidad favorable de nitrógeno para las plantas (pues la
materia tiene una mayor relación C/N).
Disminuir la rapidez del flujo suplementario de sustancias nutritivas del suelo y
por lo tanto mejorar la capacidad de crecimiento de las plantas.
Contribuir mediante la utilización de abono orgánico, a la formación de humus
permanente.
Aumentar la desintegración de sustancias difícilmente solubles
Reducir los niveles de utilización de fertilizantes químicos nocivos
Como consecuencia de esta acción directa, el compost puede tener varios usos, por
ejemplo:
El mejoramiento de suelos agrícolas o erosionados
La implementación de huertos familiares, escolares o comunitarios
Reforestación
Viveros y jardines ornamentales para asentamientos poblacionales urbanos,
semi urbanos o rurales
Semilleros
……(Campos M., Lugo S. y Gitscher U. 2008) [5]
4.2. Características técnicas de la elaboración de compost
4.2.1. Estructura y organización de un sistema de compostaje para el
aprovechamiento de residuos sólidos orgánicos
Dentro del campo agrícola en sistemas de granjas integrales, el compostaje trabaja
con los residuos vegetales y animales que genera la propia granja, por lo tanto la
recuperación, su tratamiento y su uso posterior tiene un sistema de funcionamiento
sencillo.
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Esto no sucede cuando la producción de compost es parte de un sistema de manejo
de residuos provenientes de asentamientos humanos urbanos o rurales pues existe
entonces la necesidad de establecer operaciones necesarias para la producción de
compost ya sea artesanal o industrial.
4.2.1.1. Selección y ubicación del terreno
La ubicación adecuada de un proyecto de compostaje es importante para la óptima
ejecución de las operaciones de recolección, transporte y tratamiento de los
desechos orgánicos.
Existen varios criterios de ubicación que deben tomarse en cuenta para un
proyecto de compostaje. Así tenemos:
Distancia del proyecto a la fuente de recuperación de materia orgánica.- La
distancia del terreno donde se ubicará el compostaje no debe ser muy lejana al
sitio de origen de la materia orgánica con el objetivo de reducir los costos del
transporte.
Acceso a una carretera o camino fácilmente accesible.- Una carretera que
brinde buen acceso al proyecto, determinan las condiciones del sistema de
recuperación de los materiales.
Terreno sin riesgos de inundación.-Los terrenos que presentan riesgos de
inundación no permiten llevar a cabo el proceso de descomposición puesto que
el material compostable puede ser dispersado o destruido por el agua o
aumentar sus niveles de humedad requeridos.
Acceso a fuentes fijas de agua.- Técnicamente el compostaje debe asegurar
una humedad adecuada por lo cual la cercanía a fuentes fijas de agua es muy
importante para la descomposición de materiales.
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Tamaño y capacidad del terreno.- El terreno debe ser lo suficientemente
amplio para la recepción de una cantidad dada de materia orgánica y el
tratamiento de la misma.
Condiciones climáticas favorables.- Los terrenos para el compostaje de
preferencia no deben ser demasiado secos, excesivamente húmedos o con una
actividad eólica muy fuerte. La ubicación de proyectos de compostaje en áreas
con estas características requieren de la implementación de una mejor
infraestructura para contrarrestar los efectos del clima sobre el proceso.
Debe ser ubicado lejos de zonas con alta densidad poblacional o zonas
exclusivamente residenciales.- Cuando los terrenos se hallan ubicados dentro
o cerca de este tipo de zonas, causan malestares a las poblaciones aledañas más
aún cuando no existe un control total sobre los desechos que son depositados
allí.
El encontrar un terreno adecuado para la implementación de un proyecto de
compostaje es una actividad que debe realizar la institución o grupo ejecutor del
proyecto.
4.2.1.2. Recuperación de la materia orgánica
Se entiende como recuperación la obtención de materia orgánica para el proceso
de compostaje. La materia orgánica puede ser obtenida de:
Fuentes generales.- Como los desechos producidos en toda una ciudad o un
pueblo, un barrio.
Fuentes específicas.- Rica en desechos sólidos como un mercado municipal, un
camal, una agro-industria o varias granjas agrícolas.
Para un proyecto de compostaje, la recuperación óptima se realizaría con una
separación de materia orgánica e inorgánica en la fuente de producción de
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desechos, ya sea de una general o de una determinada, puesto que la separación de
los materiales en el terreno donde se realiza el compostaje, requiere de mayor
control, tiempo y mano de obra…… (Muñoz M. 2007)[6].
