portada portada - ute
TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
Sede Santo Domingo
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E INDUSTRIAS
CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y MANEJO DE RIESGOS
NATURALES
Informe del proyecto técnico para obtener el título de:
INGENIERA AMBIENTAL Y MANEJO DE RIESGOS NATURALES
OBTENCIÓN DE LIXIVIADOS PROCEDENTES DE LA LOMBRICULTURA
EN BASE A ESTIÉRCOL BOVINO MEDIANTE LA INSTALACIÓN DE
CAMAS RECOLECTORAS.
Autora
MARÍA CRISTINA PATIÑO PAUTA
Director
Ing. ROBERTO CAMPOS VERA, MsC
Santo Domingo de los Tsáchilas – Ecuador
Febrero – 2017
PORTADA Portada
II
OBTENCIÓN DE LIXIVIADOS PROCEDENTES DE LA LOMBRICULTURA EN
BASE A ESTIÉRCOL BOVINO MEDIANTE LA INSTALACIÓN DE CAMAS
RECOLECTORAS.
Ing. Roberto Campos, MsC
DIRECTOR
APROBADO
Ing. Miriam Recalde, MsC.
PRESIDENTA DEL TRIBUNAL
Ing. Luis Gusqui, MsC.
MIEMBRO DEL TRIBUNAL
Ing. Xavier Lopez, MsC.
MIEMBRO DEL TRIBUNAL
Santo Domingo, ........... de ........................... de 2017
Sustentación y aprobación de los integrantes del tribunal
III
Responsabilidad del autor
Autor:
MARIA CRITINA PATIÑO PAUTA
Institución:
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
Título:
OBTENCIÓN DE LIXIVIADOS PROCEDENTES DE LA LOMBRICULTURA EN BASE A ESTIÉRCOL BOVINO MEDIANTE LA INSTALACIÓN DE CAMAS RECOLECTORAS.
Fecha: FEBRERO, 2017
El contenido del presente trabajo está bajo la responsabilidad del autor y no ha sido
plagiado
Maria Cristina Patiño Pauta
C.C. 2300277825
IV
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL Sede Santo Domingo
APROBACIÓN DEL DIRECTOR
Santo Domingo, 31 de enero de 2017
Ing. Mirian Recalde COORDINADORA DE LA CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL. Y MANEJO DE RIESGOS NATURALES Presente.
De mis consideraciones.-
Mediante la presente tengo a bien informar que el trabajo técnico realizado por la estudiante MARÍA CRISTINA PATIÑO PAUTA, cuyo título es OBTENCIÓN DE LIXIVIADOS PROCEDENTES DE LA LOMBRICULTURA EN BASE A ESTIÉRCOL BOVINO MEDIANTE LA INSTALACIÓN DE CAMAS RECOLECTORAS; ha sido elaborado bajo mi supervisión y revisado en todas sus partes, el mismo que no ha sido plagiado, por lo cual autorizo su respectiva presentación. Particular que informo para fines pertinentes.
Atentamente,
Ing. Roberto Campos, MsC.
DIRECTOR
V
Dedicatoria
A Dios por guiarme y darme la fuerza para superar todas mis metas, mis padres por apoyarme y brindarme día tras día de manera incondicional en cada momento y decisión tomada y que gracias a su ejemplo de esfuerzo y sacrificio hasta la imposible se puede lograr. Mis hermanos Ericka, y Mell y mi sobrina María Emilia por ser parte de este arduo camino y ayudarme en los momentos más difíciles, pero en especial a mi hermano Pablo Andrés por brindarme su ayuda y apoyo.
Dedicatoria
VI
Agradecimiento
A mi familia que gracias a su ejemplo de superación me han enseñado que los sacrificios valen la pena, en especial a mi abuelos Graciela y Gonzalo que pese a la distancia siempre estuvieron en los momentos más difíciles apoyándome; a mis tíos por ser una inspiración de progreso, en especial a mi Tío Marcelo Aguirre que gracias a su ayuda se me dio esta gran oportunidad. A mis primos y primas por siempre estar unidos en cada momento de nuestras vidas, al Ing Roberto Campos por ser una guía en el proceso y culminación de este proyecto y a Alex Arrobo por ser mi compañero y mi apoyo incondicional.
Agradecimiento
VII
Formulario de registro bibliográfico
FORMULARIO DE REGISTRO BIBLIOGRÁFICO
PROYECTO DE TITULACIÓN
DATOS DE CONTACTO CÉDULA DE IDENTIDAD: 2300277825 APELLIDO Y NOMBRES: Patiño Pauta María Cristina DIRECCIÓN: Coop. Galo Plaza EMAIL: [email protected] TELÉFONO FIJO: 022748044 TELÉFONO MÓVIL: 0968499592
DATOS DE LA OBRA
TITULO: Obtención de lixiviados procedentes de la lombricultura en base a estiércol bovino mediante la instalación de camas recolectoras.
AUTOR O AUTORES: Patiño Pauta María Cristina FECHA DE ENTREGA DEL PROYECTO DE TITULACIÓN:
03/febrero/2017
DIRECTOR DEL PROYECTO DE TITULACIÓN:
Ing. Roberto Campos
PROGRAMA PREGRADO POSGRADO TITULO POR EL QUE OPTA: Ingeniero Ambiental y Manejo de Riesgos
Naturales RESUMEN: Mínimo 180 y máximo 250 palabras
La presente investigación se llevó a cabo en el
Rancho Ángel María, ubicado en la cuidad de Santo
Domingo; este sitio ha tendido más de 15 años de
experiencia en la lombricultura, utilizando como
materia prima el estiércol de ganado bovino. A
causa de la mala disposición final de los desechos
ganaderos y el uso irracional de fertilizantes
sintéticos en la agricultura, la contaminación ha
aumentado y el equilibrio natural se interrumpe. Es
por esto que el objetivo de este proyecto es obtener
lixiviados procedentes de la lombricultura en base a
estiércol bovino, mediante la instalación de camas
recolectoras, debido a que el potencial de
producción de esta biotecnología no se ha
explotado en su totalidad, pudiendo utilizar este
subproducto en la fertilización orgánica. Para la
obtención del mismo se procedió a diseñar y
construir dos tipos de camas recolectoras, basadas
en principios básicos de recolección de fluidos; la
primera con superficie en V, en la cual el sustrato
VIII
tiene contacto directo con el material
impermeabilizante, permitiendo que el lixiviado
fluya directamente hacia los recipientes de
almacenamiento y la segunda con superficie plana
con dos fases: la primera capa de filtración en la
cual pasa el lixiviado hacia un conducto que dirige
el fluido hacia los recipientes. Después de ser
construidos los lechos se evaluaron varios
parámetros como: temperatura, pH, riego,
aireación; gracias a estas el lombricultivo se
desarrolló en óptimas condiciones. Posterior a esto
transcurrieron nueve semanas para obtener
resultados en cuanto al rendimiento y análisis de
macro y micro elementos esenciales para la
fertilidad del suelo en cada lecho. Se obtuvo como
resultado que el dispositivo tecnológico con
mejores características en cuanto a rendimiento y
calidad fue la cama con superficie en V.
PALABRAS CLAVES: Lixiviados, lombricultura, fertilidad,
contaminación, métodos de recolección.
ABSTRACT:
The present investigation was carried out in the
ranch “Ángel María” in Santo Domingo, Ecuador.
For 15 years, it has had experience in worm
composting whose basis has been cattle dung.
Because of the inadequate final disposal of cattle
dung and the irrational use of synthetic fertilizers in
agriculture, contamination has increased and the
natural balance has been disturbed. Therefore, the
aim of this project has been to obtain leachate
fertilizers from worm composting based on cattle
dung. The potential of this biotechnological
production has not fully been exploited: this
byproduct can be used in organic fertilization. In
order to obtain it, two types collecting surfaces
were designed and made, which are based on the
principles of simple liquid collection: the first one
has a V-shaped surface in which the liquid manure
IX
Se autoriza la publicación de este Proyecto de Titulación en el Repositorio Digital de la Institución.
f:__________________________________________
PATIÑO PAUTA MARÍA CRISTINA C.C. 2300277825
has direct contact with the waterproof material.
Therefore, the leachate flows directly to the storage
tanks. The second type of surface is flat and has
two phases: a layer of filtration through which the
leachate passes into a pipe that leads the liquid to
the tanks. After building the collecting devices
various parameters were evaluated such as
temperature, pH, watering and ventilation. The
worm compost was produced in perfect conditions.
After nine weeks results were obtained with regard
to performance and the analysis of macro and micro
elements that are essential for the fertility of the
soil. It has been shown that the technological device
with the better characteristics was the V-shaped
one, as far as performance and quality are
concerned.
