Informe FinlPPP CORREGIDO Residuos

7/26/2019 Informe FinlPPP CORREGIDO Residuos

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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA

FACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES

DEPARTAMENTO ACADMICO DE CIENCIAS AMBIENTALES

PRCTICA PRE-PROFESIONAL

TRATAMIENTO DE RESIDUOS ORGNICOS DOMICILIARIOS MEDIANTE

COMPOSTAJE EN LA PLANTA PILOTO DE TRANSFORMACIN DE

RESIDUOS SLIDOS ORGNICOS DE LA MUNICIPALIDAD PROVINCIAL

DE LEONCIO PRADO

Ejecutor : PISCO CORNELIO, Csar Augusto.

Asesor : Blgo. GOZME SULCA, Csar Augusto.

Lugar de Ejecucin : MUNICIPALIDAD PROVINCIAL DE LEONCIO

PRADO.

Duracin del trabajo : Del 20 de enero al 20 de abril del 2014

Tingo Mara - Per

2014


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NDICE GENERAL

Pgina

I. INTRODUCCIN.............................................................. 1

1.1. Objetivo general ................................................................................ 3

1.2. Objetivos especficos ........................................................................ 3

II. REVISIN DE LITERATURA.......................................................... 42.1. Generacin per cpita (GPC) de los residuos slidos

domiciliarios en la ciudad de Tingo Mara ......................................... 4

2.2. Composicin fsica de los residuos slidos domiciliarios en la

ciudad de Tingo Mara ....................................................................... 4

2.3. Clasificacin de los residuos slidos ................................................. 6

2.4. Residuos domiciliarios ....................................................................... 7

2.5. Tratamiento ....................................................................................... 7

2.6. Compostaje ....................................................................................... 7

2.7. Factores que afectan al proceso de compostaje ............................... 9

2.7.1. Parmetros de seguimiento .................................................. 9

2.7.1.1. Temperatura .............................................................. 9

2.7.1.2. Humedad ................................................................. 10

2.7.1.3. pH ............................................................................ 12

2.7.1.4. Aireacin .................................................................. 13


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2.7.1.5. Espacio de aire libre ................................................ 14

2.7.2. Parmetros relativos a la naturaleza del sustrato ............... 15

2.7.2.1. Tamao de partcula ................................................ 15

2.7.2.2. Relaciones C/N y C/P .............................................. 16

2.7.2.3. Nutrientes ................................................................ 18

2.7.2.4. Materia orgnica ...................................................... 19

2.7.2.5. Conductividad elctrica ............................................ 22

2.8. Los microorganismos del proceso de compostaje........................... 23

2.8.1. Diversidad microbiana de la pila de compostaje ................. 23

2.9. Microorganismos eficaces (EM) ...................................................... 25

2.10. Inoculante de microorganismos endgenos para acelerar el

proceso compostaje de residuos slidos urbanos. .......................... 26

2.11. Control y seguimiento del proceso de compostaje. ......................... 26

2.12. Rendimientos del proceso y ocupacin del espacio ........................ 32

III. MATERIALES Y MTODOS. ........................................................... 33

3.1. Lugar de ejecucin .......................................................................... 33

3.2. Materiales y equipos ....................................................................... 33

3.3. Metodologa .................................................................................... 34

3.3.1. Determinacin de la composicin de los residuos

slidos orgnicos domiciliarios ........................................... 34


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3.3.2. Determinacin del flujograma para el proceso de

compostaje ......................................................................... 35

3.3.3. Determinacin de la prdida de masa de los residuos

slidos orgnicos domiciliarios en tres tipos de

tratamientos ........................................................................ 37

3.3.3.1. Anlisis de resultados. ............................................. 37

3.3.4. Determinacin del rendimiento de produccin de

compost de los residuos slidos orgnicos

domiciliarios. ....................................................................... 37

3.3.4.1. Inoculacin de las pilas. ........................................... 38

3.3.4.2. Preparacin de microorganismos eficientes. ........... 38

3.3.4.3. Anlisis de resultados. ............................................. 39

IV. RESULTADOS............................................................ 41

4.1. Composicin de los residuos slidos orgnicos domiciliarios ......... 41

4.2. Determinacin del flujograma del proceso de compostaje. ............. 46

4.3. Determinacin de la prdida de masa de los residuos slidos

orgnicos domiciliarios durante el proceso de compostaje en

tres tipos de tratamientos. ............................................................... 47

4.4. Determinacin del rendimiento de produccin de compost de

los residuos slidos orgnicos domiciliarios en tres tipos de

tratamientos. ................................................................................... 52

V. DISCUSIN............................................................. 58


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VI. CONCLUSIN.. .......................................................... 63

VII. RECOMENDACIONES ............................................................. 65

VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS ........................................................ 67

ANEXO. .......................................................................... 69


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NDICE DE CUADROS

Cuadro Pgina

1. Composicin fsica de los residuos slidos domiciliarios. .......................... 4

2. Biodegrabilidad de los principales componentes orgnicos de los

sustratos (Haug, 1993). ........................................................................... 22

3. Control bsico sobre las diferentes operaciones y el proceso ................. 28

4. Representacin simblica de los datos del peso del producto final

(compost) de los tratamientos respectivamente. ..................................... 39

5. Representacin simblica del anlisis de varianza (ANOVA). ................. 40

6. Composicin de los residuos slidos orgnicos domiciliarios en tres

tratamientos. ............................................................................................ 41

7. Pesos del producto final (compost) en (Kg). ............................................ 52

8. Anlisis de varianza del cuadro 7. ........................................................... 52

9. Resumen de prdidas de masa (Kg) durante proceso de compostaje

hasta obtener el producto final (compost). ............................................... 53

10. Registro de la prdida de peso diario en los tres tratamientos. ............. 74

11. Registro de peso de la composicin de los residuos orgnicos

domiciliarios ............................................................................................. 75


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NDICE DE FIGURAS

Figura Pgina

1. Composicin fsica de los residuos slidos domiciliarios en la ciudad

de Tingo Mara (% peso).. .................................................................. 5

2. Composicin fsica de los residuos slidos domiciliarios en la ciudad

de Tingo Mara (% peso)............................. 6

3. Evolucin del pH durante el proceso de compostaje................. 13

4. Evolucin caracterstica de la relacin C/N durante el proceso de

compostaje.................................................................................... 18

5. Representacin esquemtica del balance de materia en el

compostaje .............................................................................................. 21

6. Porcentaje de residuos orgnicos en la cama 1 (C1), tratamiento 1.... 42






12. Flujograma del proceso de compostaje en la planta piloto de

transformacin de residuos orgnicos.............................................. 46

13. Prdida de masa en la cama 1 (C1), tratamiento 1. ................................ 47





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19. Prdida de masa en el proceso de compostaje en los tres

tratamientos respectivamente. ................................................................. 51

20. Fracciones en porcentaje de compost, material de rechazo y

prdidas por proceso en la cama 1 (C1), tratamiento 1. .......................... 53










prdidas por proceso en la cama 6 (C6), tratamiento 3.................... 57


prdidas por proceso en los tres tratamientos..................................... 57

27. Conformacin de las pilas muestras (camas) segn los tratamientos

y repeticiones respectivamente. .............................................................. 76

28. Composicin de los residuos slidos orgnicos domiciliarios. ................. 76

29. Pesado de los residuos slidos orgnicos domiciliarios. ......................... 77

30. Conformacin de las pilas muestras de los tres tratamientos.. ................ 77

31. Preparacin del Microorganismo Eficiente de Montaa (MEM). .............. 78


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32. Inoculacin de MEM por aspersin en el tratamiento 2. .......................... 78

33. Material estable y maduro en proceso de cribado. .................................. 79

34. Producto final obtenido estable y maduro (compost). ............................. 79


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I. INTRODUCCIN

En la actualidad, el crecimiento poblacional y por consiguiente las

actividades antrpicas han originado la generacin de gran cantidad de

residuos slidos urbanos los cuales necesitan ser tratados para reducir la

contaminacin. Ante esta problemtica surge como una alternativa el proceso

de compostaje como un mtodo eficiente en la reduccin de estos residuos, ya

que permite adems el aprovechamiento del producto final.

El compostaje tiene mltiples funciones, segn el objetivo a

alcanzar. Desde la perspectiva medioambiental, el compostaje facilita la gestin

de los residuos orgnicos, reduciendo su peso, volumen y peligrosidad,

permitiendo adems reciclar los recursos contenidos en ellos. Tambin puede

llevarse a cabo nicamente como tratamiento previo a la incineracin o el

vertido, ya que al reducir el volumen de los mismos se hacen ms manejables y

menos contaminantes.

Desde el punto de vista agrcola, con el compostaje se obtiene un

material maduro, estable e higienizado, con un alto contenido en materia

orgnica y componentes hmicos denominado compost, el cual puede ser

utilizado sin riesgo en agricultura por ser inocuo y no contener sustancias

fitotxicas, favoreciendo el crecimiento y el desarrollo de las plantas.