4.2.1.3. Actividades de pre - tratamiento
Antes de iniciar la producción de compost, es necesario dar un tratamiento a los
desechos. El pre - tratamiento consiste en los siguientes parámetros:
Clasificación del material: Cuando la clasificación de la materia orgánica no
es realizada en la fuente, generalmente existen desechos inorgánicos que deben
ser separados in situ. Esto aumenta el tiempo de trabajo en el compostaje y las
necesidades de un aumento de personal.
Recepción de los desechos de mejor calidad: Aquí son escogidos aquellos
materiales orgánicos que mejoran el proceso de producción de compost en
función del tiempo de descomposición y sus cualidades químicas que pueden
mejorar la calidad.
Separación y recuperación de los desechos inorgánicos y reciclables: Luego
de la separación existen materiales reciclables que pueden ser comercializados
y ser parte del tratamiento de desechos.
Trituración y desmenuzamiento de los desechos orgánicos: Esta operación
permite que el compost mejore la capacidad de retener agua y aire, además de
aumentar la superficie de aprovechamiento bacteriano.
4.2.1.4. Actividades de tratamiento
Mezcla de los desechos para el compost:- Esta operación depende del método
utilizado. Se trata ya de apilar los desechos pre tratados en cantidades
manejables y proceder a la descomposición.
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Control técnico del proceso de descomposición.- Comprende el control de
factores físicos como humedad, temperatura, potencial Hidrógeno, aireación.
Control higiénico.- Control de lixiviados, olores, moscas, roedores, etc.
4.2.1.5. Post - tratamiento del compost elaborado
Es el conjunto de operaciones dadas luego de la elaboración del compost, y están
determinadas de la siguiente manera:
Tamizado o cernido del compost: Elimina las impurezas existentes y permite
el desmenuzamiento de partículas grandes, dando al compost una calidad
homogénea.
Ensacado y almacenado: Se debe realizar un ensacado que permita al compost
no compactarse demasiado. Se debe almacenar en lugares secos alejados del sol
y de la lluvia.
Utilización y venta: La producción y utilización del compost y los niveles de
venta que alcanzan, constituyen un referente para la justificación, mejoramiento
y mantenimiento del proyecto…. (Campos M., Lugo S. y Gitscher U. 2008)[5].
14.2.2. Factores de control técnico en el compostaje
De acuerdo con una investigación reciente realizada para el análisis del
compostaje en algunas ciudades africanas el proceso mismo de compostaje debe
ser adecuadamente controlado dentro del proceso sobre todos aquellos factores que
inciden directamente en la calidad del producto final. De esta manera se menciona
el control sobre los siguientes aspectos:
4.2.2.1. Materiales utilizados
Técnicamente se requiere de un control minucioso de los desechos orgánicos que
van a ser utilizados. Los desechos orgánicos en general pueden clasificarse en:
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Desechos orgánicos rápidamente putrescibles.- Como desechos orgánicos
frescos provenientes de alimentos, hierbas, cáscaras de frutas, etc.
Desechos orgánicos lentamente putrescibles.- Como hojas de ramas y
árboles, paja, aserrín, etc.
Desechos orgánicos difícilmente putrescibles.- Como piezas de madera,
ropas elaboradas con fibras naturales, cuero, cuernos, huesos, etc.
Los desechos orgánicos utilizados en proyectos de compostaje, deben tener ciertas
características específicas para garantizar la obtención de un buen compost:
Los desechos deben ser rápidamente putrescibles.
Si pertenecen a la categoría de los de lenta o difícilmente putrescibles deben
ser triturados antes del proceso de compostación.
No deben contener desechos peligrosos provenientes de industrias (con
excepción de las alimenticias).
4.2.2.2. Factores climáticos
Los factores climáticos como la temperatura, el viento y la lluvia son factores de
control en el proceso de compostaje pues tienen una alta influencia en la rapidez
de la descomposición.
El proceso de compostaje es más rápido en lugares húmedos y calientes.
El compostaje debe ser protegido de los rayos del sol, pues generalmente éstos
reducen la actividad microbiana del proceso, esto quiere decir que matan los
microorganismos que convierten las sustancias orgánicas en minerales.
El exceso de lluvia por su parte provoca un exceso de humedad disminuyendo la
rapidez de la descomposición.
