View
216
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
ELABORACIÓN DE COMPOST A PARTIR DEL ESTIÉRCOL DE CUY (Calvia
Porcellus) Y SU APLICACIÓN EN LA COMUNA LUMBISÍ (SECTOR
CUMBAYÁ)
TRABAJO DE TITULACIÓN, MODALIDAD PROYECTO DE
INVESTIGACIÓN PARA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE INGENIERA QUÍMICA
AUTOR: MARÍA ELIZABETH QUISHPE SACANCELA
QUITO
2017
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
ELABORACIÓN DE COMPOST A PARTIR DEL ESTIÉRCOL DE CUY (Calvia
Porcellus) Y SU APLICACIÓN EN LA COMUNA LUMBISÍ (SECTOR
CUMBAYÁ)
TRABAJO DE TITULACIÓN, MODALIDAD PROYECTO DE
INVESTIGACIÓN PARA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE INGENIERA QUÍMICA
AUTOR: MARÍA ELIZABETH QUISHPE SACANCELA
TUTORA: BqF. MAGDALENA DE LOS ANGELES DÍAZ ALTAMIRANO
QUITO
2017
iii
DERECHOS DE AUTOR
Yo, María Elizabeth Quishpe Sacancela en calidad de autor y titular de los derechos
morales y patrimoniales del trabajo de titulación “Elaboración de Compost a partir del
estiércol de cuy (Calvia Porcellus) y su aplicación en la Comuna Lumbisí (Sector
Cumbayá)”, modalidad proyecto de investigación, de conformidad con el Art. 114 del
CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS,
CREATIVIDAD E INNOVACIÓN, concedo a favor de la Universidad Central del
Ecuador una licencia gratuita, intransferible y no exclusiva para el uso no comercial de
la obra, con fines estrictamente académicos. Conservamos a mi favor todos los
derechos de autor sobre la obra, establecidos en la normativa citada.
Asimismo, autorizo a la Universidad Central del Ecuador para que realice la
digitalización y publicación de este trabajo de titulación en el repositorio virtual, de
conformidad a lo dispuesto en el Art. 144 de la Ley Orgánica de Educación Superior.
El autor declara que la obra objeto de la presente autorización es original en su forma
de expresión y no infringe el derecho de autor de terceros, asumiendo la
responsabilidad por cualquier reclamación que pudiera presentarse por esta causa y
liberando a la Universidad de toda responsabilidad.
María Elizabeth Quishpe Sacancela
C.C: 1713792974
maryelyq_@hotmail.com
iv
APROBACIÓN DEL TUTOR
Yo, BqF Magdalena Díaz, en calidad de tutor de trabajo de titulación, modalidad
proyecto de investigación ‘‘ELABORACIÓN DE COMPOST A PARTIR DEL
ESTIERCOL DE CUY (Calvia Porcellus) Y SU APLICACIÓN EN LA COMUNA
LUMBISÍ (SECTOR CUMBAYÁ) ’’, elaborado por la estudiante María Elizabeth
Quishpe Sacancela de la Carrera de Ingeniería Química, Facultad de ingeniería Química
de la Universidad Central del Ecuador, considero que el mismo reúne los requisitos y
méritos necesarios en el campo metodológico, para ser sometido a la evaluación por
parte del jurado examinador que se designe, por lo que APRUEBO, a fin de que el
trabajo sea habilitado para continuar con el proceso de titulación determinado por la
Universidad Central del Ecuador.
Quito, 10 de Agosto de 2017
--------------------------------------------------------
Tutora: BqF. Magdalena Díaz Altamirano
v
DEDICATORIA
Dedico este trabajo de grado a mis padres: en Especial a mi Papá Juan Clímaco Quishpe
Visculla que es un padre ejemplar en mi vida, para poder culminar con éxito una meta
muy importante la Ing. Química, a mi mamá Etelvina Sacancela Salinas, que en paz
descanse, quien me enseñó a ser fuerte ante toda adversidad, es un angelito quien guía
mi camino en momentos difíciles, siempre estará en mi corazón y el anhelo de ella, fue
que seamos sus hijos profesionales ingenieros.