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2

En la ciudad de Tingo Mara la generacin per cpita de residuos

slidos domiciliarios es de 0.52 Kg/da/hab (PIGARS MPLP, 2012) y estn

conformados en un 75% de material orgnico, 12% de material inorgnico y un

13% de residuos no reciclables o inservibles; por lo que se estima que se

produce aproximadamente 30 TN/da de residuos slidos domiciliarios, de los

cuales 23 toneladas aproximadamente son residuos orgnicos,

consecuentemente a esto la Municipalidad Provincial de Leoncio Prado

clasificado como ciudad principal tipo B (Decreto Supremo N 015 - 2014 -

EF)procura cumplir con la meta 10 (Implementar un Programa de Segregacin

en la Fuente y Recoleccin Selectiva de Residuos Slidos Domiciliarios en un

20% de Viviendas Urbanas del Distrito) dentro del marco del Plan de Incentivos

a la Mejora de la Gestin y Modernizacin Municipal, sin embargo actualmente

solo cuenta con menos del 10 % de viviendas urbanas que vienen participando

activamente en el programa. Hace ms de 60 aos la ciudad de Tingo Mara

arroja sus residuos slidos al rio Huallaga en la zona conocida como La

Muyuna, por ende la importancia del tratamiento de los residuos orgnicos es

imprescindible, siendo la fraccin ms importante que supone ms de la mitad

de los residuos slidos domiciliarios; una de las alternativas para solucionar

este problema es el compostaje, ya que es un proceso ambientalmente

amigable sin un grado de complejidad excesivo, tcnico y econmicamente

viable, poco contaminante, con mayor aceptacin social, en comparacin con

los vertederos o las plantas incineradoras, etc.


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3

1.1. Objetivo general:

Transformar los residuos slidos orgnicos domiciliarios a compost.

1.2. Objetivos especficos:

- Determinar la composicin de los residuos slidos orgnicos

domiciliarios.

- Determinar el flujograma del proceso de compostaje.

- Determinar la prdida de masa de los residuos slidos orgnicos

domiciliarios durante el proceso de compostaje.

- Determinar el rendimiento de produccin de compost de los

residuos slidos orgnicos domiciliarios.


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4

II. REVISIN DE LITERATURA

2.1. Generacin per cpita (GPC) de los residuos slidos domiciliarios

en la ciudad de Tingo Mara

El promedio generacin per cpita (GPC) de los residuos slidos

domiciliarios es de 0.52 Kg/hab-da (PIGARS MPLP, 2012).

2.2. Composicin fsica de los residuos slidos domiciliarios en la

ciudad de Tingo Mara

Cuadro1. Composicin fsica de los residuos slidos domiciliarios.

N Materiales Prom edio %

1 Materia Orgnica 38.70 74.92

2 Madera, follaje 0.09 0.17

3 Papel 1.79 3.47

4 Cartn 0.84 1.63

5 Vidrio 1.40 2.71

6 Plstico PET 0.53 1.03

7 Plstico duro 1.34 2.59

8 Bolsas 2.35 4.56

9 Tecnopor y similares 0.16 0.31


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10 Metales 0.91 1.77

11 Telas, textiles 0.45 0.87

12 Caucho, cuero, jebe 0.29 0.55

13 Pilas y bateras 0.05 0.10

14 Restos de medicina, focos, etc. 0.05 0.10

15 Residuos sanitarios 2.51 4.85

16 Residuos inertes 0.06 0.12

17 Otros (ceniza, porcelana) 0.13 0.26

To tal peso por da 51.65 100.00

Fuente: Elaboracin PIGARS MPLP 2012.


Figura 1. Composicin fsica de los residuos slidos domiciliarios en la ciudad

de Tingo Mara (% peso).

Materia orgnica[PORCENTAJE]

Madera, follaje0.17%

Papel3.47%

Cartn1.63%

Vidrio2.71%

Plstico PET1.03%

Plstico duro2.59%

Bolsas4.56%

Tecnopor ysimilares

0.31%

Metales1.77%

Telas, textiles0.87%

Caucho,cuero, jebe

0.55%

Pilas ybaterias0.10%

Restos demedicina,focos, etc

0.10%

Residuossanitarios

4.85%

Residuosinertes0.12%

Otros (ceniza,porcelana)

0.26%


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Figura 2. Composicin fsica de los residuos slidos domiciliarios en la ciudad

de Tingo Mara (% peso).

2.3. Clasificacin de los residuos slidos

Segn la Ley N 27314, Ley General de Residuos Slidos; los

residuos slidos se clasifican segn su origen en:

- Residuo domiciliario

- Residuo comercial

- Residuo de limpieza de espacios pblicos

- Residuo de establecimiento de atencin de salud

- Residuo industrial

- Residuo de las actividades de construccin

- Residuo agropecuario

- Residuo de instalaciones o actividades especiales

Residuos

orgnicos74.92%

Residuosinorgnicosreciclables

13.19%Residuosinorgnicosinservibles

11.89%


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2.4. Residuos domiciliarios

Son aquellos residuos generados en las actividades domsticasrealizadas en los domicilios, constituidos por restos de alimentos, peridicos,

revistas, botellas, embalajes en general, latas, cartn, paales descartables,

restos de aseo personal y otros similares (Ley N 27314, Ley General de

Residuos Slidos).

2.5. Tratamiento

Cualquier proceso, mtodo o tcnica que permita modificar la

caracterstica fsica, qumica o biolgica del residuo slido, a fin de reducir o

eliminar su potencial peligro de causar daos a la salud y el ambiente (Ley N

27314, Ley General de Residuos Slidos).

2.6. Compostaje

En la actualidad, gran cantidad de residuos slidos urbanos hace

necesario su tratamiento (CARPIO et al., 2001). El compostaje es un mtodo

eficiente en la eliminacin de estos residuos, ya que permite adems el

aprovechamiento del producto final (BOULTER et al., 2000), adems

ALTAMIRANO y CABRERA (2006) indican que el compostaje es una forma de

tratamiento para los residuos orgnicos, que tiene como meta transformar

estos residuos en un producto til, aplicable a la tierra como abono que fertiliza

a las tierras de cultivo. Este producto recibe el nombre de compost.

Segn (CAMPOS et al., 2012) el compostaje es la descomposicin

biolgica y estabilizacin de un sustrato orgnico, bajo condiciones que


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permitan el desarrollo de temperaturas en el rango termfilo como resultado del

proceso biolgico aerobio exotrmico, para producir un producto final estable,

libre de patgenos y semillas, y que pueda ser aplicado al suelo de forma

beneficiosa.

Este proceso tiene una duracin variable, dado por la calidad de los

residuos, el tamao de partcula, disposicin de la pila, aireacin, humedad y

poblacin biolgica activa. El perodo de transformacin es cercano a 170 das,

e implica la acumulacin de gran cantidad de material en las plantas de

compostaje (BOULTER et al., 2000). Los cambios que se producen en los

residuos hasta su transformacin en compost son espectaculares. Al inicio se

distinguen bien los colores entre los restos frescos, pero paulatinamente se

vuelven de un color ms oscuro. Los aromas de verdura y fruta cambian

rpidamente, de acuerdo con la intensidad de la actividad biolgica. Si falta

aireacin se desprende amoniaco. El olor a tierra de bosque nos indica el

producto final (ALTAMIRANO y CABRERA, 2006).

MORENO y MORAL (2007) tambin indica que un compost con un

alto grado de madurez ha de presentar un olor caracterstico similar al de

tierra hmeda, producido fundamentalmente por la excrecin de geosmina (y

tambin 2-metilisoborneol), metabolito secundario producido por actinomicetos

mesfilos, microorganismos predominantes durante la fase de maduracin del

compost. Asimismo indica que el producto final, despus de un adecuado

perodo de maduracin, ha de presentar un color pardo oscuro o casi negro,


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debido a la formacin de grupos cromforos, fundamentalmente de

compuestos con dobles enlaces conjugados y a la sntesis de melanoidinas.

2.7. Factores que afectan al proceso de compostaje

2.7.1. Parmetros de seguimiento

2.7.1.1. Temperatura

El sntoma ms claro de la actividad microbiana es el incremento

de la temperatura de la masa que est compostando, por lo que la temperatura

ha sido considerada tradicionalmente como una variable fundamental en el

control del compostaje, segn Liang et al. (2003), Miyatake y Iwabuchi (2006),

citado por MORENO y MORAL (2007). La evolucin de la temperatura

representa muy bien el proceso de compostaje, pues se ha comprobado que

pequeas variaciones de temperatura afectan ms a la actividad microbiana

que pequeos cambios de la humedad, pH o C/N (BUENO y DAZ, 2008).

Segn (BUENO y DAZ, 2008) por la evolucin de la temperatura

se puede juzgar la eficiencia y el grado de estabilizacin a que ha llegado el

proceso, ya que existe una relacin directa entre la temperatura y la magnitud

de la degradacin de la materia orgnica. Asimismo, existe una relacin directa

entre la degradacin y el tiempo durante el cual la temperatura ha sido alta. A

veces la temperatura puede llegar a ser tan alta que inhibe el crecimiento de

los propios microorganismos, conocindose este fenmeno como suicidio

microbiano.