KEYWORDS
Leachate, worm composting, fertility,
contamination, collection methods
X
DECLARACIÓN Y AUTORIZACIÓN
Yo, PATIÑO PAUTA MARÍA CRISTINA, CI. 2300277825 autora del proyecto
titulado: OBTENCIÓN DE LIXIVIADOS PROCEDENTES DE LA
LOMBRICULTURA EN BASE A ESTIERCOL BOVINO MEDIANTE LA
INSTALACION DE CAMAS RECOLECTORAS. Previo a la obtención del título de
INGENIERO AMBIENTAL Y MANEJO DE RIESGOS NATURALES en la
Universidad Tecnológica Equinoccial.
1. Declaro tener pleno conocimiento de la obligación que tienen las Instituciones de
Educación Superior, de conformidad con el Artículo 144 de la Ley Orgánica de
Educación Superior, de entregar a la SENESCYT en formato digital una copia del
referido trabajo de graduación para que sea integrado al Sistema Nacional de
información de la Educación Superior del Ecuador para su difusión pública
respetando los derechos de autor.
2. Autorizo a la BIBLIOTECA de la Universidad Tecnológica Equinoccial a tener una
copia del referido trabajo de graduación con el propósito de generar un Repositorio
que democratice la información, respetando las políticas de propiedad intelectual
vigentes.
Santo Domingo, 03 de febrero de 2017.
f:__________________________________________ PATIÑO PAUTA MARÍA CRISTINA
C.C. 2300277825
XI
ÍNDICE DE CONTENIDO
Portada ............................................................................................................................... I
Sustentación y aprobación de los integrantes del tribunal ................................................ II
Responsabilidad del autor ............................................................................................... III
Aprobación del director .................................................................................................. IV
Dedicatoria ....................................................................................................................... V
Agradecimiento ............................................................................................................... VI
Formulario de registro bibliográfico .............................................................................. VII
Declaración y autorización .............................................................................................. X
Índice de contenido ......................................................................................................... XI
Índice de tablas .............................................................................................................. XII
Índice de figuras ........................................................................................................... XIII
I. INTRODUCCIÓN ................................................................................................. 1
II. MARCO REFERENCIAL ..................................................................................... 5
III. METODOLOGÌA ................................................................................................ 11
3.1. Localización ........................................................................................................ 11
3.2. Diseño de la tecnología ....................................................................................... 11
3.3. Pruebas Técnicas ................................................................................................. 28
3.4. Análisis económico ............................................................................................. 32
3.5. Manual del usuario .............................................................................................. 32
IV. ANALISIS DE RESULTADOS .......................................................................... 34
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................. 38
REFERENCIAS ................................................................................................... 39
XII
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Macro elementos de varios estiércoles para la alimentación de la lombriz de
tierra (INDICAP, 1990) .................................................................................................. 12
Tabla 2. Fórmulas para el cálculo de dimensiones de cama en V .................................. 13
Tabla 3. Fórmulas para el cálculo de dimensiones de cama con superficie plana .......... 16
Tabla 4. Temperatura lecho en V .................................................................................... 27
Tabla 5. Temperatura lecho con superficie plana ........................................................... 27
Tabla 6. Resultados de los análisis de los lixiviados ...................................................... 29
Tabla 7. Rendimiento en litros de cada método de recolección ..................................... 30
Tabla 8. Relación de lixiviado por m2 ............................................................................ 31
Tabla 9. Análisis financiero de implementación de camas recolectoras. ....................... 32
XIII
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Morfología externa de Eisenia Foetida (González et al., 2012) ........................ 8
Figura 2. Diseño cama en V ............................................................................................ 15
Figura 3. Vista superior cama en V ................................................................................ 15
Figura 4. Vista Lateral cama en V .................................................................................. 15
Figura 5. Vista Frontal cama en V .................................................................................. 15
Figura 6. Diseño cama en superficie plana ..................................................................... 17
Figura 7.Vista superior cama superficie plana ................................................................ 17
Figura 8. Vista Lateral cama superficie plana ................................................................ 17
Figura 9.Vista Frontal cama superficie plana ................................................................. 18
Figura 10. Construcción primer método ......................................................................... 19
Figura 11. Construcción Método con pendiente en V .................................................... 20
Figura 12. Estabilización de la estructura método con pendiente en V .......................... 20
Figura 13. Impermeabilización Método en V ................................................................. 21
Figura 14. Llenado Método en V .................................................................................... 21
Figura 15. Ubicación de la Geomembrana ..................................................................... 22
Figura 16. Ajuste de la Geomembrana ........................................................................... 22
Figura 17. Base de la cama ............................................................................................. 23
Figura 18. Pared de la cama con pendiente plana ........................................................... 23
Figura 19. Impermeabilización y llenado ....................................................................... 24
Figura 20. Prueba del Puño ............................................................................................. 25
Figura 21. Verificación de humedad ............................................................................... 26
Figura 22. Captura de muestras de humus ...................................................................... 31
Figura 23. Conteo de lombrices ...................................................................................... 31
Figura 24. Diagrama de Manejo de Lombricultivo ........................................................ 33
I. INTRODUCCIÓN
En algunos estudios y publicaciones nacionales e internacionales, la ganadería ha sido y
es cuestionada fuertemente por su desempeño productivo e impacto sobre el medio
ambiente; esto lo podemos constatar con el informe denominado “La Larga Sombra del
Ganado” emitido por la organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la
Alimentación, en el cual se pueden apreciar los efectos negativos tales como
contaminación atmosférica, transición geográfica, agotamiento del agua, perdida de la
biodiversidad, que se producen por el uso extensivo de la ganadería (FAO, 2011).
El desarrollo socio económico del Ecuador se encuentra ligado con las actividades
primarias, como la Agricultura y la Ganadería, que representa el 8,25% del Producto
Interno Bruto (PIB) en el año 2010 y el promedio durante la última década ha sido de
8,77% (Banco Central Ecuador , 2011). Este sector se han ido expandiendo de manera
exponencial en los últimos, dejando a su paso contaminación de ríos y suelos,
provocados por el mal manejo y disposición final del estiércol del ganado y de la misma
manera existen suelos pobres en nutrientes a causa del uso irracional de agroquímicos
respectivamente.
La agricultura y ganadería producen la disminución y pérdida considerable de recursos
naturales y al mismo tiempo es una amenaza contra la biodiversidad de áreas forestales
nativas de los Andes ecuatorianos (Merecí & Suqui, 2014).
Santo Domingo de los Tsáchilas es una provincia con un aporte de 2,96% en
participación nacional de la superficie de labor agrícola con aproximadamente 57 482
cultivos permanentes por superficie de labor agrícola (Ha) y con alrededor de 160 315
cabezas de ganado vacuno, lo cual produce una gran cantidad de excrementos, con
disposición final inadecuada (INEC, 2010).
Para reducir el impacto que los agroquímicos producen sobre el ambiente y la calidad
de los productos vegetales y por lo tanto obtener productos inocuos e inofensivos, se
recomiendan sistemas de producción orgánica que reduzcan o eliminen el uso de
2
productos de síntesis química, como plaguicidas e insecticidas, generando la
degradación del recurso suelo (FAO, 2003).
Existen abonos de origen orgánico que se han ido desarrollando con el paso del tiempo
respondiendo a la demanda de alimentos libres de sustancias químicas, llevando a cabo
las actividades agropecuarias de una forma sustentable, asegurando la soberanía
alimentaria. Esta actividad responde a las necesidades de reciclaje y reutilización de los
residuos generados en las actividades agropecuarias y buscan disminuir la dependencia
de agroquímicos artificiales en los distintos cultivos, obligando a buscar alternativas
sostenibles y viables.
En la agricultura ecológica se da prioridad a los abonos orgánicos, ya que cada vez se
utilizan más frecuentemente en los cultivos intensivos, evitando el deterioro del recurso
suelo. Uno de los residuos que se utilizan para la producción de abonos orgánicos es el
estiércol del ganado, que muchas veces se desperdicia y son arrojados a los cuerpos de
agua, desencadenando problemas mayores (Mosquera, 2010).
El desarrollo de alternativas orgánicas, como métodos de fertilización y medidas
correctores del suelo han ido aumentando como el Vermicompost, Compost, Bocashi,
estas nuevas prácticas agropecuarias brindan beneficios al suelo, devolviendo la
fertilidad, que ha sido extraída por la siembra intensiva de cultivos (Barrero, 2008).
En la segunda mitad de la década de los 80, se marca la mayor época expansiva de la
lombricultura en Latinoamérica, sobre todo en Sudamérica como: Chile, Perú, Ecuador,
Colombia, Argentina, Brasil; aunque en casi todos los otros países esta actividad
también se lleva a cabo en menor escala. En Ecuador la lombricultura inició en 1985 por
iniciativa privada, entre ellas por el Centro Nacional 4-F de Conocoto (Cajas, 2009) y se
ha ido expandiendo a lo largo de todas las provincias que poseen potencial
agropecuario, como alternativa de conservación e ingresos.