A mis hermanos: Germán Quishpe Sacancela por su apoyo incondicional durante la
carrera, que con su arduo esfuerzo nos sacó adelante y Ernesto Quishpe Sacancela,
quien me entrega su cariño, dándome esas fuerzas para levantarme de las caídas.
A mi Esposo Cesar Ramiro Cusi Vaca, con su amor llego a formar parte de mi vida,
siento ese apoyo y compañía, me ha brindado esa fuerza de continuar hacia la meta
propuesta, así poder culminar con éxito esta etapa de mi vida. Lo Amo!
vi
AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios y al Apóstol San Bartolomé de
Lumbisí por la fe que tengo y es el pilar
fundamental en mi vida.
A la Universidad Central Del Ecuador a la
Facultad de Ingeniería Química, escuela de
Ingeniería Química, por abrirme sus puertas y
pueda acceder a la culminación de la meta.
A la BQF. Magdalena Díaz por su valiosa
dirección durante el desarrollo de la tesis y
culminar la presente investigación.
A mi padre Juan Clímaco Quishpe Visculla, por
darme esas fuerzas de seguir adelante,
enseñándome que cada trabajo se hace con
esfuerzo.
A toda mi familia por su apoyo incondicional
vii
CONTENIDO
Pág.
LISTA DE TABLAS …………………………………………………………………xiii
LISTA DE GRAFICOS………………………………………………………………..xv
LISTA DE FIGURAS….……………………………………………………………...xvi
LISTA DE ANEXOS…………………………………………………………………xvii
RESUMEN…………………………………………………………………….……..xviii
ABSTRACT……………………………………………………………….……..........xix
INTRODUCCIÓN……………………………………………………………….............1
1. COMPOSTAJE POR DIGESTIÓN AEROBIA ........................................................... 2
1.1. Compostaje. ............................................................................................................... 2
1.2. Estiércol de animales ................................................................................................. 3
1.3. Compost. .................................................................................................................... 4
1.3.1. Microorganismos que intervienen en el compostaje. ............................................... 4
1.3.2. Microorganismos perjudiciales durante el compostaje.. .......................................... 5
1.4. Factores que intervienen en el proceso de compostaje .............................................. 7
1.5. Factores que afectan al proceso de compostaje ......................................................... 8
1.6. Problemas dentro del proceso de compostaje .......................................................... 10
2. ASPECTOS GENERALES EN UNA PLANTA DE COMPOSTAJE DE FORMA
AEROBIA. ...................................................................................................................... 11
2.1. Etapas de descomposición de un proceso de compostaje. ........................................ 11
2.1.1. Etapa Mesófilica: “(20-55 ºC, óptimo 35 ºC). ....................................................... 11
2.1.2. Etapa Termófilica: “(45-75 ºC, óptimo 55 ºC). ...................................................... 11
2.1.3. Etapa de enfriamiento. ........................................................................................... 11
2.1.4. Etapa de maduración. ............................................................................................. 11
2.2. Tipos de compost. ..................................................................................................... 12
2.2.1. Compost Fresco. ..................................................................................................... 12
2.2.2. Compost maduro. ................................................................................................... 12
2.2.3. Diagrama de flujo del proceso de compostaje aerobio .......................................... 13
2.3. Clasificación de los sistemas de compostaje ............................................................ 14
2.3.1. Sistemas abiertos. ................................................................................................... 14
viii
2.3.2. Sistemas cerrados. .................................................................................................. 14
2.3.3. Sistemas mixtos. ..................................................................................................... 15
2.4. Estructura física de la planta de compostaje ............................................................. 15
2.4.1. Plantas parcialmente mecanizadas. ........................................................................ 16
2.4.2. Plantas mecanizadas. .............................................................................................. 17
2.5. Termodinámica del proceso de compostaje. ............................................................ 17
2.6. Transferencia y balances de masa ............................................................................ 18
2.6.1. Balance de materia. ................................................................................................ 19
2.7. Balance de energía ................................................................................................... 21