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Se observan tres fases en el proceso de descomposicin aerbica:

fase mesfila inicial (T45C); y fase mesfila final, considerndose finalizado el

proceso cuando se alcanza de nuevo la temperatura inicial.

Cada especie de microorganismo tiene un intervalo de temperatura

ptima en el que su actividad es mayor y ms efectiva: 15 - 40 C para los

microorganismos mesfilos y 40 - 70 C para los termfilos (Suler y Finstein,

1977), citado por MORENO y MORAL (2007). Los microorganismos que

resulten beneficiados a una temperatura concreta son los que principalmente

descompondrn la materia orgnica del residuo, producindose un

desprendimiento de calor. Este calor provoca una variacin de la temperatura

de la pila que depender de la adecuacin de los dems factores a los

intervalos ptimos, del tamao de la pila (el calor generado es proporcional al

volumen o masa de la pila, pero la prdida es proporcional a la superficie), de

las condiciones ambientales y del tipo de adicin de aire a la pila, ya sea con

volteos o con aire a presin (Ekinci et al., 2004), citado por MORENO y MORAL

(2007).

2.7.1.2. Humedad

Siendo el compostaje un proceso biolgico de descomposicin de

la materia orgnica, la presencia de agua es imprescindible para las

necesidades fisiolgicas de los microorganismos, ya que es el medio de

transporte de las sustancias solubles que sirven de alimento a las clulas y de

los productos de desecho de las reacciones que tienen lugar durante dicho


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11

proceso (BUENO y DAZ, 2008). Algunos autores (Haug, 1993, Jeris y Regan,

1973 y Madejn et al., 2002), citado por MORENO y MORAL (2007) consideran

que la humedad de los materiales es la variable ms importante en el

compostaje y ha sido calificada como un importante criterio para la optimacin

del compostaje.

La humedad de la masa de compostaje debe ser tal que el agua no

llegue a ocupar totalmente los poros de dicha masa (Miyatake y Iwabuchi,

2006), citado por MORENO y MORAL (2007), para que permita la circulacin

tanto del oxgeno (ya que el proceso debe desarrollarse en condiciones

aerobias), como la de otros gases producidos en la reaccin.

Segn (BUENO y DAZ, 2008), la humedad ptima para el

crecimiento microbiano est entre el 50 - 70%; la actividad biolgica decrece

mucho cuando la humedad est por debajo del 30%; por encima del 70% el

agua desplaza al aire en los espacio libres existentes entre las partculas,

reduciendo la transferencia de oxgeno y producindose una anaerobiosis.

Cuando las condiciones se hacen anaerobias se originan malos olores y

disminuye la velocidad del proceso.

El exceso de humedad puede ser reducido con una mayor

aireacin Haug (1993), citado por MORENO y MORAL (2007). A su vez, con un

buen control de la humedad y de la aireacin, puede llevarse a cabo el control

de la temperatura. Por lo tanto, la humedad ptima depende del tipo de

residuo; as se ha encontrado que, para la paja de cereales est entre 75 y


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12

85%, para astillas de madera entre 75 y 90% y para residuos slidos urbano

(RSU) entre 50 y 55% (Haug, 1993), citado por MORENO y MORAL (2007).

2.7.1.3. pH

El pH tiene una influencia directa en el compostaje debido a su

accin sobre la dinmica de los procesos microbianos. Mediante el seguimiento

del pH se puede obtener una medida indirecta del control de la aireacin de la

mezcla, ya que si en algn momento se crean condiciones anaerbicas seliberan cidos orgnicos que provocan el descenso del pH BUENO y DAZ

(2008). Segn algunos autores la evolucin del pH en el compostaje presenta

tres fases (figura 3). Durante la fase mesfila inicial se observa una disminucin

del pH debido a la accin de los microorganismos sobre la materia orgnica

ms lbil, producindose una liberacin de cidos orgnicos. Eventualmente,

esta bajada inicial del pH puede ser muy pronunciada si existen condiciones

anaerbicas, pues se formarn an ms cantidad de cidos orgnicos. En una

segunda fase se produce una progresiva alcalinizacin del medio, debido a la

descomposicin de las protenas (Snchez et al., 2001), citado por MORENO y

MORAL (2007). Y en la tercera fase el pH tiende a la neutralidad debido a la

formacin de compuestos hmicos que tienen propiedades tampn.

Suler y Finstein (1977), citado por MORENO y MORAL (2007)

establecieron una relacin entre los cambios de pH y la aireacin de la mezcla,

concluyendo que un compostaje con la aireacin adecuada conduce a

productos finales con un pH entre 7 y 8; valores ms bajos del pH son

indicativos de fenmenos anaerbicos y de que el material an no est


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13

maduro. Posteriormente estos mismos autores estudiaron las relaciones pH

aireacin - microorganismos existentes en el proceso, y dedujeron que la

degradacin orgnica se inhibe a pH bajos, por lo que si el pH se mantiene por

encima de 7,5 durante el proceso es sntoma de una buena descomposicin.

Figura 3. Evolucin del pH durante el proceso de compostaje.

2.7.1.4. Aireacin

Para el correcto desarrollo del compostaje es necesario asegurar la

presencia de oxgeno, ya que los microorganismos que en el intervienen son

aerobios. Las pilas de compostaje presentan porcentajes variables de oxgeno

en el aire de sus espacios libres: la parte ms externa contiene casi tanto

oxigeno como el aire (18 - 20%); hacia el interior el contenido de oxigeno va

disminuyendo hasta el punto de que a una profundidad mayor de 60 cm el


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contenido de oxigeno puede estar entre 0.5 - 2% (Ekinci et al., 2004), citado por

MORENO y MORAL (2007).

(Bidling, 1996), citado por MORENO y MORAL (2007) nos indica

que una aireacin insuficiente provoca una sustitucin de los microorganismos

aerobios por anaerobios, con el consiguiente retardo en la descomposicin, la

aparicin de sulfuro de hidrogeno y la produccin de malos olores. El exceso

de ventilacin podra provocar el enfriamiento de la masa y una alta

desecacin con la consiguiente reduccin de la actividad metablica de los

microorganismos segn Zhu (2006), citado por MORENO y MORAL (2007).

Durante el proceso de maduracin no deben hacerse aportaciones

adicionales de oxgeno, ya que una excesiva aireacin podra dar lugar a un

consumo de los compuestos hmicos formados y una rpida mineralizacin de

los mismos (Tomati et al., 2000), citado por MORENO y MORAL (2007).

2.7.1.5. Espacio de aire libre

El Espacio de Aire Libre (Free Air Space, FAS), relaciona los

contenidos de humedad (H), la densidad aparente (Da), la densidad real (Dr) y

la porosidad (P), es decir, tiene en cuenta la estructura fsica de los residuos. El

FAS, calculado por la ecuacin, da idea de las cantidades relativas de agua y

aire existentes en la masa de compostaje (BUENO y DAZ, 2008).

Jeris y Regan (1973), citado por MORENO y MORAL (2007)

estudiando diferentes residuos, establecieron que el proceso de compostaje


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ocurra con mayor rapidez (mayor consumo de oxigeno) cuando el valor de

FAS era 30 - 35%, independiente de la naturaleza del residuo.

2.7.2. Parmetros relativos a la naturaleza del sustrato

2.7.2.1. Tamao de partcula

BUENO y DAZ (2008) indican que el tamao inicial de las

partculas que componen la masa a compostar es una importante variable para

la optimacin del proceso, ya que cuanto mayor sea la superficie expuesta al

ataque microbiano por unidad de masa, ms rpida y completa ser la

reaccin. Por lo tanto, el desmenuzamiento del material facilita el ataque de los

microorganismos y aumenta la velocidad del proceso. Sin embargo Haug,

1993), citado por MORENO y MORAL (2007) afirma que un pequeo tamao

de partcula provoca una gran superficie de contacto para el ataque microbiano,tambin se reduce el espacio entre partculas y aumenta las fuerzas de friccin;

esto limita la difusin de oxgeno hacia el interior y de dixido de carbono hacia

el exterior, lo cual restringe la proliferacin microbiana y puede dar lugar a un

colapso microbiano al ser imposible la aireacin por conveccin natural. Por

otra parte, un producto muy fino no es aconsejable por riesgos de

compactacin.

Asimismo (MORENO y MORMENEO, 2008) indica que a menor

tamao de partcula, mayor es la superficie en contacto con los

microorganismos, y consecuentemente, se facilita la degradacin de materia

orgnica. Adems un tamao de partcula pequeo facilita la homogenizacin y


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mezcla de los materiales, y favorece el aislamiento trmico, lo que ayuda al

mantenimiento de las temperaturas ptimas durante todas las etapas del

proceso. No obstante, un tamao de partcula excesivamente pequeo, puede

provocar la compactacin del material y por tanto generar condiciones de

anoxia.