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El control técnico de los factores climáticos mejora las condiciones de elaboración
del compost y mejora su calidad…… (Muñoz M. 2007)[6].
4.2.2.3. El proceso de descomposición
El proceso físico, químico y microbiológico del compostaje consta de 6 fases bien
diferenciadas sobre las cuales debe existir un control minucioso para determinar
correctamente el control de la estructura físico - química del compost.
1. Fase latente.- Durante la fase inicial latente, que empieza después de la muerte
de los organismos que habitan en la materia orgánica a ser compostada, los
microorganismos saprófitos colonizan el material muerto. La fase latente es
principalmente influenciada por la naturaleza de la materia orgánica y por las
condiciones climáticas.
En los climas tropicales dura entre 1 y 4 días, mientras que en los climas fríos dura
más días. Por razones prácticas, los documentos fijan el inicio de esta fase en el
momento de la colecta de los desechos. Sin embargo, es posible que los desechos
hayan sido almacenados durante algunos días o semanas antes de su recolección y
que la descomposición haya comenzado, lo que haría difícil el control del proceso
de compostaje.
2. Fase de calentamiento.- En esta fase los microorganismos se multiplican
rápidamente e invaden la materia orgánica absorbiéndola desde la parte más
fácilmente asimilable como por ejemplo azúcar, almidones, proteínas y ácidos
orgánicos, para luego terminar con lo demás. El consumo de Oxígeno y la
producción de Oxido de carbono por metabolismo microbiano es muy elevado
durante esta fase. La actividad metabólica máxima y los métodos exotérmicos
realizados en el lapso de algunos días, provocan un aumento rápido de la
temperatura al interior de la masa en descomposición.
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3. Fase de la temperatura máxima.- Las temperaturas de sustrato se elevan a
más de 60 grados centígrados. Estos niveles de temperatura tienen un efecto
selectivo importante en favor de los microorganismos termófilos, los cuales
impiden el crecimiento de un gran número de otros microorganismos y reducen
el número de patógenos y parásitos.
Existen pocos microorganismos termófilos que sobreviven a una actividad
metabólica sobre los 70 grados centígrados. Cuando los sustratos fácilmente
asimilados han sido metabolizados, la tasa de actividad microbiana disminuye y la
temperatura comienza a bajar.
4. Fase de enfriamiento.- Durante esta fase, la temperatura baja a condiciones
mesófilas (sobre los 55 grados) y otros grupos de microbios, los mesófilos
retoman su importante actividad metabólica.
5. Fase de maduración.- Al final del proceso a un estado avanzado de
maduración y estabilización, la tasa de actividad de hongos, actinomicetos es
más elevada mientras que la actividad bacteriana comienza a disminuir.
Algunas especies de microorganismos mesófilos y termófilos descomponen de
manera activa importantes polímeros, tales como celulosa y lignina.
6. Fase de estabilización: La descomposición de la celulosa es prácticamente
intensiva durante esta fase final (hongos). La degradación de la lignina está
reservada a un grupo limitado de microbios como hongos superiores
(basidiomicetos).
Durante esta última fase la temperatura baja y corresponde a la temperatura
ambiental. Las fases finales del compostaje conducen a la actividad de los hongos,
de actinomicetos y de un gran número de pequeños animales como cucarachas y
pequeños insectos. Estas actividades son esenciales para la humificación de
materias orgánicas.
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Todas las materias descritas anteriormente terminan por degradarse con el tiempo
y a menudo más allá de las fases habituales del proceso biológico del compostaje.
La lignina se descompone solo de una manera lenta y los materiales queratinosos
(carne, cuero, etc.) pueden ser recalcinados…… (Iglesias E., Barral M. y
Maruenda C.1994)[7]
4.2.2.4. Composición físico - química del producto
La estructura físico química de los materiales utilizados en la elaboración del
compost, incide directamente en la asimilación microbiana de los minerales en el
proceso. Los factores físico químico que cuentan en este aspecto son:
1. Temperatura.- De acuerdo a las fases por las que atraviesa la descomposición
de materia orgánica, la temperatura va cambiando gradualmente hasta alcanzar
un máximo de 70 grados centígrados para luego descender y estabilizarse. La
temperatura al momento de la cosecha debe ser estable y debe alcanzar el grado
de la temperatura ambiental o máximo 25 grados centígrados.