3. PARTE EXPERIMENTAL ........................................................................................ 22
3.1. Construcción de las composteras............................................................................. 22
3.2. Preparación de la compostera. ................................................................................. 22
3.2.1. Compostera a base de melaza. ............................................................................... 23
3.2.2. Compostera a base de Chicha de Jora. ................................................................... 23
3.3. Control de los Parámetros Químicos ....................................................................... 24
3.3.1. Humedad. ............................................................................................................... 24
3.3.2. pH. .......................................................................................................................... 25
3.3.3. Temperatura. .......................................................................................................... 26
3.4. Ubicación del Proyecto ........................................................................................... 26
3.4.1. Control del Análisis Bromatológico. ..................................................................... 26
3.5. Determinación del Nitrógeno total. ......................................................................... 27
3.6. Determinación del fosforo total. .............................................................................. 28
3.7. Determinación de Potasio. ....................................................................................... 28
3.8. Determinación de Calcio. ........................................................................................ 28
3.9. Control del Análisis Físico. ..................................................................................... 28
3.9.1. Tamizado del compost. .......................................................................................... 28
3.9.2. Olor. ....................................................................................................................... 28
3.9.3. Color. ...................................................................................................................... 29
3.10. Técnicas para sembrar semillas. ............................................................................ 29
3.11. Diagrama de flujo del proceso de compostaje. ..................................................... 30
3.12. Diseño experimental ............................................................................................. 30
3.9.4. Factores De Estudio ............................................................................................... 31
3.9.5. Diagrama de flujo de la compostera ...................................................................... 32
ix
3.9.6. Diseño de la Compostera. ...................................................................................... 33
3.13. Datos experimentales. ........................................................................................... 33
3.13.1. Datos de Control de la temperatura. .................................................................... 33
3.13.2. Datos de Control del pH ...................................................................................... 36
3.13.3. Datos de Control de la humedad.......................................................................... 38
3.14. Análisis Estadístico .............................................................................................. 42
4. CÁLCULOS ............................................................................................................... 43
4.10. Cálculo del porcentaje de humedad. .................................................................... 43
4.10.1.Cálculo del porcentaje de humedad del extremo izquierda Chicha de Jora. ....... 43
4.10.2.Cálculo del porcentaje de humedad del extremo izquierdo a base de Melaza. .... 44
4.10.3.Cálculo del porcentaje de humedad del centro a base de Chicha de Jora. .......... 44
4.10.4.Cálculo del porcentaje de humedad del centro a bases de Melaza. ...................... 44
4.10.5.Cálculo del porcentaje de humedad del extremo derecho, Chicha de Jora. ......... 44
4.10.6.Cálculo del porcentaje de humedad del extremo derecha Melaza....................... 45
4.11. Rendimiento del compostaje. ................................................................................ 45
4.11.1. Porcentaje de rendimiento del tratamiento madre a base de Chicha de Jora. ...... 45
4.11.2. Porcentaje de rendimiento del tratamiento Madre a base de Melaza. ................. 45
4.12. Cálculo estadístico de variables. ........................................................................... 46
4.12.1. Planteamiento de la hipótesis .............................................................................. 46
4.12.2. Nivel de significancia de α = 0,05% ................................................................... 46
4.12.3. Media Global: ...................................................................................................... 46