Las dimensiones consideradas ptimas son distintas segn los

criterios de distintos autores, variando entre 1 y 5 cm (Haug, 1993), citado por

MORENO y MORAL (2007) entre 2 y 5 cm (Kiehl, 1985), citado por MORENO y

MORAL (2007) o entre 2,5 y 2,7 cm Tchobanogolus et al (1994), citado por

MORENO y MORAL (2007), por otra parte (DE CARLO et al., 2001) alega que

las partculas entre 1 y 3 cm3, son tamao adecuado para el ataque

microbiano.

2.7.2.2. Relaciones C/N y C/P

Para un correcto compostaje en el que se aproveche y retenga la

mayor parte del C y del N, la relacin C/N del material de partida debe ser la

adecuada (BUENO y DAZ, 2008). Los microorganismos utilizan generalmente

30 partes de C por cada una de N; por esta razn se considera que el intervalo

de C/N tericamente ptimo para el compostaje de un producto es de 25 - 35,

segn Jhorar et al (1991), citado por MORENO y MORAL (2007). Asimismo

(BUENO y DAZ, 2008) indican que la relacin C/N es un importante factor que

influye en la velocidad del proceso y en la prdida de amonio durante el

compostaje; si la relacin C/N es mayor que 40 la actividad biolgica disminuye

y los microorganismos deben oxidar el exceso de carbono con la consiguiente


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17

ralentizacin del proceso, debido a la deficiente disponibilidad de N para la

sntesis proteica de los microorganismos. Si el residuo tiene una alta relacin

C/N, pero la materia orgnica es poco biodegradable, la relacin C/N disponible

realmente para los microorganismos es menor y el proceso evolucionar

rpidamente, pero afectar slo a una proporcin de la masa total. Si la

relacin C/N es muy baja el compostaje es ms rpido pero el exceso de

nitrgeno se desprende en forma amoniacal, producindose una

autorregulacin de la relacin C/N del proceso (BUENO y DAZ, 2008).

La relacin C/N ideal para un compost totalmente maduro es

cercana a 10, similar a la del humus. En la prctica, se suele considerar que un

compost es suficientemente estable o maduro cuando C/N


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18

Figura 4. Evolucin caracterstica de la relacin C/N durante el proceso de

compostaje.

Por otra parte, (BUENO y DAZ, 2008) indican que el fsforo es elnutriente ms importante, tras el C y el N, por lo que tambin debe estar

presente en unas cantidades mnimas para que el proceso se lleve a cabo

correctamente. La relacin C/P para el compostaje es ptima entre 75 y 150,

mientras que la relacin N/P debe estar entre 5 y 20.

2.7.2.3. Nutrientes

Segn (Kiehl, 1985), citado por MORENO y MORAL (2007), la

caracterstica qumica ms importante de los sustratos es su composicin

elemental. La utilidad agronmica de los residuos con posibilidad de ser

compostados est en funcin de la disponibilidad de los elementos nutritivos

que posean. Tambin Castaldi et al (2005), citado por MORENO y MORAL


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(2007) menciona que los microorganismos slo pueden aprovechar

compuestos simples, por lo que las molculas ms complejas se rompen en

otras ms sencillas (por ejemplo las protenas en aminocidos y estos en

amonaco) para poder ser asimiladas.

Entre los elementos que componen el sustrato destacan el C, N, y

P, que son macronutrientes fundamentales para el desarrollo microbiano

(BUENO y DAZ, 2008).

2.7.2.4. Materia orgnica

El conocimiento del contenido de los compost en materia orgnica

es fundamental, pues se considera como el principal factor para determinar su

calidad agronmica (Kiehl, 1985), citado por MORENO y MORAL (2007).

Durante el proceso de compostaje la materia orgnica tiende a descenderdebido a su mineralizacin y a la consiguiente prdida de carbono en forma de

anhdrido carbnico; estas prdidas pueden llegar a representar casi el 20% en

peso de la masa compostada Zucconi y De Bertoldi (1987), citado por

MORENO y MORAL (2007). Este descenso de materia orgnica transcurre en

dos etapas fundamentalmente. En la primera se produce un rpido

decrecimiento de los carbohidratos, transformndose las cadenas carbonadas

largas en otras ms cortas con la produccin de compuestos simples; algunos

de los cuales se reagrupan para formar molculas complejas dando lugar a los

compuestos hmicos. En la segunda etapa una vez consumida los compuestos

lbiles, otros materiales ms resistentes como las ligninas se van degradando

lentamente y/o transformndose en compuestos hmicos (Tomati et al., 2000 y


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20

Castaldi et al., 2005), citado por MORENO y MORAL (2007); generalmente

este ltimo cambio no finaliza durante el tiempo que dura el compostaje.

Algunos compuestos procedentes de la materia orgnica son utilizados por los

microorganismos para formar sus tejidos y otros son transformados en

anhdrido carbnico y agua. Los nuevos materiales formados poseen unas

propiedades distintas a las de los materiales originales, confirindole a la masa

unas caractersticas fsicas y qumicas distintas (Haug, 1993), citado por

MORENO y MORAL (2007). La velocidad de transformacin de materia

orgnica depende de su naturaleza fsica y qumica, de los microorganismos

que intervienen y de las condiciones fisicoqumicas del proceso (humedad,

aireacin, temperatura y pH (Michel et al., 2004), citado por MORENO y

MORAL (2007).

Tanto las prdidas de peso por mineralizacin de la materia

orgnica, como las de otros nutrientes durante el compostaje, pueden ser

evaluadas mediante un balance materia. En la figura 5 se presenta un

diagrama del balance de materia durante el compostaje de lo cual se puede

deducir la siguiente ecuacin.

En el balance total:


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21

Figura 5. Representacin esquemtica del balance de materia en el

compostaje.

Pila decompost

- H2O-S:(Agua evaporada dela pila)

- CO2-S:(Dixido de carbonode salida de la pila)

- NH3-S:(Amoniaco de salidade la pila)

- NS: Nitrgeno (y resto decomponentes del aire) desalida del proceso.

- H2O-E: (Agua aadida a la pila durante elproceso).

- AE: (Aire aadido a la pila durante elproceso (aire necesario segn ajusteestequiomtrico).

OI:(Material orgnicoseco a la entrada).

II:(Material inorgnicoseco entrada).

H2O-I: (Agua inicial delos materiales).

OF: (Material orgnicoseco a la salida).

IF: (Material inorgnicoseco a la salida).

H2O-F: (Agua final delos materiales).

OI+II+H2O-I+H2O-E+AE = OF+IF+H2O-F+ H2O-S+CO2-S+NH3-S+NS

OI: Material orgnico secoentrada.

II: Material inorgnico secoentrada.

H2O-I: Agua inicial de losmateriales.

H2O-E: Agua aadida a lapila

AE:Aire aadido a la pila.

OF: Material orgnico seco a lasalida.

IF: Material inorgnico seco a lasalida.

H2O-F: Agua final de losmateriales.

H2O-S:Agua evaporada de salida.CO2-S: Anhdrido carbnico de

salida.NH3-S:Amoniaco de salida.NS: Nitrgeno (y resto de

componentes aire) salida.


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22

Para predecir la cantidad del producto final (OF + IF) es necesario

conocer la biodegrabilidad de la materia orgnica de partida. La biodegrabilidad

indica la cantidad de materia orgnica que puede descomponerse, o que se ha

descompuesto, de una mezcla o de un producto determinado. La

biodegrabilidad es por tanto una medida de la degradabilidad de un sustrato

Tchobanogolus et al (1994), citado por MORENO y MORAL (2007). En el

cuadro 2, se muestra la degradabilidad de algunos compuestos de los residuos

orgnicos.

Cuadro 2. Biodegrabilidad de los principales componentes orgnicos de los

sustratos (Haug, 1993).

Componente Degradabilidad (%)

Celulosa

Hemicelulosas

Otros azucares

Ligninas

Lpidos

Protenas

70

70

70

0

50

50

2.7.2.5. Conductividad elctrica

Segn (Snchez et al., 2001), citado por MORENO y MORAL

(2007) la conductividad elctrica de un compost est determinada por la

naturaleza y composicin del material de partida, fundamentalmente por su


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23

concentracin de sales y en menor grado por la presencia de iones amonio o

nitrato formado durante el proceso.

La CE tiende generalmente a aumentar durante el proceso de

compostaje debido a la mineralizacin de la materia orgnica, hecho que

produce un aumento de la concentracin de nutrientes. Ocurre a veces un

descenso de la CE durante el proceso, lo que puede deberse a fenmenos de

lixiviacin en la masa, provocados por una humectacin excesiva de la misma

(BUENO y DAZ, 2008).

2.8. Los microorganismos del proceso de compostaje

Segn (MORENO y MORMENEO, 2008), el conocimiento de la

microbiota implicada en el compostaje puede ayudar a mejorar el proceso,

tanto en lo concerniente a su desarrollo, como en la calidad de los productosfinales. A pesar del avance en el conocimiento del ecosistema de la pila de

compostaje, actualmente ninguna de las dos aproximaciones (con cultivo y sin

cultivo) se considera superior a la otra para monitorear tanto la biodiversidad

como la sucesin microbiana durante el compostaje y, por lo general, se

utilizan combinaciones de varios procedimientos Takaku et al (2006), citado

por MORENO y MORAL (2007).