2. Humedad.- Un buen compost no debe estar demasiado seco ni demasiado
húmedo. Durante el proceso este factor debe ser controlado. El término medio
de la humedad es de un máximo de 45 % durante el proceso.
3. Ventilación.- Este factor es importante únicamente en el caso de que el método
de compostación sea aeróbico y por tanto debe ser controlado según el tipo de
método empleado.
4. Relación carbono - nitrógeno.- La relación carbono - nitrógeno se controla en
un inicio por la utilización de materiales ricos en estas sustancias y utilizados
para el compostaje. Entre las fuentes de materia carbonada tenemos: ceniza,
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restos de cosechas, hierba seca, malezas, etc. Entre las fuentes de materia
nitrogenada tenemos: desechos animales (estiércol - urea). La relación carbono
nitrógeno óptima para el compost es 25 / 1.
5. pH.- La alcalinidad o acidez del compost debe ser controlada durante el
proceso. El grado óptimo es un pH neutro.
6. Tiempo de compostación.- El tiempo de compostación varía según la
metodología utilizada en el proceso y el control que se tenga durante el mismo.
El tiempo promedio que el compostaje utiliza en atravesar las fases
anteriormente mencionadas es de aproximadamente 6 meses, pudiendo variar
en función de las condiciones climáticas, la metodología utilizada y el control
que tenga sobre el proceso.
Generalmente el compost puede utilizarse cuando el material presenta color
obscuro; en este momento ya no se distinguen los materiales inicialmente
utilizados. El compost tiene un olor agradable, suave textura, una humedad
aproximada al 40 % y 25 grados Centígrados de temperatura…… (Campos M.,
Lugo S. y Gitscher U. 2008)[5]
4.2.2.5. Aspectos higiénicos del compostaje
Por el tipo de proceso que representa el tratamiento del los desechos orgánicos, es
necesario tener un control completo de las condiciones higiénicas dentro de 3
niveles:
Los trabajadores del proyecto: Los mismos que deben contar con un equipo
adecuado para la manipulación de los desechos y evitar accidentes como
cortaduras y lastimados. Es necesario controlar periódicamente la salud de los
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trabajadores puesto que existe un riesgo constante de contracción de
enfermedades e infecciones virales o bacterianas.
El entorno: Es importante controlar la higiene y limpieza del entorno en el que
se encuentra ubicado el proyecto. La acumulación de desechos orgánicos puede
causar problemas de tipo sanitario en el suelo, aire, agua o paisaje del sitio
utilizado, afectando a las poblaciones que se pueden encontrar alrededor del
proyecto. El proceso de descomposición genera residuos líquidos o gaseosos
que también necesitan ser controlados para no causar estragos ambientales.
Los consumidores del producto final: Una adecuada elaboración del compost,
asegura que los consumidores de éste no tengan problemas de ningún tipo a
nivel sanitario, al mismo tiempo que obtengan un buen rendimiento en los usos
que se le dé a éste…… (Campos M., Lugo S. y Gitscher U.2008)[5].
Figura 4 – 1 Evolución de la temperatura (─) y del pH (--) durante las
diferentes etapas del compostaje (Costa y col., 1991)[8].
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5. METODOLOGIA A SER EMPLEADA EN EL ESTUDIO
5.1. Identificación de las variables dependientes e independientes a ser
estudiadas
Los parámetros indicadores para un compostaje eficiente son el pH, la
temperatura, la relación carbono nitrógeno y la humedad de la pila de compostaje
que llegarían a ser las variables independientes del proceso que influenciarán en la
variable dependiente que llegaría a ser el tiempo en el cual se llegaría a concluir
con todo el proceso.
Tabla V – 1
Variables independientes Variables dependientes
pH Tiempo
Temperatura
Humedad
Relación C/N
Fuente: Propia
La temperatura es uno de los parámetros más importantes en el proceso de
compostaje, ya que se correlaciona directamente con la actividad bioquímica del
desarrollo de los microorganismos. El cual trae como consecuencia un incremento
de la temperatura del material…… (Faure D. y Deschamps A. 1990)[9].
El alto contenido de humedad, garantizar un proceso eficiente en el consumo de
oxígeno de los microorganismos.
La relación C/N que existe al comienzo del compostaje es importante a lo largo del
proceso ya que al finalizar se determinará cuanto de nutrientes a ganado y cuanto
ha perdido y cual es porcentaje de de estos compuestos a lo largo del proceso que
es lo fundamental.