La lombricultura es una biotecnología que utiliza la lombriz, como una herramienta de
trabajo para el reciclaje de todo tipo de materia orgánica biodegradable, esta práctica
3
consiste en el cultivo intensivo de la lombriz Eisenia foétida (roja californiana),
transformando los residuos orgánicos y aprovechándolos como abono para los cultivos
agrícolas, los desechos orgánicos arrojados por la lombriz se le conocen como humus,
con capacidad de proporcionar fuentes de nutrientes al suelo, que al ser agregados
mejora su calidad y aumentando su fertilidad, siendo el mayor estado de
descomposición de la materia orgánica y es un abono de excelente características
(Rosales, 2013).
Las lombricompostas se deben regar constantemente, ya que las lombrices requieren
que el sustrato contenga una humedad del 70% al 80% para facilitar su locomoción y el
consumo del sustrato, el líquido que escurre de las camas después del riego es conocido
como lixiviado. Durante el proceso de percolación a través de la materia orgánica, el
agua arrastra nutrientes, microorganismos benéficos y ácidos húmicos, lo cual genera un
producto líquido, usado como abono y regenerador orgánico, por lo tanto, este producto
es ideal para la aplicación en cualquier tipo de cultivos (Gómez & Ángeles, 2011).
Pero este subproducto no está siendo aprovechado y no se le ha dado el valor agregado
al proceso de lombricultivo. Este lixiviado procedente de esta biotecnología,
posiblemente tenga igual o mayor cantidad de nutrientes esenciales que el humus, que
puede ayudar a la recuperación y preservación de las reservas orgánico-biológicas del
suelo.
El presente trabajo está encaminado en el aprovechamiento de los lixiviados para la
obtención de un Fertilizante 100% orgánico; mediante la elaboración de métodos de
recolección, los cuales nos brindaran resultados con respecto a la cantidad y calidad del
lixiviado.
Se obtuvo lixiviados procedentes de la lombricultura mediante la instalación de camas
recolectoras, para conseguir esto se realizó el diseño y construcción de las camas,
posterior a esto se cuantifico la cantidad de lixiviado de cada proceso y se analizó
mediante pruebas químicas, las cuales serán, macro, micro nutrientes, para cada método
de recolección al momento que culmino el estudio.
4
Objetivos
Objetivo General
Obtener lixiviados procedentes de la lombricultura en base a estiércol bovino mediante
la instalación de camas recolectoras.
Objetivos Específicos
• Diseñar y construir las camas de lombricultura.
• Cuantificar la cantidad de lixiviado generado en cada técnica de recolección.
• Determinar macro, micronutrientes, esenciales para la fertilidad del suelo.
5
II. MARCO REFERENCIAL
Agricultura Sustentable
Durante los últimos años la agricultura de bajos insumos, ha ido buscando
combinaciones mínimas de materiales y tecnología en función a una producción que
permita al agricultor continuar con niveles de productividad adecuados, concentrando la
mayor cantidad de esfuerzos llegando a una agricultura orgánica de reciclaje y
reutilización de biomasa.
El enfoque ambientalista centra todo su interés en la utilización de recursos naturales,
expandiendo el ámbito de análisis hacia afuera de la entidad productiva, o sea tomando
en cuenta el impacto hacia el ecosistema. Es así, que las soluciones a los problemas
generados por el uso intensivo de agroquímicos se buscan con cambios biotécnicos que
aceleran la adaptabilidad o que desarrollen mecanismos de rechazo.
Las comparaciones entre el desempeño de los sistemas convencionales de agricultura y
los de la agricultura orgánica son significativas, sólo cuando se realizan a lo largo de un
período intergeneracional y de esa manera se puede evaluar la capacidad constante que
tienen los recursos naturales para sostener la agricultura. Los rendimientos de los
productos agrícolas son elevados en los sistemas no orgánicos o convencionales, pero
con frecuencia conlleva sistemas de explotación que degradan el suelo, el agua, la
biodiversidad y los servicios ecológicos de los que depende la producción de alimentos
(FAO, 2003).
El suelo es el principal recurso en el que se centra la actividad agropecuaria,
debilitando sus características, reduciendo su capacidad de regeneración, he ahí la
necesidad de fertilización con sustancias orgánicas, como por ejemplo: estiércol de
corrales, compost, abonos verdes, residuos de plantas y fertilizantes N-orgánicos de uso
comercial, buscando alternativas viables para el control químico (INCA, 2012).
En general, los agricultores experimentan una disminución en los rendimientos después
de desechar los insumos sintéticos y convierten sus operaciones en producción orgánica.
6
Una vez que el agro ecosistema se restablece y se implementan completamente los
sistemas de manejo orgánico, los rendimientos aumentan de manera significativa (FAO,
2013).
Ganadería (Manejo de Desechos)
Actualmente la generación de desechos orgánicos provocados por una de las principales
actividades agropecuarias que es la ganadería, son uno de los principales causantes de
contaminación ambiental en muchos países ya que se producen en grandes volúmenes y
se acumulan en espacios inadecuados. (Uicab-Brito & Castro, 2003). Los procesos de
contaminación del suelo relacionado con la producción animal intensiva, provienen de
la acumulación de excretas en corrales de alimentación (Atkinson & Watson, 1996),
provocando no solo contaminación al suelo, si no al aire e incluso al agua ya sea por
lixiviación o escorrentías.
Debido a esta situación es de urgente necesidad buscar medidas que mitiguen la
contaminación en ciertos niveles, generando beneficios para el productor y para el
medio ambiente, haciendo de la producción limpia una ventaja competitiva. Estos
residuos ganaderos deben ser tomados en cuenta como una fuente de nutrientes a
reciclar dentro del propio sistema productivo, creando un balance entre economía y
ecología, pretendiendo disminuir costos de producción y el riesgo ambiental de
contaminación. El estiércol dejaría de ser un producto de desecho para convertirse en un
recurso de nutrientes (Herrero & Gil, 2008).
Lombricultura
El apogeo de cultivos denominados orgánicos, ha generado una demanda emergente
sobre los insumos agrícolas de fuentes naturales y el desarrollo de la lombricultura ha
posibilitado esta idea, forjando un camino sólido hacia la agricultura sustentable
(Tenecela, 2012).
Esta biotecnología se inició en EEUU, después se extendió a Europa para finalmente
extenderse al resto del mundo, llegando hasta Latinoamérica; aplica normas y técnicas
de producción manejando las lombrices rojas californianas para reciclar residuos
7
orgánicos biodegradables y como fruto de su ingestión. Los anélidos efectúan sus
deyecciones convertidas en uno de los fertilizantes más importantes; se basa en el
manejo integral de toda la actividad, que abarque desde el proceso de cría, reproducción
y tratamiento del humus hasta todos los aspectos relacionados con una correcta
comercialización (Barbado, 2004).
Es por ello, que esta tecnología contribuye a la solución de dos de los problemas
ambientales a los que debemos enfrentarnos hoy en día: la acumulación descontrolada
de grandes concentraciones de residuos orgánicos en los vertederos y la necesidad
inminente de materia orgánica en los suelos agrícolas (Martínez, Fuentes, & Yanes,
2005).
Lombriz Roja Californiana
La Lombriz de tierra es un organismo biológicamente simple, constituida entre un 80 a
90 % por agua del total de su masa corporal, posee colores variados entre pálidos,
negros y marrones, con secciones cuadrangulares y forma cilíndrica, con un diámetro
que oscila entre 5 a 25 mm y un largo de 5 a 30 cm, formado por un cuerpo segmentado
(Tineo, 1994).
La taxonomía de la lombriz roja californiana según la FAO
Reino Animal
Phyllum Annelida
Clase Oligoqueta
Familia Lombricidae
Género Lombricus, Eisenia
Especies Terrestris, Foetida
Nombre Común Lombriz Roja Californiana
8
Figura 1. Morfología externa de Eisenia Foetida (González et al., 2012)
Está especie se desarrolla en ambiente húmedo y no acepta la luz, es hermafrodita
insuficiente, siendo bisexual y necesita aparearse para reproducirse, dotado de 5
corazones y 6 riñones, razón por la cual, si se parte una lombriz en dos, una de las dos
partes sobrevivirán, específicamente la que tiene la boca. En cuanto al rango óptimo de
pH en las que mejor se adaptan las lombrices varía entre 5.0 y 8.4 (Mejía, 2010).