2.8.1. Diversidad microbiana de la pila de compostaje

La diversidad microbiana es un prerrequisito para el compostaje

satisfactorio de cualquier sustrato. Durante el mismo se desarrolla una gran

variedad de microorganismos aerobios mesfilos, termotolerantes y termfilos


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24

que incluyen bacterias, actinomicetos, hongos y levaduras. Algunos estudios

puntuales han detectado tambin la presencia de arqueas MORENO y

MORMENEO (2008).

Ryckeboer (2003), citado por MORENO y MORAL (2007) realiz un

inventario exhaustivo de los microorganismos detectados en diferentes

procesos de compostaje mediante tcnicas que implican cultivo. En dicho

trabajo se contabilizaron un total de 155 especies distintas de bacterias, 33 de

las cuales son actinomicetos, pertenecientes a 66 gneros diferentes, y 408

especies de hongos incluidos en 160 gneros distintos.

Asimismo (Haruta et al., 2005), citado por MORENO y MORAL

(2007) indica que las bacterias identificadas en compostaje incluyen diversas

especies agrupadas filogenticamente en los siguientes grupos: Bacilos Gram

positivos de bajo contenido G+C (clase Bacilli), clostridios, especies del Phylum

Bacteroides (Cytophaga - Flavobacterium - bacteroides), Proteobacterias,

Actinobacterias y los gneros Hydrogenobacter y Thermus. Los gneros

bacterianos ms frecuentemente detectados en la mayora de procesos de

compostaje son Bacillus, Pseudomonas y el actinomiceto Streptomyces

(MORENO y MORMENEO, 2008).

(Cahyani et al., 2004), citado por MORENO y MORAL (2007) indica

que en el compostaje solo se han detectado arqueas anaerobias productoras

de metano cuya presencia en este ambiente tpicamente aerobio podra estar

relacionado con la formacin de microambientes anaerobios en el seno de la

pila de compostaje.


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25

MORENO y MORMENEO (2008) afirma que los hongos y

levaduras encontradas durante el compostaje pertenecen a las clases

Ascomycetes, Zigomicetes, Basidiomycetes, Saccharomycetes y

Ureidiomycetes, orden decreciente en cuanto a la frecuencia de especies

detectadas de cada clase en distintos procesos de compostaje.

Segn MORENO y MORMENEO (2008), en cada ciclo de

calentamiento/enfriamiento, no se vuelven alcanzar los mismos niveles que en

la etapa anterior. Por estas razones, en las ltimas fases del proceso existe un

claro predominio de hongos y actinomicetos, mientras que en la primera fase

mesfila dominan las bacterias y en la termfila algunas bacterias y

actinomicetos.

2.9. Microorganismos eficaces (EM)

Una de las alternativas que se presenta actualmente es la

aplicacin de Microorganismos Eficaces (EM), que bien utilizados puede

reducir no slo la contaminacin del microambiente (control de malos olores,

moscas), sino tambin mejorar la calidad del producto, acelerar la

estabilizacin del proceso, pues el EM es un inoculado constituido por la

mezcla de varios microorganismos benficos (levaduras, actinomicetos,

bacterias acido lcticas y fotosintticas) que son mutuamente compatibles entre

s y coexisten en un cultivo lquido (HIGA, 1997).

El producto es una solucin liquida concentrada de color mbar,

que contiene un cultivo mixto de microorganismos benficos naturales,


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26

presentes en ecosistemas naturales, sin manipulacin gentica y

fisiolgicamente compatibles entre s (CESPEDES et al., 2010).

Los principales grupos de microorganismos presentes en el EM

son: Bacterias fotosintticas (Rhodopseudomonas sp),Bacterias cido

lcticas(Lactobacillus sp),Levaduras(Saccharomyces sp), Actinomicetes

(Streptomyces sp) yhongos fermentativos o filamentosos(Aspergillus y

Penicillium sp). Estos grandes grupos representan unas 80 especies de

microorganismos.

2.10. Inoculante de microorganismos endgenos para acelerar el

proceso compostaje de residuos slidos urbanos

El objetivo fue acelerar el proceso de compostaje de residuos

slidos urbanos, se inocularon pilas de material con una mezcla demicroorganismos endgenos. Las bacterias se identificaron como Bacillus

subtillis y Pseudomonas fluorescens y un hongo,Aspergillus fumigatus.

Los resultados mostraron que las pilas inoculadas alcanzaron las

caractersticas de estabilidad y madurez, cuatro semanas antes de la pila

control sin inoculacin. Estos resultados indicaron que el inculo fue til para

acelerar el proceso de compostaje en residuos urbanos (CARIELLO et al.,

2007).

2.11. Control y seguimiento del proceso de compostaje

Segn (HUERTA et al., 2008), cuando se habla de la importancia

de controlar el desarrollo adecuado del compostaje, se hace referencia


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lgicamente a la obtencin de un producto final de calidad y un rendimiento

correcto; pero este control tambin es imprescindible para garantizar la

viabilidad y la buena gestin de las plantas en cuestiones como la ocupacin

del espacio o la minimizacin de emisiones de malos olores.

Controlar el proceso implica asegurar las condiciones para la

accin de los microorganismos, que son los verdaderos protagonistas del

compostaje, y eso requiere hacer un seguimiento de los materiales que

participarn, decidir la proporcin de mezcla que se utilizar (contemplando

tanto la aireacin y buena homogenizacin de la masa como el equilibrio de

nutrientes), asegurar que en cada etapa se mantengan los niveles de humedad

y oxgeno adecuados, comprobar la temperatura y otros parmetros que nos

confirmen que todo se va desarrollando segn las previsiones. Tambin hay

que saber interpretar el aspecto y olor de los materiales en las diferentes

etapas y, si es preciso, adoptar las medidas correctoras necesarias para

reactivar el proceso ante posibles incidencias.

Tambin se ha podido constatar la importancia de contar con la

implicacin del personal que trabaja directamente en planta. La formacin de

los trabajadores en los conocimientos bsicos del compostaje asegura una

mejor gestin al dotar al jefe de planta de una valiosa herramienta de control,

ejercido por las personas que ms horas pasan visualizando la marcha del

proceso. El cuadro 3 recoge algunas cuestiones junto a otras propuestas que

se consideran aconsejables para lograr un desarrollo satisfactorio del proceso.


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Cuadro 3. Control bsico sobre las diferentes operaciones y el proceso.

Forma de

control

Controles habituales Registros y frecuencia

Determinaciones

aconsejables y

frecuencia

Calidad descarga -Visual

-Impropios, presencia de

restos vegetales poda

mezclados con la FORM,

lixiviados, olores y

putrefaccin.

-Control de cada entrada y anotacin de

las incidencias.

-Caracterizacin

trimestral de la

FORM.

Mezcla-Visual

-Proporcin volumtrica de

cada material, tamao RV,

presencia de bolsas

cerradas, homogeneidad y

esponjosidad de la mezcla.

-Control de cada operacin.

-Registrar pautas y cambios realizados

en la preparacin y sus motivos.

-Densidad

aparente (en

planta).

-% humedad

-Frecuencia

mensual.


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Seleccin de

pretratamiento-Visual

-Presencia de material

orgnica en el rechazo.

-Presencia de impropios en

el material que contina el

proceso.

-Control cada vez que se hace la

operacin.

-Registro de generacin y salidas de

rechazo de pretratramiento.

-Caracterizacin

trimestral del

rechazo.

Desarrollo

maduracin

-Visual

-Tctil

-Instrumental

-Laboratorio

- Los mismos aspectos que

para la descomposicin y

adems:

-Presencia de

actinomicetos.

-Especial atencin al estado

de degradacin del material

para decidir el paso a

afino.

-Observacin visual diario.

-Control y registro semanal de los

parmetros medidos.

-Registro de fechas de volteo y riego.

-Registro de la duracin total de la

etapa.

-% humedad.

-Frecuencia: dos

veces durante la

etapa.


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30

Afino-Visual

-Observar impropios en el

pasante del afino primario

para recircularlo o no.

-Prdidas de compost en el

recirculado.

-Rechazos (cantidad y

origen).

-Rendimientos.

-Control visual cada vez que se hace la

operacin.

- Registro de datos para cada partida y

de todas las anomalas.

-Medida de rendimientos con

periodicidad trimestral.

-Densidad y % de

H, fraccin

gruesa de mesa

densimtrica y

del recirculado.

-Frecuencia: por

cada pila (o

partida) del

material.

-Caracterizacin

trimestral de

rechazos.

Compost

-Visual

-Determinaciones

en planta

-Laboratorio

- Olor, color homogeneidad,

granulometra, formacin

agregados, calentamiento,

impurezas.

- Control visual frecuente y registro de

incidencias.

- Registro de las observaciones hechas

para cada partida.

-Densidad

aparente (en

planta).

-% humedad.


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31

externo -Condiciones de almacenaje

y cambios posibles

(aumento de temperatura,

compactacin, humedad...)