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El pH en un valor alcalino es adecuado para el desarrollo de hongos en ambiente
aeróbico. A lo largo del proceso se debe alcanzar un pH alcalino que colabora en
las pérdidas de ácidos orgánicos y liberación de amoníaco por efecto de la
descomposición microbiana, que da un compostaje eficiente.
Las características físicas y organolépticas del producto obtenido, material amorfo,
color negro con manchas blancas y olor de tierra húmeda, evidencian un
compostaje óptimo…… (Inbar Y., Chen Y. y Verdonek O. 1988)[10].
5.2. Diseño factorial
5.2.1. Definición
Un experimento tiene como propósito evaluar o examinar los efectos que se
manifiestan en la variable dependiente cuando se introduce la variable
independiente, es decir, se trata de probar una relación causal. Hay muchas
investigaciones experimentales que pretenden analizar la influencia simultánea de
dos o más variables independientes llamadas factores sobre la variable dependiente y
la interacción entre ellas. Los diseños de investigación que se utilizan para este
propósito se denominan diseños factoriales.
Una definición muy completa de diseño factorial es la que ofrece McGuijan (1996).
Para este autor “un diseño factorial completo es aquel en el que se utilizan todas las
combinaciones posibles de los valores seleccionados de las variables
independientes,”. La anterior definición establece que los diseños factoriales se
utilizan para manipular las variables independientes simultáneamente y permiten
evaluar por separado los efectos de cada variable independiente al igual que la
interacción entre ellas. Un diseño factorial puede utilizar dos o más variables
independientes con cualquier cantidad de niveles o valores para determinar
estadísticamente sus efectos. Por lo general los diseños factoriales se representan
como diseños…… (Ávila H.L.1993)[11].
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5.3. Selección de métodos, técnicas y procedimientos a ser utilizados en el
tratamiento de las variables del estudio
La caracterización físico-química del orujo se realizará siguiendo técnicas de
laboratorio especializadas.
El porcentaje de nitrógeno se determinará utilizando el método Kjeldahl. El
potencial de hidrógeno (pH) se determinará triturando desecho de uva,
diluyéndola en agua destilada e introduciendo el electrodo para realizar la
medida.
El porcentaje de humedad se determinará usando la técnica del peso constante a
una temperatura de 100° C y 4 horas de secado.
La densidad se determinará utilizando la técnica de volumen desplazado mediante
un aerómetro.
Se llevará a cabo un monitoreo de pH, temperatura, porcentaje de humedad y
relación carbono/nitrógeno a las pilas del orujo de uva...... (Berradre M.; Mejías
M.; Ferrer J. 2009)[1].
5.4. Materiales, equipos e instrumentos que se va a necesitar para el desarrollo
del proyecto o de la investigación
El bagazo de uva fresco será sometido a un bioproceso en un recipiente
acondicionado para el compostaje utilizando estiércol animal, en este caso
gallinaza (estiércol de gallina) como activador del proceso.
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5.4.1. Material experimental
Se utilizará como material experimental orujo de uva prensado que proviene del
descube de los tanques de fermentación de vino.
Las principales características del orujo de uva se muestran en la siguiente tabla:
Tabla V – 2
Principales características del orujo de uva
Parámetros Muestra 14-03-08pH 4.46
Temperatura 17,0 °CDensidad 1.25 g/ccHumedad 73.56 %
Materia seca 26.54 %carbono 46.60 %Nitrógeno 1.73 %Relación C/N 26.94 %
DBO5 27.200 mgO2/L
DQO 49.480 mg/LAmoníaco 0,12 mg/LNO3 112,1 mg/LNitritos < 0,03 mg/LSulfuros < 0,1 mg/LSulfatos 498,1 mg/LNTK 2.970 mg/LConductividad 4.120 µS/cmFósforo Total 320,2 mg/LCobre 0,29 mg/LPotasio 936 mg/LCalcio 16,93 mg/LMagnesio 91,00 mg/L
Fuente: (Ferrer J.R.; Mujica D. y Páez G)[1].
5.4.2 Equipos e instrumentos experimentales
Para el desarrollo del proceso se necesitarán los siguientes instrumentos y equipos:
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1. PH metro.
2. Aerómetros.
3. Buretas.
4. Recipientes plásticos para el compostaje.
5. Materiales necesarios de laboratorio, como se: vasos de precipitado, probetas,
matraces, varillas, espátula, etc., para la toma de muestras.