Es una especie extraordinariamente prolifera, trabajadora y vivaz con una alta
resistencia al estrés, logrando trabajar en densidades de 10 000 a 30 000 lombrices por
metro cuadrado. La Eisenia foetida vive un promedio de 16 años en cautiverio sin
moverse de su lecho en zonas de clima templado, su temperatura oscila entre los 19 y
los 20 °C. Este anélido madura sexualmente entre el segundo y tercer mes de vida,
depositan cada 7 a 10 días una cápsula con un contenido medio de 10 huevecillos,
pudiendo llegar a 20, los que después de 14 a 21 días de incubación eclosionan, dando
origen a lombrices capaces de nutrirse y moverse de inmediato (Ferruzzi, 1982).
Lixiviado de lombricultura.
Conocido desde una década, como humus líquido, la mayoría de las veces nos es más
que un simple lixiviado de humus, obtenido por extracción con agua del sólido. Este
producto presenta la indudable ventaja de su aplicación, se trata de un abono más que
nada de tipo foliar, aunque no se descarta el aprovechamiento radicular de algunos
componentes del mismo (Schuldt, 2006); se obtienen de la adición de agua al compost
9
aeróbico maduro, de donde resulta un líquido oscuro e inodoro, que posee nutrientes
solubles y microorganismos benéficos directamente del sistema en conjunto (Quiroa,
2009).
En una cama se depositan los desechos orgánicos y las lombrices “lombricompuesto”,
se procede a regar para mantener la humedad existiendo una pérdida de agua más una
cantidad de nutrientes y microorganismos que son arrastrados por los mismos.
Existen varias formas de obtener el lixiviado de lombricultura:
• Una parte de humus se disuelve en 10 partes de agua, se procede a batir dejándolo
reposar unas 48 horas. Posterior a esto, se filtra y se aplica.
• Se coloca el lombricompuesto en una bolsa de yute y luego ésta en agua. Agitar
periódicamente. Para el uso del té debe tener un color ambarino tenue. Si es más
oscuro es aconsejable diluirlo en agua.
• Se mezcla una parte de humus y 5 partes de agua, se deja reposar 48 horas, se agita
periódicamente; filtramos. Para poder utilizarlo se debe nuevamente diluir en 1 parte
de concentrado en 4 partes de agua.
• Se produce el lixiviado al mismo tiempo que el lombricario está ejecutando la
descomposición del sustrato (Manual de lombricultua, 2003).
Esta última técnica es la que se utilizó para la obtención del lixiviado en este proyecto.
Se puede utilizar como base estiércol de rumiantes, celulosa, frutas en descomposición y
agua, lo cual permitirá que el sustrato pueda ser asimilado por las lombrices y decante
los nutrientes en una suspensión, que mal llamamos humus líquido.
Recolección de lixiviados con pendientes
En la hidrodinámica se utiliza la pendiente en la cual la gravedad influye como un
impulsor de movimiento de los fluidos, que les da velocidad, permitiéndoles que se
acumulen y se dirijan a la base del desnivel, aplicando este principio en los colectores
de lixiviados.
10
Según principios técnicos de recolección de lixiviados, en rellenos sanitarios la
inclinación de los recolectores laterales deberá ser mayor al 2 % para adquirir una
velocidad de flujo adecuada, así mismo la Subdirección Federal de Florida enuncia que
el mínimo diseño de pendiente o desnivel permitido por la de regulaciones de relleno
para el sistema de drenaje principal es 2%; se entiende como desnivel a la diferencia de
alturas entre los dos extremos de una misma conducción y serán expresadas siempre en
porcentajes. (Soriano, 2007).
11
III. METODOLOGÌA
3.1. Localización
Este proyecto se efectuó en la Provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas, Cantón
Santo Domingo, Parroquia Rio Verde en la Finca Ángel María, la cual está ubicada en
la Av. Lorena a 500 m del By Pass Quito-Quevedo km 4; se encuentra en una Latitud: -
0.2672301974995934 S, Longitud: -79.13249876350164 O, con suelos de origen
volcánico, se caracterizan por poseer suelos de textura franca a limosa, con cenizas poco
meteorizadas de color pardo.
De acuerdo a la clasificación de zonas de vida de Holdridge, Santo Domingo al tener
una precipitación que oscilan entre 2 280 mm y 3 150 mm, temperaturas que oscilan
entre 18°C y 26°C y una altitud aproximada de 625 msnm. La estación meteorológica
de la ciudad de Santo Domingo de los Colorados, registra el más alto porcentaje de
humedad relativa media mensual de la zona, con un valor del 88%.1
3.2. Diseño de la tecnología
Sustrato utilizado
El estiércol de bovino es muy utilizable como sustrato inicial y como alimento durante
la producción, el período mínimo aconsejable de envejecimiento es de 3 meses, pero es
más fácil encontrarse con un pH adecuado cuando este período ha sido de 4 meses. Este
material contiene 1,42% de nitrógeno, 0,18% de fósforo, 4% de potasio y 0,262% de
manganeso (Shunico, 2011).
Se utilizó como sustrato estiércol de bovino, el cual a partir de experiencias previas en
la Finca Ángel María, se ha evidenciado un índice de aceptación por parte de las
lombrices y de igual manera la producción de humus solido es favorable, esto
1 Estación Meteorológica ubicada en el aeropuerto de la ciudad de Santo Domingo, con identificación M027. Adicionalmente, se identifican 10 estaciones meteorológicas y 10 hidrológicas en el cantón. POT GADSDT, 2010.
12
incrementa la posibilidad de obtener un lixiviado de alta calidad. El estiércol que se
utilizó tuvo 12 semanas previas de secado, dentro de las instalaciones del Rancho.
Tabla 1. Macro elementos de varios estiércoles para la alimentación de la lombriz de
tierra (INDICAP, 1990)
Componentes Equinos Bovinos Ovinos Porcinos Nitrógeno 6,7 3,4 8,2 4,5
Fosforo 2,3 2,3 2,1 2,0
Potasio 7,2 3,5 8,4 6,0
Relación C/N 18:1 32:1 32:1 16:1 Nota: Los elementos se midieron en Kg por 100kg
Especie utilizada
Nombre común: Lombriz roja californiana
Nombre científico: Eisenia foetida
Se cosecharon lombrices de otras camas de lombricultura, se dejó de alimentarlas por
una semana para que suban a la superficie y puedan ser recolectadas según, este
procedimiento es el más óptimo para la recolección de lombrices (Quiroa, 2009).
Período de análisis
Se midieron variables físicas como: la temperatura, humedad, riego y pH durante las
nueve semanas después de dar inicio al proceso de producción del lixiviado. (Chavez &
Fuentes, 2013). De igual manera se realizaron análisis físicos como la densidad y
químicos al finalizar el proceso a la novena semana.
13
Cálculos y Planos de los lechos
Cama con superficie en V
Tabla 2. Fórmulas para el cálculo de dimensiones de cama en V
Descripción Fórmula Número
Volumen 𝑉 = 𝐴𝑏 × ℎ (1)
Área de la base (Volumen) 𝐴𝑏 =12𝑏 × 𝑎 (2)
Área de la sección de la base A =
b × a2
(3)
Área total de la base 𝐴 = 𝑆𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 1 + 𝑆𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 2 (4) Área Total de la Cama Área Total de la Cama =
Á. Inicial – Á. Total de la base (5)
Pendiente 𝑃𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 =
Diferencia de AlturasDistancia Horizontal
× 100 (6)
Cálculos de cama con superficie en V
Volumen 𝐴𝑏 =12𝑏 × 𝑎
𝐴𝑏 =12
0,80m × 0,60m
𝐴𝑏 = 0, 24𝑚2
(2)
𝑉 = 𝐴𝑏 × ℎ
𝑉 = 0,24𝑚2 × 2,7m
𝑽 = 𝟎,𝟔𝟒𝟖 𝒎𝟑
(1)
14
Área
A =b × a
2
A = 0,46 𝑚 × 0,40 𝑚
2
𝐴 = 0,092 𝑚2
(3)
𝐴 = 𝑆𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 1 + 𝑆𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 2
𝐴 = 0,092 𝑚2 + 0,092𝑚2
𝐴 = 0,184 𝑚2
(4)
Área Total de la Cama = Á. Inicial – Á. Total de la base 𝐴 = 2,7𝑚2– 0,184𝑚2
𝑨 = 𝟏,𝟗𝟕𝟔 𝒎𝟐
(5)
Pendiente
𝑃𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 =Diferencia de AlturasDistancia Horizontal
× 100
𝑃𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 =15 𝑐𝑚
270 𝑐𝑚× 100
𝑷𝒆𝒏𝒅𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 = 𝟓,𝟓%
(6)
15
Planos de cama con superficie en V
Figura 2. Diseño cama en V
Figura 3. Vista superior cama en V
Figura 4. Vista Lateral cama en V
Figura 5. Vista Frontal cama en V
16
Cama con superficie plana
Tabla 3. Fórmulas para el cálculo de dimensiones de cama con superficie plana
Descripción Fórmula Número Volumen
𝑉 = 𝑎 × 𝑏 × 𝑐 (7)
Área
𝐴 = 𝑙 × 𝑙 (8)
Cálculos de cama con superficie plana
Volumen
𝑉 = 𝑎 × 𝑏 × 𝑐 𝑉 = 0,80𝑚 × 2,7𝑚 × 0,460𝑚 𝑽 = 𝟎,𝟗𝟗𝟑𝟔 𝒎𝟑
(7)
Área
𝐴 = 𝑙 × 𝑙 𝐴 = 2,7𝑚 × 0,80 𝑨 = 𝟐,𝟏𝟔 𝒎𝟐
(8)
Pendiente
𝑃𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 =Diferencia de AlturasDistancia Horizontal
× 100
𝑃𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 =15 𝑐𝑚
270 𝑐𝑚× 100
𝑷𝒆𝒏𝒅𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 = 𝟓,𝟓%
(6)
17
Planos de cama con superficie plana
Figura 6. Diseño cama en superficie plana
Figura 7.Vista superior cama superficie plana
Figura 8. Vista Lateral cama superficie plana
18
Figura 9.Vista Frontal cama superficie plana
Construcción de las camas recolectoras
Las camas o lechos se construyeron de caña guadua y fueron impermeabilizadas con
geo membrana de 1 mm de espesor, las dimensiones son: de 2,7 m de largo por 0,8 m de
ancho interno, totalizando un área de 2,16 m2 en la cama con superficie plana y 1,97 m2
en la cama con superficie en V; como materiales auxiliares se tendrá, agua, recipientes,
mallas, termómetro entre otros.