- Parmetros de calidad de

compost.

-Rendimiento.

-Test de

autocalentamien

to u otros tests

en planta.

-Frecuencia: para

cada partida.

-Analtica

completo en

laboratorio

externo

trimestral.

Rendimiento del

proceso y balance

de masas

Adems de los controles visuales orientativos sobre el desarrollo del proceso se han de hacer semestralmente

balances de masas y volumen para comprobar el rendimiento productivo y las reducciones volumtricas que se

producen.


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2.12. Rendimientos del proceso y ocupacin del espacio

Los balances de masas realizados por HUERTA et al (2008)dieronrendimientos en peso entre el 20 y el 24 por ciento (compost/FORM). El

balance parte de una FORM con un 5% de impropios que se han segregado

antes de hacer la mezcla.

El estudio del rendimiento del proceso y los balances de masas

resultaron ser instrumentos muy tiles para controlar el desarrollo del proceso,pero tambin permiten planificar la organizacin del espacio a partir de la

comprobacin de las reducciones volumtricas que se producen (HUERTA et

al., 2008).


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33

III. MATERIALES Y MTODOS

3.1. Lugar de ejecucin

La presente prctica se ejecut en la Planta Piloto de

Transformacin de Residuos Slidos Orgnicos de la Municipalidad Provincial

de Leoncio Prado, ubicado en el centro poblado de Mapresa, distrito Padre

Felipe Luyando, provincia de Leoncio Prado, regin Hunuco, con una altitud

de 640 m.s.n.m. cuyas coordenadas geogrficas son 390079, 8975259.

El clima de esta zona es correspondiente a selva alta, clima

tropical, con una temperatura media anual oscilante entre 22 y 26C

alcanzando una temperatura mxima de 35C y disminuyendo a un mnimo de

17C. Presenta una humedad relativa mxima del 88% y una mnima del 74%,

con una precipitacin media anual de 3300 mm.

3.2. Materiales y equipos

3.2.1. Materiales

- Libreta de campo

- Plstico de 1.5 m x 2.0 m.

- Guantes

- Mascarilla

- Zaranda con mallas de 1 cm x 1 cm y 0.25 cm x 0.25 cm


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- Bolsas de 10 y 5 Kg

- Wincha

- Plumn indeleble

3.2.2. Equipos

- Cmara digital

- GPS

- Computadora- Calculadora cientfica

- Balanza tipo reloj

3.3. Metodologa

3.3.1. Determinacin de la composicin de los residuos slidos

orgnicos domiciliarios

Previamente a la conformacin de las pilas muestra de

compostaje, se cogieron al azar 16 bolsas con residuos orgnicos domiciliarios

que ingresan a la planta provenientes de viviendas que participan en el

Programa de Segregacin en Fuente y Recoleccin Selectiva; estos residuos

fueron colocados sobre un plstico de 1.5m x 2m con la finalidad de no

combinarlos con tierra, posteriormente se formaron montones de 10 kg para

tres tipos de tratamientos con dos repeticiones respectivamente, y se

clasificaron en restos de frutas, restos de comidas, restos de verduras, ctricos

y cscara de pltano los cuales fueron separados en bolsas de 5 Kg y con la

ayuda de una balanza tipo reloj se pesaron cada una de las bolsas.


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35

Se calcul el porcentaje de cada componente teniendo en cuenta el

peso total de cada repeticin (WR) y el peso de cada componente (P i) tal como

indica la ecuacin (1)

(1)

Para determinar el porcentaje promedio de cada componente, se

efectu un promedio simple, es decir sumando los porcentajes de cada

tratamiento y dividindolos entre el nmero de repeticiones.

3.3.2. Determinacin del flujograma para el proceso de compostaje

Se describieron cada uno de los procesos de compostaje

respectivamente, hasta obtener el producto final (compost).

a. rea de recepcin y pesado

En esta rea se recepcionan los residuos slidos orgnicos

domiciliarios recolectados por el camin y las motofurgonetas en bolsas verdes,

donde dos trabajadores realizan el pesado del material en una balanza

mecnica de 300 kg de capacidad y a la vez cuentan las bolsas que ingresan; y

un trabajador traslada el material en carretillas para la conformacin de laspilas de compostaje.

b. rea de compostaje

En esta rea 3 personas realizan la apertura de las bolsas, y a la

vez son seleccionados eliminando as el material inorgnico que se encuentra,

se cuenta con 11 pilas, cada pila acumula de 3 das de recoleccin de residuos


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orgnicos y toma un tiempo de transformacin entre 25 a 30 das para la

obtencin de compost, cada pila tiene las siguientes dimensiones 4.5 mx1mx2

m, y el espacio entre las mismas es de 0.8m que permite el desplazamiento del

personal con sus herramientas, son volteadas en forma manual semanalmente

para lo cual se utilizan palanas cucharas, palanas rectas y picos, as como

tambin se proceden a pulverizar cada apilamiento con microorganismos

eficientes en lo cual se utiliza una fumigadora, a fin de controlar los vectores y

malos olores.

c. rea de secado o maduracin

En esta rea cuatro trabajadores usando herramientas manuales

como palanas cucharas, palanas rectas, picos y carretillas, trasladan el

material para su proceso de maduracin por un periodo de uno o dos semanas.

d. rea de cribado

En esta rea cuatro trabajadores proceden a sarandear el compost

en mallas de 1 cm x 1 cm y 0.25 cm x 0.25 cm con la finalidad de obtener un

producto con partculas ms finas de mayor calidad y eliminar el material

inorgnico, el material de partculas mas gruesas son reutilizados como

material de recubrimiento de las pilas; para lo cual usan herramientas

manuales como palanas cucharas y palanas rectas.


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37

e. rea de ensacado

En esta rea el material estable y maduro (compost) se llenan ycosen en costales con recubrimiento plastificado a fin de evitar la humedad y la

alteracin del producto.

3.3.3. Determinacin de la prdida de masa de los residuos slidos

orgnicos domiciliarios en tres tipos de tratamientos

Se pesaron los residuos slidos orgnicos domiciliarios con una

frecuencia diaria cada una de las pilas muestra (camas) de los tres

tratamientos con dos repeticiones respectivamente por un periodo de 30 das,

con la ayuda de una balanza tipo reloj, para lo cual se us el formato tal como

se indica en el anexo B (cuadro 10), independientemente de las caractersticas

de estabilidad y madurez del compost.

3.3.3.1. Anlisis de resultados

Para analizar la prdida de peso diario de los residuos slidos

orgnicos domiciliarios en el proceso de compostaje, con el software Excel se

plotearon en un grfico los datos de peso en Kg vs tiempo (das), a lo cual se

agregaron una lnea de tendencia ajustada, con su respectiva ecuacin.

3.3.4. Determinacin del rendimiento de produccin de compost de

los residuos slidos orgnicos domiciliarios

Se trabaj con muestras de pilas de compostaje de residuos

slidos orgnicos domiciliarios, para lo cual se construyeron 6 pilas muestras

de 0.8 m de largo y 0.4 m de ancho, correspondientes a tres tratamientos; T1


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(sin picar) testigo, T2 (picado con microorganismos eficientes), T3 (picado sin

microorganismos eficientes), con dos repeticiones respectivamente a las que

se les denominaron camas (C1, C2, C3, C4, C5, C6). Las pilas tuvieron en

promedio 0.0064 m3 y 10 kg de material de residuo orgnico domiciliario

provenientes de viviendas que participan en el Programa de Segregacin en

Fuente y Recoleccin Selectiva. Previo a su armado, el material se someti al

picado con un machete, para obtener partculas entre 1 y 5 cm, tamao

adecuado para el ataque microbiano (DE CARLO et al., 2001) para el caso del

T2 y T3. Para asegurar stas condiciones, se realiz un volteo con frecuencia

semanal (CARPIO et al., 1997).

3.3.4.1. Inoculacin de las pilas

La aplicacin se efectu al comienzo del proceso y al momento en

que se realizaba los volteos respectivamente, a razn de 100 ml en el

tratamiento correspondiente.

3.3.4.2. Preparacin de microorganismos eficientes

Se recolect el mulch (hojarasca) de un monte virgen y se coloc

sobre un plstico o mantada, para espolvorear polvillo de arroz en una

proporcin adecuada, de modo que quede espolvoreado homogneamente.

Seguidamente se diluy la melaza de caa en agua para agregar a la

hojarasca y polvillo mezclando homogneamente, de tal manera que quede

hmedo todo la mezcla. Posteriormente se gener otra capa del preparado

anterior, realizando el mismo procedimiento hasta tener el volumen requerido

para el trabajo. Por ltimo se comprimi bien en un bidn lo preparado hasta


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39

llenarlo y se tap hermticamente para la fermentacin anaerbica y se

esper un mes para su utilizacin El sobrante del preparado se ferment

aerbicamente por espacio de 8 das.