6. PLAN DE TRABAJO
El plan de trabajo desarrollar consta de:
Recoger muestras para iniciar el trabajo.
Verificar las variables a controlar (Concentración, temperatura, humedad, etc.)-
Desarrollar el proceso de compostaje a nivel laboratorio, determinando el Nº de
muestras requerido (análisis factorial) obtención, de los resultados.
Verificar y determinar el tamaño de la “pila” en el laboratorio para comenzar
con la descomposición del orujo para determinar las condiciones de la
descomposición.
De acuerdo al resultado obtenido del análisis factorial, se determinará los
momentos adecuados para tomar datos de las variables más importantes del
proceso.
En el producto terminado se determinarán los nutrientes ganados durante todo
el proceso de compostaje.
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Con los resultados obtenidos se realizara la redacción detallados de los mismos
para poder realizar las observaciones y recomendaciones finales.
Presentar el documento final para la entrega a los respectivos tribunales para su
revisión y corrección respectiva.
Salvado de observaciones y elaboración del documento corregido.
Defensa del proyecto.
7. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
actividad Agosto - enero febrero marzo abril mayo junio julio
Profundizar la Investigación del tema.
Redacción de toda la parte teórica del proyecto.
Elaboración del producto y obtención de los resultados, (proceso de descomposición).
Toma de muestras para los análisis requeridos.
Incluir al proyecto los datos de toda la parte experimental.
Entrega de los borradores para su revisión y posterior corrección.
Defensa de proyecto.
Fuente: Propia
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8. PRESUPUESTO DEL ESTUDIO
Tabla VIII-1
Costo del estudio
9. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
1. Fermentación en estado sólido del desecho generado en la industria vinícola.
Laboratorio de Tecnología de Alimentos. Facultad de Ingeniería. LUZ.
Maracaibo. Venezuela 2009. M. Berradre, M. Mejías, J. Ferrer, C. Chandler, G.
Páez, Z. Mármol, E. Ramones y V. Fernández.
2. Alternativas rurales 1997
(http://www.fao.org/DOCREP/007/AD727S/AD727S09.htm) Moderador: Dr.
Tomás Martínez Saldaña. Relator: M.c. Roxana Mondragón Hernández.
3. Compostaje, publicación. Toro M. 1988. Utilización del orujo de uva para el
control de nematodos en ajo. Rev. De la Fac. De Ciencias Agrarias,
Universidad Nacional de Cuyo.
4. Manual para la elaboración de compost bases conceptuales y procedimientos.
Publicación de la Organización Panamericana de la Salud (OPS). Manual
preparado por: Ing. Daniel Sztern MGA 1996.
Descripción Costo (Bs)Internet 200Uso de bibliotecas privadas 100Revistas especializadas 100Hojas 100Tinta 100Transporte 200Total 800
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5. Evaluación de los proyectos de compostaje (Fundación Natura - REPAMAR -
CEPIS - G.T.Z., Quito, Marzo de 1998).
Coordinación General: Margarita Campos
Realización: Saskya Lugo
Colaboración: Udo Gitscher.
6. Extracción de materia orgánica soluble de un compost de orujo de oliva de dos
fases (memoria de la tesis de licenciatura) que presenta Germán Tortosa Muñoz
Murcia, septiembre de 2007.
7. indicadores de la estabilidad y madurez del compost.1994.
Emeterio Iglesias Jiménez instituto de recursos naturales y agro biología de
salamanca, (CSIC).
María teresa barral Silva dpto. Edafología y química agrícola. Universidad de
Santiago de Compostela.
Frutos Carlos Maruenda egea dpto. Agroquímica y bioquímica de alicante.
8. Costa, F., C. García, T. Hernández, and A. Polo. 1991. Residuos orgánicos
urbanos. Manejo y utilización. Ed.: CSIC-CEBAS, Murcia. ISBN: 84-404.
9. Faure, D. and A. Deschamps. 1990. Evaluation of the suitability of grape skins
for composting. J. Int. des Sciences de la Vigne etdu Vin. 24(1): 112
10. Inbar, Y., Y. Chen, Y. Hadar and O. Verdonek. 1988. Composting of
agricultural waste for their use as container media: simulation of the
composting process. Biological Waste 26(4): 247259.
11. Introducción a la metodología de la investigación por Héctor Luis Ávila Baray
1993.