Se realizó en base a principios de recolección de lixiviados que como tal no constan en
una metodología establecida para Lombricultura, sino que forman parte de un conjunto
de herramientas básicas en la recolección de fluidos. Se establecieron dos métodos de
recolección los cuales estuvieron en función a la gravedad la cual consiste en el
aprovechamiento del principio de Newton expuso que “Toda partícula material del
universo atrae a cualquier otra partícula con una fuerza directamente proporcional al
producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las
separa”.
Según Gomez (2003), para que exista caída de lixiviados en un proceso de compostaje
debería existir una pendiente de 1%, pero para la construcción de estos métodos vamos
a realizar el cálculo de la pendiente con respecto a las dimensiones de la cama,
dándonos una pendiente del 5% y se prevé que permitirá que los lixiviados fluyan, lo
mejor es poner las lombrices sobre lona o geo membrana, así se recuperara un
porcentaje muy alto del escurrimiento del riego. Los lechos de lombricultura fueron
19
ubicados en un lugar con sombra y protegido de otros animales para evitar posibles
pérdidas.
Los métodos de recolección son:
Construcción Método 1 Cama con superficie en V
La recolección a desnivel se efectuó mediante la construcción de la cama, la cual tendrá
la forma convencional, pero en el fondo existía una inclinación, formando un canal en la
cama, a los alrededores se colocó geo membrana y con ayuda de la caída del diseño, los
lixiviados fluyen a través del material impermeable hacia los recipientes de recolección.
• Ubicación de las bases de la cama
Figura 10. Construcción primer método
• Se ajustaron las paredes, en este caso se utilizó alambre de 0,25 mm de espesor y se
colocó una caña encima de otra a una altura de 15 cm del suelo, para dar forma a la
pendiente.
20
Figura 11. Construcción Método con pendiente en V
• Para el primer diseño de pendiente en V, se colocó una estructura similar a la espina
de pescado, para dar la forma requerida.
Figura 12. Estabilización de la estructura método con pendiente en V
• Se coloca la geo membrana encima de la estructura, para que tome la forma en V, y
se procede a clavar.
21
Figura 13. Impermeabilización Método en V
• Colocamos el estiércol homogéneamente en toda la superficie de la cama hasta
llenarla en un 80% aproximadamente de la capacidad de la cama, ya que posterior a
esto se colocan las lombrices, y continuamente el alimento.
Figura 14. Llenado Método en V
Construcción; Método 2 Cama con superficie plana
El método con base plana, tuvo dos principios de funcionamiento; el primero que se
basa en la filtración de los lixiviados a través de la base de la cama, ya que la cría de
lombrices se realizó en cajones de madera, con orificios en el fondo para el drenaje del
agua (Andrade, 2008), posterior a esto se da el segundo principio de funcionamiento
que con ayuda de la gravedad, los lixiviados fluyen a través de la geo membrana, que se
encuentra bajo la base de la cama recolectora.
22
• Se coloca las bases al igual que en el anterior método como se ve en la figura 10,
respetando la elevación de 15 cm se coloca dos cañas gruesas con un diámetro de 8
cm y se fijan en las bases con alambre.
• Posterior a esto se coloca la geo membrana desde la altura de referencia, ya que de
esta manera se formó la pendiente necesaria para que los líquidos fluyan.
Figura 15. Ubicación de la Geomembrana
Figura 16. Ajuste de la Geomembrana
• Se cortaron cañas con un diámetro de 5 cm, de 80 cm de largo para formar la base
de la cama en donde se colocó el estiércol.
23
Figura 17. Base de la cama
• Se levantó una pared de 60 cm de altitud como se ve en la figura 18, y se
impermeabilizaron las paredes para así evitar pérdidas de lixiviado.
• Se colocó el estiércol hasta un 80 % de la capacidad de la cama.
Figura 18. Pared de la cama con pendiente plana
Base
24
Figura 19. Impermeabilización y llenado
Manejo del Lombricultivo
Para un manejo adecuado de los lechos, es de suma importancia tomar en cuenta la
alimentación, frecuencia y cantidad de riego del cultivo. (FAO, 2008), y estos
parámetros se tomaron en cuenta durante la nueve semanas de producción el humus.
Inoculación de las lombrices
Se colocó 35 kg de estiércol bovino en cada cama, con 12 semanas previas de secado,
ya que durante el proceso de maduración, los purines ganan importancia, porque todos
los elementos nutritivos solubles provienen de ellos. Después de la descomposición, el
estiércol sufre una reducción de su volumen y mayor concentración de sus nutrientes
(Mejía, 2010), en el cual se analizaron tres variables temperatura con el termómetro de
mercurio, humedad con ayuda del método del puño y el pH (Chavez & Fuentes, 2013).
En relación a la densidad poblacional presente en el lombricultivo se tiene como
utilización de un núcleo de 4 000 - 8 000 lombrices por m2 (Curso Lombricultura,
2003).
Alimentación
Después de una semana instalada las camas, se procede a colocar el alimento y se
estima según las densidades de la población de lombrices, se debe tomar en cuenta lo
que consume diariamente la lombriz y su tasa de reproducción, ya que su longevidad es
extensa; la cantidad de alimento en este caso estiércol de vaca será de 4 cm como
25
máximo de grosor según (Fuentes, Yague, & Joseluís, 2007), puesto que les facilita
alimentarse mejor y optimizar su reproducción. La frecuencia con la que se alimentó a
las lombrices fue de cada semana.
Riego
Dentro de este proyecto el riego juega un papel importante debido a que a partir de la
frecuencia y la cantidad de agua se obtendrá el lixiviado, influyendo directamente en su
calidad. Se realizó el riego en base a experiencias dentro del Rancho por aspersión, con
ayuda de una bomba de 5 litros se procedía a regar según las condiciones de los lechos
(Patiño Pablo, 2016) la humedad requerida se verificó por el método de puño; la cual
consiste en:
1. Una vez realizado el riego tomamos con la mano una cantidad del sustrato.
2. Apretamos (Figura 20) y exprimimos la muestra con la palma de la mano (Figura
21).
3. Si con el apriete existe un goteo constante el sustrato posee la humedad óptima para
el desarrollo de la lombriz (75%- 85%).
4. Si no existe goteo procedemos a realizar el riego respectivo.
5. Pero si el sustrato al apretar provoca un chorro de líquido la humedad del lecho se
encuentra por encima de la normal y no se recomienda no regar
6. La humedad deberá mantenerse en torno al 75% y la temperatura no deberá superar
los 32º C (INFOAGRO).
Figura 20. Prueba del Puño
26
Figura 21. Verificación de humedad
Aireación
Es otro aspecto de suma importancia en la crianza de lombrices, se debe tomar en
cuenta que el alimento no este compacto y que esto haga difícil la oxigenación del
lecho, debido a que las camas fueron ubicadas en un lugar cerrado teníamos que
observar cada semana las condiciones de las cama y si existía o no compactación se
procedió a mover el sustrato pero bastara con mover 15cm de profundidad no es
necesario hacer llegar el alimento hasta el fondo (Mejía, 2010).