3.3.4.3. Anlisis de resultados

Para los anlisis de los resultados, se emple el diseo

experimental completo al azar (DCA), para dicho anlisis se usaron los datos

de peso del producto final obtenido (compost) de cada uno de las muestras depilas, los cuales fueron agrupados de la siguiente manera: Los tratamientos

fueron T1 (sin picar) testigo, T2 (picado con MME), T3 (picado sin MME), con

dos repeticiones respectivamente.

Se realiz un anlisis de varianza (ANOVA) y la prueba de Fisher

con un nivel de significacin del =0.05 y =0.01.

Cuadro 4. Representacin simblica de los datos del peso del producto final

(compost) de los tratamientos respectivamente.

Repeticiones (n)

Tratamientos

T1 T2 T3

1 Y11 Y12 Y13

2 Y21 Y22 Y23


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40

Cuadro 5. Representacin simblica del anlisis de varianza (ANOVA).

FV GL SC CM Fcal

Tratamiento

Error

Experimental


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IV. RESULTADOS

4.1. Composicin de los residuos slidos orgnicos domiciliarios

Cuadro 6. Composicin de los residuos slidos orgnicos domiciliarios en tres

tratamientos.

Tratamientos

T1 T2 T3Promedio

C1 (%) C4 (%) C2 (%) C5 (%) C3 (%) C6 (%)

Restos de verdura 7.0 17.5 14.0 4.0 28.5 11.5 13.75

Restos de frutas 20.0 0.0 5.5 19.0 0.0 20.0 10.75

Ctricos 40.0 10.5 2.0 0.0 8.5 4.5 10.92

Cscara de pltano 15.0 49.5 49.0 25.5 37.0 13.5 31.58

Restos de comida 18.0 22.5 29.5 51.5 26.0 50.5 33.00

Total 100 100 100 100 100 100

El cuadro 6 nos indica la variacin de la composicin de los

residuos slidos orgnicos en los tres tratamientos los cuales estn

conformados por un 13.75% de restos de verdura, 10.75% de restos de frutas,

10.92% ctricos, 31.58% de cscara de pltano, y un 33% de restos de comida,

asimismo podemos observar que en el tratamiento 1 el que presenta mayor

peso son los ctricos y cscara de pltano, mientras que en el tratamiento 2 y 3

el que presenta mayor peso son cscara de pltano y restos de comida.


51/88

42

Figura 6. Porcentaje de residuos orgnicos en la cama 1 (C1), tratamiento 1.

En la figura 6 correspondiente al tratamiento 1, la cama 1 est

conformada por un 15% de cscara de pltano, 18% de restos de comida, 7%

de restos de verdura, 20% de restos de frutas y un 40% de ctricos.


7%

20%

40%

15%

18%

Restos de verdura Restos de frutas Citricos

Cascara de platano Restos de comida

17%

0%

10%

50%

23%




52/88

43



de restos de verdura y un 10% de ctricos.





14%

6%2%

49%

30%




53/88

44




de restos de verdura, 19% de restos de frutas.


4%

19%

0%

26%

52%



29%

0%

9%

37%

26%




54/88

45



de restos de verdura, y un 9% de ctricos.





12%

20%

4%

14%

51%




55/88

46

4.2. Determinacin del flujograma del proceso de compostaje

Figura 12. Flujograma del proceso de compostaje en la planta piloto de

transformacin de residuos orgnicos.

Material orgnicoestable y maduro

Compost (abonoorgnico)

Material particulado

Material particulado

Material de rechazo

Calor

Lixiviados

Residuos inorgnicos(bolsas, latas, etc)

Calor

COV

Material orgnico enproceso demaduracin

Residuos orgnicos

domiciliarios

Residuos

inorgnicos (bolsas)

Residuos orgnicosdomiciliarios

rea de recepc in y

pesado

rea de compo staje

rea de secado o

maduracin

rea de cribado

rea de ensacado

Material de curado(cal)

Aserrn


56/88

47

4.3. Determinacin de la prdida de masa de los residuos slidos

orgnicos domiciliarios durante el proceso de compostaje en tres

tipos de tratamientos

Figura 13. Prdida de masa en la cama 1 (C1), tratamiento 1.

En la figura 13 la prdida de masa de la cama 1 correspondiente al

tratamiento 1 tiene una relacin indirecta con respecto al tiempo, evaluadas en

30 das, la cual se ajusta a una ecuacin polinmica de grado 2 y = 0.0094x2 -

0.5657x + 10.686 con un R2= 0.9894.

y = 0.0094x2- 0.5657x + 10.686

R = 0.9894

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

Peso

(kg)

Tiempo (das)

C1

Polinmica (C1)


57/88

48





0.4798x + 10.967 con un R2= 0.9893.


y = 0.006x2- 0.4798x + 10.967R = 0.9893

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

Peso(kg)

TIEMPO

C4

Polinmica (C4)

y = 0.0044x2- 0.4095x + 10.571R = 0.9917

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

Peso(kg)

Tiempo (dias)

C2

Polinmica (C2)

Tiempo (das)


58/88

49




0.4095x + 10.571 con un R2= 0.9917.





0.4661x + 10.474 con un R2= 0.9902.

y = 0.0055x2- 0.4661x + 10.474R = 0.9902

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

Dia

0

Dia

2

Dia

4

Dia

6

Dia

8

Dia

10

Dia

12

Dia

14

Dia

16

Dia

18

Dia

20

Dia

22

Dia

24

Dia

26

Dia

28

Dia

30

Peso(k

g)

Tiempo (das)

C5

Polinmica (C5)


59/88

50





0.4848x + 10.711 con un R2= 0.9937.


y = 0.0062x2- 0.4848x + 10.711R = 0.9937

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

Peso(kg)

Tiempo (das)

C3

Polinmica (C3)

y = 0.0042x2- 0.4051x + 10.371R = 0.9835

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

Peso(kg)

TIEMPO (DIAS)

C6

Polinmica (C6)

Tiempo (das)


60/88

51




0.4051x + 10.371 con un R2= 0.9835.

Figura 19. Prdida de masa en el proceso de compostaje en los tres

tratamientos respectivamente.

En la figura 19 se puede apreciar que la prdida de masa de los

residuos slidos orgnicos domiciliarios durante el proceso de compostaje en

los tres tratamientos: T1 (sin picar) testigo, T2 (picado con MME), T3 (picado

sin MME) tienen una relacin indirecta con respecto al tiempo, con pendiente

negativa.

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

0 5 10 15 20 25 30 35

Peso(Kg)

Tiempo (das)

C1C4

C2

C5

C3

C6


61/88

52

4.4. Determinacin del rendimiento de produccin de compost de los

residuos slidos orgnicos domiciliarios en tres tipos de

tratamientos

Cuadro 7. Pesos del producto final (compost) en (Kg).

Repeticiones (n)

Tratamientos

T1a T2 T3c

1 0.70 0.55 0.65

2 0.60 0.70 0.50

aT1= Sin picar.

bT2= Picado con microorganismos eficientes

cT3= Picado sin microorganismos eficientes.

Cuadro 8. Anlisis de varianza del cuadro 7.

FV GL SC CM Fcal Ftab(=0.05) Ftab(=0.01)

Tratamiento 2 0.0058 0.0029 0.32 9.55 30.82

Error

experimental3 0.0275 0.0092

5 0.0333


62/88

53

Cuadro 9. Resumen de prdidas de masa (Kg) durante proceso de compostaje

hasta obtener el producto final (compost).

Tratamientos

Inicio del

proceso

(Kg)

Final del proceso

producto estable

y maduro (Kg)

Compost

(Kg)

Rechazo

(Kg)

T1C1 10 1.50 0.70 0.80

C4 10 1.30 0.60 0.70

T2C2 10 1.35 0.55 0.80

C5 10 1.30 0.70 0.60

T3C3 10 1.30 0.65 0.65

C6 10 1.30 0.50 0.80

Promedio 0.62 0.73

Figura 20. Fracciones en porcentaje de compost, material de rechazo y

prdidas por proceso en la cama 1 (C1), tratamiento 1.

0%10%20%30%40%

50%60%70%80%90%

100%

C1

Prdidas por proceso

Material de rechazo

Compost


63/88

54

En la figura 20 podemos observar como el material que ingresa en

la cama 1 correspondiente al tratamiento 1 es transformado donde el compost

solo representa el 7%, y el material de rechazo representa el 8% mientras que

las prdidas por el proceso de compostaje representan el 85%.







0%10%20%30%40%50%60%

70%80%90%

100%

C4

Prdidas por proceso

Material de rechazo

Compost


64/88

55









0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

C2

Prdidas por proceso

Material de rechazo

Compost

0%10%20%30%40%50%

60%70%80%90%

100%

C5

Prdidas por proceso

Material de rechazo

Compost


65/88

56











0%10%20%30%40%50%60%

70%80%90%

100%

C3

Prdidas por proceso

Material de rechazo

Compost


66/88

57








prdidas por proceso en los tres tratamientos.