4.12.4. Variación Total: ................................................................................................... 46
4.12.5. Suma de los cuadrados totales: ............................................................................ 46
4.12.6. Coeficiente de terminación .................................................................................. 46
4.12.7. Cálculo de la estadística descriptiva T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8. ..................... 46
4.12.8. Análisis de la varianza de la Temperatura del T1 a base de Chicha de Jora ...... 47
4.12.9. Análisis de la varianza del pH del T1 a base de Chicha de Jora ........................ 48
4.12.10. Análisis de la varianza del % Humedad del T1 a base de Chicha de Jora ....... 49
5. RESULTADOS .......................................................................................................... 50
5.1. Temperatura. ............................................................................................................ 50
5.1.1. Análisis de la Temperatura. ................................................................................... 51
5.2. pH ............................................................................................................................ 52
5.2.1. Análisis del pH ....................................................................................................... 52
5.3. Análisis del porcentaje humedad, extremo izquierdo.............................................. 53
x
5.3.1. Análisis de la humedad, extremo izquierdo. .......................................................... 53
5.4. Análisis del porcentaje humedad, centro. ................................................................ 54
5.4.1. Análisis de la humedad, centro. ............................................................................. 54
5.5. Análisis del porcentaje de humedad, extremo Derecho. ........................................ 55
5.5.1. Análisis de la humedad, derecho. ........................................................................... 55
5.6. Fertilizante analizado a base de Chicha de Jora, 50 días. ........................................ 56
5.6.1. Análisis de la compostera a base de Chicha de Jora. ............................................. 56
5.7. Fertilizante analizado a base de Melaza, 65 días. ................................................... 57
5.7.1. Análisis de la comportera a base de Melaza.. ........................................................ 57
5.8. Análisis Estadístico ................................................................................................. 57
6. DISCUSIÓN ............................................................................................................... 58
7. CONCLUSIONES ...................................................................................................... 59
8. RECOMENDACIONES ............................................................................................. 61
CITAS BIBLIOGRÁFICAS……………………………………………………………64
BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………………….65
ANEXOS……………………………………………………………………………….67
xi
LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 1. . Materiales utilizados en la pila 1 a base de Melaza…………………….........23
Tabla 2. Materiales utilizados en la pila 2 a base de Chicha de Jora…………………...23
Tabla 3. Medidas para corregir el pH del suelo………………………………………...25
Tabla 4. Parámetros analizados del Compost a base de Chicha de Jora…………........27
Tabla 5. Parámetros analizados del Compost a base de Melaza……………………….27
Tabla 6. Parámetros Físicos- Químicos en el proceso de compostaje………...……..…29
Tabla 7. . Operaciones de la variable independiente……………………………...……31
Tabla 8. Operaciones de la variable dependiente………………………………..……..31
Tabla 9. Datos de la Temperatura de la Pila de Compost…………………………........34
Tabla 10. Datos de control de pH……………………………………………………..36
Tabla 11. Datos control de la humedad del extremo izquierdo del compost…………..38
Tabla 12. Datos control de la humedad del Centro de la pila del compost…………….39
Tabla 13. Datos control de la humedad del Extremo Derecho…………………………41
Tabla 14.Porcentaje de Rendimiento……...……………………………………………46
Tabla 15. Determinación del Mejor Tratamiento por el Método Estadístico…………..47
Tabla 16. Análisis de varianza Temperatura……………………………………..........48
Tabla 17. Análisis de la varianza del pH……………………………………...………..48
Tabla 18. Análisis de la varianza de la Humedad…………………………………........49
Tabla 19. Promedio de la temperatura, extremo izquierdo, centro, extremo derecho….50
Tabla 20. Promedio del pH del extremo izquierdo, centro, extremo derecho……….…52
Tabla 21. Cálculo del porcentaje humedad, extremo izquierdo………………………..53
Tabla 22. Cálculo del porcentaje humedad, centro………………..………………….54
Tabla 23. Cálculo del porcentaje humedad, extremo derecho de la pila……………….55
Tabla 24. Resultados de los análisis por Agrocalidad (CJ)…………………………….56
Tabla 25. Resultados de los análisis por Agrocalidad Melaza………………….57
xii
LISTA DE GRÁFICOS
Pág.