Temperatura
La práctica se realizó durante los meses de septiembre, octubre y noviembre del 2016
con una temperatura media de 22°C, según el INAMHI, lo cual favorece al manejo de
los lechos debido a que no aumentara la temperatura de manera exponencial impidiendo
el desarrollo óptimo de las lombrices.
La temperatura gradualmente comienza a ascender debido a la actividad microbiana
como se observa en la segunda semana (Tabla 4 y 5), pero a medida que se controla con
aireación y riego comienza a estabilizarse, hasta llegar a la semana sexta para equilibrar
su temperatura, terminado con una temperatura de entre 24°C a 26 °C siendo esta la
adecuada para el lecho.
27
pH del sustrato
La lombriz roja californiana tolera un pH de 5 (pH acido) y 8,4 (pH alcalino) y si
disminuye o sobrepasa la lombriz entra en un estado de latencia. Como se observa en la
Tabla 4 y 5; el pH se encuentra dentro de los rangos establecidos.
Tabla 4. Temperatura lecho en V Semana
Fecha
Temperatura (°C) pH 1 2 3 Promedio
1 19/09/16 23 24
24 23
23 24
23,33 23,67
7,6 7,4
2 25/09/16 26 27
27 27
26 26
26,33 26,67
7,8 8
3 28/09/16 28 26
26 25
27 24
27,00 25,00
7,6 7,3
4 02/10/16 26 27 26 26,33 7 5 06/10/16 24 24 23 23,67 7,5 6 09/10/16 23 25 26 24,67 7 7 16/10/16 24 23 23 23,33 7,2
8 23/10/16 24 22
25 23
23 23
24,00 22,67
7,3 7
9 30/10/16 23 23
25 24
25 26
24,33 24,33
6,5 6,7
Tabla 5. Temperatura lecho con superficie plana
Semana Fecha Temperatura (°C) pH 1 2 3 Promedio
1
19/09/16 25/09/16
24 23
23 23
23 22
23,33 22,67
7,4 7,4
2
28/09/16 02/10/16
25 26
27 26
26 27
26,00 26,33
7,7 7,7
3
06/10/16 09/10/16
28 24
28 27
27 26
27,67 25,67
7,4 7,3
4 16/10/16 25 26 27 26,00 8 5 23/10/16 24 23 24 23,67 8 6 30/10/16 25 24 26 25,00 7,4 7 03/11/16 24 22 23 23,00 7 8
07/11/16 13/11/16
24 23
25 24
27 23
25,33 23,33
6,8 7
9
17/11/16 20/11/16
23 24
24 24
25 25
24,00 24,33
7 7,1
28
Recolección de lixiviados
La obtención de lixiviados se hace al mismo tiempo que la elaboración del humus y
para la obtención de los dos productos se deben tomar en cuenta variables como:
temperatura, pH, riego, aireación, entre otras condicionantes en cuanto a su elaboración
(Schuldt, 2006).
Es recomendable que al ser recolectados estos sobrenadantes se apliquen nuevamente en
el lecho de dos o hasta tres veces, esto con el fin de que sean más enriquecidos en
cuestión de nutrientes (Tinoco, 2015).
Los lixiviados de la lombricultura se almacenaron en recipientes de plástico negro, con
el objetivo de evitar el efecto directo de la luz solar, se guardan en lugares oscuros,
secos y frescos por 14 días antes de utilizarlos, para lograr una fermentación anaeróbica,
permitiendo que los microorganismos produzcan metabolitos secundarios (Larco,
2004).
3.3. Pruebas Técnicas
Análisis de lixiviados
Después de ser recolectados al finalizar el proceso de descomposición del humus, los
lixiviados fueron llevados al laboratorio previamente rotulados, para la realización de
los análisis, en los cuales se diagnosticará según la NTE INEN 0209:1998 y del
TULSMA Libro VI Anexo 2 Fertilidad de Suelo los siguientes parámetros: pH,
Densidad, macro elementos N, P, K, macro elementos secundarios Ca, Mg,
micronutrientes Cu, Fe, Mn, Zn, materia orgánica y relación C/N esenciales para el
suelo y los resultados obtenidos nos dieron a conocer la efectividad de los métodos de
recolección y se compararon con la Norma Mexicana (NMX-FF-109-SCFI-2008) y un
estudio previo realizado en Guadalajara por la Universidad de Guadalajara en el
departamento de ciencias ambientales utilizando la Eisenia Andrei.
29
La muestra de los lixiviados se realizó en base al análisis de:
1. pH: el potencial de hidrogeno fue medido con el uso del potenciómetro.
2. Densidad: aplicando la formula general m/v.
3. Macro Elementos N, P, K, macro elementos secundarios Ca, Mg, S, micronutrientes
B, Cu, Fe, Mn, Zn, Na: procedimiento de digestión vía húmeda con mezcla de ácido
nítrico y perclórico, mezclar 2 volúmenes de ácido nítrico con un volumen de ácido
perclórico en la campana de extracción de gases,
4. Materia Orgánica y Relación Carbono Nitrógeno: se usó la metodología Walkley &
Black cuyo principio consiste en el óxido en frío del carbono de 0.1 gr de la muestra
en un exceso de 5 ml dicromato de potasio 1 N, en 10 ml de medio sulfúrico al
97% y dosificación del exceso de dicromato de potasio en sal de Morh 0.5 N
(titulación).
Se obtuvo resultados de cada método en base a las variables dispuestas y se determinara
la calidad de cada proceso.
Tabla 6. Resultados de los análisis de los lixiviados
Parámetros Cama en V Cama en superficie plana
Humus Solido*
Estudios en México**
Densidad 1.0076g/ml 1.0861g/ml pH 7,90 7,95 5,5-8,5 8,4 Nitrógeno 0,10% 0,10% 1,0-4,0% 0,04% Fosforo 0,23% 0,22%
Potasio 15000 ppm 1100 ppm 0,160ppm Calcio 104000 ppm 8100 ppm 207,28 ppm Magnesio 3400 ppm 600 ppm 147,66 ppm Cobre 6,10 ppm 7 ppm 0,49ppm Hierro 140,2 ppm 58,1 ppm 12,3 ppm Zinc 17,8 ppm 4,1ppm 1,01 ppm Manganeso 0,00111% 0,00073% Materia Orgánica 0,79% 0,53% 0,60% Carbono 0,46% 0,31% 0,35% Relación Carbono/Nitrógeno 4,58 3,07 *Norma Mexicana (NMX-FF-109-SCFI-2008) **ESTUDIO A UN LIXIVIADO UTILIZANDO Eisenia Andrei EN EL DEPARTAMENTO DE CIENCIAS AMBIENTALES DE LA UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA
30
Rendimiento de los lechos
Durante las nueve semana que duro el proyecto, se llevó el control de riego en los lecho
y de esta manera se cuantificó la cantidad de agua utilizada y el volumen de lixiviado
generado (Tabla 7). El riego se inició después de 24 horas de haber colocado el alimento
en el lecho, para que se mantenga la humedad adecuada, inciando con 20 litros de agua
en cada cama de recolección; constantemente se verificaba la humedad del lecho y de
esta manera se pudo conocer la cantidad de agua necesaria en las camas de
lombricultivo.
Tabla 7. Rendimiento en litros de cada método de recolección
Fecha Cama con superficie plana
Cantidad de lixiviado Cama en V Cantidad
de lixiviado
21/09/16 20,00
20,00 25/09/16 5,00 12,00 10,00 12
02/10/16 15,00 9,00 15,00 12 09/10/16 10,00 6,70 15,00 10 16/10/16 10,00 8,00 12,00 11,8 23/10/16 10,00 7,60 12,00 9,7 30/10/16 12,00 7,00 15,00 11 06/11/16 10,00 8,50 15,00 13 13/11/16 10,00 7,00 15,00 12,4 20/11/16
7,40
13,6
Total 102,00 73,20 129,00 105,5 Promedio 10,20 8,13 12,90 11,72
Relación del lixiviado por m2
Después de ser recolectado el lixiviado a la novena semana de los dos lechos, se obtuvo
resultados con respecto a: rendimiento, calidad de lixiviado en cuanto a macro y micro
nutrientes, riego por cama y número de lombrices por metro cuadrado. Se procedió a
realizar el conteo de las mismas con una medida de referencia de 10 cm × 3,9 cm y se
tomó una muestra en forma aleatoria en cada cama (Figura 22), se contabilizo las
lombrices, se obtuvo el promedio y se hizo la relación por m2 (Figura 23), necesarias
para obtener una buena calidad de lixiviado en referencia a los resultados obtenidos y a
la Norma Mexicana (NMX-FF-109-SCFI-2008).