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

C6

Prdidas por proceso

Material de rechazo

Compost

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C1 C4 C2 C5 C3 C6

Prdidas por proceso

Material de rechazo

Compost


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58

V. DISCUSIN

Segn la composicin de los residuos slidos orgnicos

domiciliarios descritos anteriormente las pilas muestras o camas varan de la

siguiente manera: los restos de verdura varan desde un 4% hasta un 29%, los

restos de frutas varan desde 0% hasta un 20%, los ctricos varan desde 0%

hasta un 40%, cscara de pltano varan desde 14% hasta un 50%, y restos de

comida varan desde un 18% hasta un 52%, con promedios de 13.75%

10.75%, 10.92%, 31.58%, y 33% respectivamente (cuadro 6), como

consecuencia de las actividades cotidianas del hogar, es decir el material que

se trata por lo general es de descomposicin rpida; los cuales no pretenden

restringir los residuos a utilizar, son nicamente una fuente de informacin del

material con lo que se trabaj.

Segn el flujograma del proceso de compostaje identificado,

existen 5 reas principales en la planta piloto de transformacin de residuos

slidos orgnicos: rea de recepcin y pesado, rea de compostaje, rea de

secado o maduracin, rea de cribado y rea de ensacado (figura 12); en cada

una de las operaciones que se realizan en las reas respectivamente se usan

herramientas manuales y mano de obra no calificada, es decir la operacin es

manual.


68/88

59

Las prdidas de masas durante el proceso de compostaje fueron

evaluados en los tres tipos de tratamientos por un periodo de 30 das,

independientemente del tiempo de estabilidad y madurez, ya que el

tratamiento 2 (picado con micoorganismos eficientes) alcanz las

caractersticas de estabilidad a los 21 das, y a los 31 das las caractersticas

de madurez, mientras que los tratamientos 1 y 3 (testigo y picado sin

microorganismos eficientes) alcanzaron las caractersticas de estabilidad a los

35 y 30 das respectivamente, y las caractersticas de madurez a los 46 y 41

das respectivamente, asimismo (CARIELLO et al., 2007) demostr que las

pilas inoculadas con una mezcla de microorganismos endgenos alcanzaron

las caractersticas de estabilidad y madurez cuatro semanas antes de la pila

control sin inoculacin, cabe resaltar que en el presente trabajo no se midi los

parmetros fisicoqumicos durante el proceso de compostaje, solo la humedad

y la aireacin se controlaron a travs de mtodos indirectos; por lo consiguiente

para determinar las caractersticas de estabilidad y madurez se tuvo en cuenta

los indicadores sensoriales como el color y el olor.

Segn (BOULTER et al., 2000), este proceso tiene una duracin

variable, dado por la calidad de los residuos, el tamao de partcula,

disposicin de la pila, aireacin, humedad y poblacin biolgica activa y el

perodo de transformacin es cercano a 170 das, e implica la acumulacin de

gran cantidad de material en las plantas de compostaje.

BUENO y DAZ (2008) indican tambin que el desmenuzamiento

del material facilita el ataque de los microorganismos y aumenta la velocidad

del proceso. Adems segn (MORENO Y MORMENEO, 2008) un tamao de


69/88

60

partcula pequeo facilita la homogenizacin y mezcla de los materiales, y

favorece el aislamiento trmico, lo que ayuda al mantenimiento de las

temperaturas ptimas durante todas las etapas del proceso.

Por otra parte, un producto muy fino no es aconsejable por riesgos

de compactacin (Haug, 1993), citado por MORENO y MORAL (2007). Pero

aunque un pequeo tamao de partcula provoca una gran superficie de

contacto para el ataque microbiano, tambin se reduce el espacio entre

partculas y aumenta las fuerzas de friccin (Haug, 1993), citado por MORENO

y MORAL (2007); esto limita la difusin de oxgeno hacia el interior y de dixido

de carbono hacia el exterior, lo cual restringe la proliferacin microbiana y

puede dar lugar a un colapso microbiano al ser imposible la aireacin por

conveccin natural.

Las prdidas de masas durante el proceso de compostaje tienen

una relacin inversamente proporcional, ajustndose todos a una ecuacin

polinmica siendo para la cama 1 y cama 4 correspondiente al tratamiento 1 y

= 0.009x2- 0.565x + 10.68 R = 0.989 y = 0.006x2- 0.479x + 10.96 R = 0.989

para la cama 2 y cama 5 correspondientes al tratamiento 2 y = 0.004x2- 0.409x

+ 10.57 R = 0.991 y = 0.005x2- 0.466x + 10.47 R = 0.990 para la cama 3 y

cama 6 correspondientes al tratamiento 3 y = 0.006x2 - 0.484x + 10.71 R =

0.993 y = 0.004x2 - 0.405x + 10.37 R = 0.983 (figura 13, figura14, figura 15,

figura16, figura 17, figura 18).

Durante el proceso de compostaje las prdidas de masa del

material, son muy significativos tal como lo podemos observar en las figuras


70/88

61

descritas anteriormente, donde por ejemplo la materia orgnica tiende a

descender debido a su mineralizacin y a la consiguiente prdida de carbono

en forma de anhdrido carbnico; estas prdidas pueden llegar a representar

casi el 20% en peso de la masa compostada, tal como indican Zucconi y De

Bertoldi (1987), citado por MORENO y MORAL (2007); donde para predecir la

cantidad del producto final es necesario conocer la biodegrabilidad de la

materia orgnica de partida. La biodegrabilidad es por tanto una medida de la

degradabilidad de un sustrato segn Tchobanogolus et al (1994), citado por

MORENO y MORAL (2007).

Para evaluar el rendimiento de produccin de compost de los

residuos slidos orgnicos domiciliarios, se tuvo en cuenta el peso final del

producto transformado (compost) a partir de 10 kg de material orgnico,

donde el producto final estable y maduro (compost) promedio fue de 0.62 kg,

con 0.73 kg promedio de material de rechazo con dimetros menores que

0.25 cm que sirve como material de recubrimiento de las pilas en proceso de

compostaje (cuadro 9); donde el producto final obtenido (estable y maduro)

posee un olor a tierra de bosquey un color oscuro, adems no se distinguen

la materia orgnica de las que se parti y redujo su peso a un 94% del inicial

con 7% de material de rechazo y 87% corresponde a prdidas por proceso ya

sea por mineralizacin de la materia orgnica, como las de otros nutrientes,

evaporacin en forma de vapor de agua y CO2 ,etc.figuras (19, 20, 21, 22, 23,

24); y de acuerdo al anlisis estadstico (cuadro 8) no hubo diferencia

significativa entre tratamientos con respecto al rendimiento de produccin de

compost para un nivel de significacin de 0.05 y 0.01.


71/88

62

Tal como indica MORENO y MORAL (2007), que un compost con

un alto grado de madurez ha de presentar un olor caracterstico similar al de

tierra hmeda, producido fundamentalmente por la excrecin de geosmina (y

tambin 2-metilisoborneol), metabolito secundario producido por actinomicetos

mesfilos, microorganismos predominantes durante la fase de maduracin del

compost. Asimismo indica que el producto final, despus de un adecuado

perodo de maduracin, ha de presentar un color pardo oscuro o casi negro,

debido a la formacin de grupos cromforos, fundamentalmente de

compuestos con dobles enlaces conjugados y a la sntesis de melanoidinas.

Por ende (HUERTA et al., 2008) afirma que el estudio del

rendimiento del proceso y los balances de masas son instrumentos muy tiles

para controlar el desarrollo del proceso, as como tambin permiten planificar la

organizacin del espacio a partir de la comprobacin de las reducciones

volumtricas que se producen.


72/88

63

VI. CONCLUSION

1. Se determin la composicin los residuos slidos orgnicos domiciliarios y

estn conformados por un 13.75% de restos de verdura, 10.75% de restos

de frutas, 10.92% de ctricos, cascara de pltano 31.58% y un 33%.de

restos de comida.

2. Se determin el flujograma del proceso de compostaje de la planta piloto

de transformacin de residuos orgnicos identificando las siguientes reas:

rea de recepcin y pesado, rea de compostaje, rea de secado o

maduracin, rea de cribado y rea de ensacado.

3. Se determin la prdida de masa de los residuos slidos orgnicos

domiciliarios durante el proceso de compostaje en tres tipos de

tratamientos, mediante grficos los cuales presentaron una relacin

indirecta con respecto al tiempo (das), ajustndose todos a una ecuacin

polinmica de grado dos.

4. Se determin el rendimiento de produccin de compost de los residuos

slidos orgnicos domiciliarios en tres tipos de tratamientos donde el

producto final estable y maduro (compost) promedio fue de 0.62 kg, con

0.73 kg promedio de material de rechazo y no hubo diferencia significativa


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entre tratamientos con respecto al rendimiento de produccin de compost

para un nivel de significacin de 0.05 y 0.01.


74/88

65

VII. RECOMENDACIONES

1. Realizar un anlisis de los parmetros fisicoqumicos y microbiolgicos del

proceso de compostaje.

2. Monitorear constantemente los parmetros fisicoqumicos, para llevar un

correcto proceso.

3. Capacitar a los trabajadores de la planta en aspectos tcnicos en el

desarrollo y control del compostaje.

4. Para trabajos posteriores se recomienda monitorear los parmetros

fisicoqumicos d

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