31
Figura 22. Captura de muestras de humus
Figura 23. Conteo de lombrices
1. Cama en V. Promedio de lombrices: 76 individuos/0,014198 m2 , equivalente a
5352,86 individuos/m2
2. Cama con superficie plana. Promedio de lombrices: 74 individuos/0,014198 m2, que
equivale a 5212,00 individuos/m2.
Tabla 8. Relación de lixiviado por m2
Método de Recolección Humus (g)
Lombriz/m2
Riego (l/m2)
Lixiviado Generado (l/m2)
Consumo (l/m2)
Cama en V 10 212,70 5 352 1,43 1,30 0,13 Cama con superficie plana 10 212,70 5 212 1,13 0,90 0,23
32
3.4. Análisis económico
El costo de construcción de la siguiente tecnología tiene un valor de 905,30 dolares,
estos rubros pertenecen al diseño, construcción, mantenimiento, relección, y análisis lo
cuales se puede observar en la Tabla 7 que se presenta a continuación.
Tabla 9. Análisis financiero de implementación de camas recolectoras.
Construcción de lechos Unidad Cantidad Costo unidad Costo Total ($)
Insumos Geomembrana 1mm m2 9 12,0 108,00 Caña Guadua por palo 30 2,0 60,00 Pie de cría (Lombrices) Kg 10 18,0 180,00 Clavos unitario 20 0,02 0,40 Tachuelas de 1 plg Cajas de 100 2 2,0 4,00 Plástico Negro M 5 1,00 5,00 Regadera 5 l L 1 5,35 5,35 Alambre m 2 0,65 1,3 Balde con medida 4 l l 2 2,8 5,6 Pala 1 25 25 Carretilla 1 40 40 Cierra 1 13 13 Maya m2 0,5 1,3 0,65 Envases 4 0,5 2,00 Subtotal 450,30 Mano de Obra Construcción de la cama Jornal 1 120 120,00 Mantenimiento de la cama Jornal 1 360 360,00 Subtotal 480,00 Análisis Laboratorio 40,00 Planos Cama 1 22,00 Cama 2 24,00 Subtotal 46,00 Total 1016,30
3.5. Manual del usuario
Los lechos generalmente son de madera, para este prototipo se ejecutó con caña guadua
ya que es de fácil acceso y menos costoso, pero si se trata de criaderos intensivos es
33
recomendable realizar construcciones de ladrillo y cemento. De igual manera es
recomendable construir los lechos en invernaderos o bajo techo, y así de manera
controlar las variables como necesarias para mantener el lombricultivo en condiciones
óptimas de producción. Deben ser instalados con un drenaje adecuado y cerca de los
lugares donde se recoge el sustrato a trabajar, entre cada lecho debe existir un espacio
de por menos 50 cm para que facilite las tareas de riego, aireación, alimentación y
cosecha de los lechos.
Figura 24. Diagrama de Manejo de Lombricultivo
34
IV. ANALISIS DE RESULTADOS
Análisis físico-químicos de los lixiviados
Podemos observar en la tabla 6 los valores del pH, en la primera cama tenemos un valor
de 7,90 y en la segunda cama recolectora de 7,95 no existe mayor diferencia entre los
dos métodos y se encuentran dentro del rango establecido según la Norma Mexicana
(pH 5,5-8,5) y si observamos el valor según el estudio en México en el cual se utilizó
otro tipo de lombriz el lixiviado presenta mayores características alcalinas.
Al comparar los valores de nitrógeno resultado del análisis realizado a los lixiviados
procedentes de los métodos de recolección con la Norma Mexicana, se observa que en
la primera cama nos arroja un valor de 0,10% al igual que en la segunda cama y estos
valores poseen una gran diferencia con el rango establecido en base seca (1,0%-4,0%).
Estos son productos diferentes, pero se puede afirmar que existe una cierta reducción de
elementos esenciales que corren junto al líquido, que da como resultado el lixiviado,
comparando con las cantidades (según especificación de Norma Mexicana para humus)
que presenta el vermiabono. (Chavez & Fuentes, 2013).
Pero si observamos esta concentración de nitrógeno 0,10% y la comparamos con el
estudio realizado en México que tiene un valor de 0,04%, es evidente que la
concentración es elevada en nuestro estudio, esto puede ser por diversas causas
alimentación, dieta, edad del bovino, especie de lombriz utilizada entre otras. En cuanto
al contenido de fosforo, en la primera cama es de 0,23% valor que se diferencia en
mínimo con la segunda cama que es de 0,22%, y si comparamos estos valores con
estudios previos realizados en humus sólido con valores (2-8%) (Escobar, 2013), el
porcentaje de este elemento en el proyecto es menor.
El contenido de potasio en la primera cama es de 15 000 ppm, pero en la segunda cama
es de 1 100 ppm, esto pudo haberse dado por el diseño de recolección en el cual el
lixiviado tenia contacto con la caña y este material pudo haber absorbido ciertas
cantidades del mismo y si comparamos con el estudio de lixiviado con la Eisenia andrei
35
que tiene un valor de 0,160 ppm, se presentan mejores resultados con el lixiviado
procedente de los métodos de recolección utilizando la Eisenia foetida.
El calcio se encuentra en valores de 104 000 ppm y 8 100 ppm respectivo a cada
método, y en comparación con el estudio en México con la Eisenia andrei que tiene un
valor de 207,28, esto muestra que el nivel de calcio es elevado en el lixiviado con la
Eisenia foetida.
Los resultados en las cantidades de magnesio son de 3 400 ppm en la cama con
superficie en V y 600 ppm en la cama con superficie plana. Existe una gran deferencia
entre los dos método de recolección, el lixiviado producido con Eisenia foetida presenta
valores más altos que el producido con la Eisenia andrei con un valor de 147,66 ppm.
En cuanto a los micro elementos esenciales comenzamos con el cobre se encuentra en
valores de (6,10 ppm y 7 ppm) respectivamente a cada método y no se presenta mayor
diferencia entre ellos, pero si comparamos estos valores con el lixiviado producido por
la Eisenia andrei que tiene un valor de 0,49 ppm es sumamente bajo este valor. Lo
mismo sucede con el hierro con valores de (140,2 ppm y 58,1 ppm) respectivamente a
cada método de recolección, donde existe una gran diferencia entre cada cama y si
comparamos estos valores con el estudio en México que poseen 12,3 ppm de hierro la
diferencia es mucho mayor.
El zinc se encuentra en valores de 17,8 ppm para la cama con superficie en V y 4,1 ppm
en la cama con superficie plana y se puede observar una diferencia entre estos valores al
compararlos con el valor de referencia que es de 1,01 ppm es sumamente bajo.
El manganeso con valores de (0,00111% y ,00073%), respectivamente para cada
método de recolección la cama en V ha obtenido mayor porcentaje de este
micronutriente, el cual lo comparamos con de referencia 0.006%, el cual se ha obtenido
del análisis del humus sólido (Escobar, 2013) el valor de nuestro proyecto está por
debajo del referencial.
36
Los resultados en cuanto a la materia orgánica dan valores de (0,79% y 0,53%) en cada
método, no existe una diferencia amplia entre cada cama y si comparamos con el
estudio en México en el cual utilizaron la Eisenia andrei, que tiene un valor de 0,60%
en contenido de materia orgánica se encuentra dentro de los valores de estudio. El
contenido de carbono mineral fue de (0,46% y 0,31%) respectivamente y el valor de
referencia es de 0,35% con la Eisenia andrei, el cual no tiene mayor diferencia.
La relación Carbono/Nitrógeno, resultado del análisis de las dos muestras de cada cama,
arrojo valores de (4,58 y 3,07) estos valores fueron comparados con al análisis de
humus sólido (Escobar, 2013) el cual contiene del 10-11% de relación carbono
nitrógeno, se puede observar que el valor de referencia es elevado en comparación al
estudio realizado, pero según (Rojas, 2004) existe una clasificación en cuanto a la
relación C/N, y es la siguiente:
• Relación C/N baja de 20; alta disponibilidad de nitrógeno.
• Relación C/N media de 20 a 30; disponibilidad moderada de nitrógeno.
• Relación C/N alta de mayor a 30; baja disponibilidad de nitrógeno.
Y con base a los resultados obtenidos en cuanto a los lixiviados analizados, la relación
C/N es menor a 20, lo que quiere decir que la disponibilidad de nitrógeno es elevada en
el lixiviado obtenido en este proyecto.
Rendimiento
Se observa en la Tabla 7 que en la cama con superficie plana existe 10,20 litros de
promedio semanal de agua, con un volúmen de generación de 73,20 litros, esto se debe
a que el sistema de drenaje tenía varias etapas, la primera el filtro con caña guadua, que
al pasar el lixiviado cierta cantidad del mismo era absorvido por la caña y los espacios
de interfase que no permitieron el paso libre de los fluidos, mientras que en la cama con
superficie en V ocurre lo contrario, con un promedio de riego de 12,90 litros y un
volúmen de generación de lixiviado de 105,5 litros, ya que el paso de los lixiviados es
directo, debido a que el sustrato esta en contacto con la geomembrana y los fluidos eran
arratrados hacia los recipientes.
37
Relación lixiviado por m2
En la Tabla 8 se muestra las variables necesarias que se deben tomar en cuenta para la
obtención de lixiviado por cama recolectora instalada. En el primer método con un valor
de 10 212,70 g de humus sólido es necesario 5 352 lombrices adultas, con 1,43 l/m2 de
riego, se generó 1,30 l/m2 de lixiviado con un consumo de agua de 0,13 l/m2, necesaria
para mantener la humedad que necesita a lombriz para desarrollarse. En el segundo
método con 10 212,70 g de humus solido son necesarias 5 212 lombrices adultas, con
1,13 l/m2 de riego, se generó 0,90 l/m2 de lixiviado con un consumo de agua de 0,23
l/m2, necesaria para mantener la humedad que necesita a lombriz para desarrollarse.
38
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El presente trabajo se efectuó en el Rancho Ángel María; en el cual se instalaron dos
camas de lombricultura con diferentes diseños, que permitieron la recolección de
lixiviados generados en el proceso de transformación; después del tiempo de estudio y
análisis de la efectividad de las técnicas utilizadas, el método óptimo de recolección es
el lecho con superficie en V, ya que le favorece el contacto directo que tiene el sustrato
con el material impermeabilizante en relación con el segundo método con superficie
plana que consta de dos fases: filtración y drenaje.
Se obtuvo mayor eficiencia con el método de cama con superficie en V, ya que al
finalizar las nueve semanas presentó un promedio de riego 10,20 litros de agua a la
semana y una generación de lixiviados de 105,5 litros, esto debido al eficiente drenaje
con el que cuenta este diseño.
El lixiviado que se recolectó en el lecho con forma en V fue el que presentó los valores
más altos de: Nitrógeno, Fosforo, Potasio, Calcio; comparados con los lixiviados de la
cama con superficie plana, a causa del proceso de circulación del lixiviado, donde los
macronutrientes solubles en agua fueron arrastrados por la solución e incrementando la
concentración de estos.
Posterior a estas pruebas concluye el proyecto; dando como resultado que la cama con
superficie en V, otorgó mayor cantidad de lixiviado y mejor calidad del mismo; esto
quiere decir que si se efectúa o se replica esta técnica, lo más recomendable sería que se
construya este método de recolección basado en técnicas básicas de movimiento de
fluidos, económicamente viable y eficaz en cuanto a calidad.
39
REFERENCIAS
Andrade, E. D. (2008). Reciclaje: utilización de desechos orgánicos para obtener
abono orgánic (Tesis de pregrado).Universidad de San Francisco de Quito, Ecuador.
Atkinson, D., & Watson, C. (1996). The environmental impact of intensive systems of animal production in the lowlands. Cambridge Journals, 63:353-361. Recuperado de https://www.cambridge.org/
Banco Central Ecuador . (2011). Recuperado el 30 de Mayo de 2016
Barbado, J. (2004). Cría de lombrices. Buenos Aires, Argentina. Albatros Saci.
Barrero, C. A. (2008). Abonos Orgánicos Recuperado de http://www.infoagro.com/abonos/abonos_organicos_guaviare.htm
Cajas, S. (2009). Efecto de la utilización de aserrín en combinación con estiércol bovino como sustrato en la producción de humus de lombriz Eisenia fiétida (Lombriz Roja Californiana) (Tesis de de pregrado). Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Ecuador.
Chavez, C., & Fuentes, A. (2013). Determinación de parametros fisicoquimicos y microbiologicos del lixiviado obtenido del estiercol de bovino utilizando eisenia foetida (Lombriz roja californiana) (Tesis de pregrado). Universidad de El Salvador.
Escobar, A. (2013). Usos potenciales del humus (abono organico lixiviado y solido)en la empresa Fertilombriz (Tesis de pregrado). Corporación Universitaria Lasallista, Caldas Colombia.
FAO. (2003). Agricultura orgánica, ambiente y seguridad alimentaria. Recuperado de http://www.fao.org/docrep/005/y4137s/y4137s0o.htm#bm24.
FAO. (2011). La larga sombra del ganado: problemas ambientales y opciones. Roma, Italia: FAO.
FAO. (2013). Manual de compostaje de agricultor, experiencias en américa látina. Santiago de Chile: FAO.
Ferruzzi, C. (1982). Manual de Lombricultura. Madrid, España: Editorial Mundi-Prensa.
Fuentes, J. L. (2007). La crianza de la lombriz roja. Servicio de extensión agraria Madrid, España: Publicaciones Agrarias, Pesqueras y Alimentarias.
Gómez, S., & Angeles, M. (2011). Alternativas para el reciclaje de excretas animales.
Gomez, J. S. (2003). Manejo de residuos industriales. México.
40
Gómez, S., & Angeles, M. (2013). Uso de lixiviados de humus de lombriz como promotor de crecimiento en avicultura.Recuperado de file:///C:/Users/PERSONAL/Downloads/FISIO_01020886300053826.pdf
Herrero, M., & Gil, S. (2008). Consideraciones ambientales de la intensificación. Ecología Austral. Recuperado de http://www.scielo.org.ar/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1667-782X2008000300003
INDICAP. (1990). Curso sobre producción y agro industrializacion de la lombriz de tierra. Santiago de Chile: INDICAP.
INEC. (2010). Reporte estadístico del Sector Agropecuario. Recuperadode http://www.ecuadorencifras.gob.ec/wp-content/descargas/Presentaciones/espac_2010.pdf
INFOAGRO. La lombricultura. Recuperado de http://www.infoagro.com/abonos/lombricultura2.ht
Larco, E. (2004). Preparación de Lixiviados de compost y lombricompost. Recuperado de http://orton.catie.ac.cr/repdoc/A1897E/A1897E.PDF
Manual de lombricultura. Recuperado de http://www.manualdelombricultura.com/manual/index.ht
Martínez, E., Fuentes, O., & Yanes, A. (2005).
Mejía, P. (2010). Manual de lombricultura. Recuperado de http://agro.unc.edu.ar/~biblio/Manual%20de%20Lombricultura.pdf
Merecí, J., & Suqui, A. (2014). “Efecto de la deforestación sobre las propiedades físico-químicas de los suelos de la microcuenca del río Zhurucay (Tesis de pregrado). Universidad de Cuenca, Ecuador.
Mosquera, B. (2010). Abonos orgánicos, protegen el suelo y garantizan alimentación sana. Manual para elaborar y aplicar abonos y plaguicidas orgánicos. Recuperado de http://www.fonag.org.ec/doc_pdf/abonos_organicos.pdf
Quiroa, Y. M. (2009). Guía práctica para el desarrollo de un negocio de lombricompost y mercados potenciales en el Sur-Occidente de Guatemala. Recuperado de file:///C:/Users/PERSONAL/Downloads/MANUAL%20DE%20LOMBRICOMPOST%20banco.pdf
Rojas, L. (2004). Preparación y Utilización de compost en Hortalizas. Recuperado de http://www2.inia.cl/medios/intihuasi/documentos/informativos/Informativo-19.pdf.
Schuldt, M. (2006). Lombricultura Teoría y Práctica. Barcelona, España: Mundi-Prensa.
41
Shunico, H. (2011). Evaluacion de cuatro diferentes sustratos en la produccion de vermiabono utilizando Eisenia foetida (lombriz roja californiana). En cantón Cruz Grande, Izalco, Sonsonate (Tesis de pregrado). Universidad de El Salvador.
Soriano, A. (2007). Evacuación de aguas residuales en edificios. Madrid,España: ASETUB FERCA.
Tenecela, X. (2012). Producción de humus de lombriz mediante el aprovechamiento y manejo de los residuos orgánicos (Tesis de pregrado). Universidad de Cuenca, Ecuador.
Tineo, A. (1994). Crianza y Manejo de Lombrices de Tierra con Fines Agricolas. Turrialba, Costa Rica: CATIE.
Tinoco, N. (2015). Fichas técnicas de lombricultura.Recuperado de http://www.academia.edu/16513610/Fichas_t%C3%A9cnicas_de_lombricultura_2015
Uicab-Brito, L., & Castro, C. S. (2003). Tropical and Subtropical Agroecosystems. Scielo. 45 - 63 .