Gráfico 1. Tendencia de la Temperatura vs tiempo.…….………………………..........51
Gráfico 2. Tendencia del pH vs Tiempo………………………………………………..52
Gráfico 3. Porcentaje de humedad izquierdo de la pila vs tiempo……………………..53
Gráfico 4. Porcentaje de humedad, centro de la pila vs tiempo...………………...…..54
Gráfico 5. Porcentaje de humedad, derecho de la pila vs tiempo....................................55
xiii
LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Diagrama de flujo operativo de una planta de compostaje……..………….….2
Figura 2. Diagrama de proceso de una planta de compostaje de operación manual..........3
Figura 3. Estiércol de cuy……………………………………………………………......3
Figura 4. Proceso de compostaje. ………………………………………….…….... ..….4
Figura 5. Factores químicos en el proceso de compostaje.. …………..…………….…..7
Figura 6. Factores físicos en el proceso de compostaje……………………….................7
Figura 7. Problemas dentro de un compostaje………………………….………............10
Figura 8. Fases del compostaje…………………………………………………………12
Figura 9. Diagrama de flujo de compost …………………………...…...……………..13
Figura 10. Planta de compostaje………………………………………………………..16
Figura 11. Diagrama de planta de compostaje parcialmente mecanizada………….......16
Figura 12. Diagrama de proceso de una planta de compostaje mecanizada…….……...17
Figura 13. Ley de la conservación de la energía en un sistema de compostaje………..18
Figura 14. Componentes que intervendrán en el balance de materia………………….18
Figura 15. Balance de materia en la pila de compostaje………………………...……..19
Figura 16. Balance de materia de las fracciones del proceso de compost………...........20
Figura 17. Proceso de compostaje en la Comuna Lumbisí……………………………..30
Figura 18. Diseño de la metodología experimental del proceso de compostaje………..32
Figura 19. Diseño de las dos composteras………………………………………….......33
Figura 20. Dimensiones de la pila de compostaje ……………………………………..33
xiv
LISTA DE ANEXOS
Pág.
ANEXO A. Informe de Agrocalidad de análisis del fertilizante a los 50 días…………68
ANEXO B. Análisis del Fertilizante a los 65 días a base de Chicha de Jora……..........69
ANEXO C. Análisis del Fertilizante a los 65 días a base de Melaza…………...……..70
ANEXO D. Análisis de humedad, temperatura y porcentaje de humedad…………….71
ANEXO E. Proceso De Elaboración Del Compostaje…………………………………72
ANEXO F. Sustratos…………………………………………………………………...73
ANEXO G. Inspección Técnica Del Tutor En La Comuna Lumbisí……………….....74
xv
ELABORACIÓN DE COMPOST A PARTIR DEL ESTIÉRCOL DE CUY
(Calvia Porcellus) Y SU APLICACIÓN EN LA COMUNA LUMBISÍ (SECTOR
CUMBAYÁ)
RESUMEN
El presente proyecto de investigación que se realizó en la Comuna Lumbisí, Parroquia
de Cumbayá, Cantón Quito, está orientado a la elaboración de compost utilizando
mezclas del 50% de desechos agrícolas orgánicos, tales como: hoja de maíz seca,
cáscaras de fréjol seco, hojas de árboles de aguacates y guabas, paja de trigo y cebada, y
50% de estiércol de cuy, añadiendo como sustratos chicha de jora y melaza.
Para lo cual se prepararon pilas con las mezclas, a las que se añadió agua y el sustrato,
realizándose el proceso de compostaje mediante fermentación aerobia a temperaturas
entre 25 y 55oC, rango donde se puede observar varias fases microbianas de
descomposición biológica, como: Mesófila, Termófila, Enfriamiento y Maduración. En
este proceso se realizó un control diario de parámetros críticos como pH, humedad y
temperatura.
De los resultados obtenidos se observa que con el sustrato chicha de jora, la degradación
se realizó en menor tiempo (50 días) que con la melaza (65 días). Finalmente, al
compost obtenido se le caracterizó física y químicamente, dando como resultado que los
porcentajes de Nitrógeno total, fósforo, potasio y calcio se encuentran dentro de los
parámetros establecidos por la norma de fertilizantes agrícolas.
PALABRAS CLAVES: /COMPOST / ABONOS ORGÁNICOS /SUELOS
/ESTIÉRCOL DE CUY / DIGESTIÓN AEROBIA / RESIDUOS AGRÍCOLAS/
xvi
ELABORATION OF COMPOST FROM THE GUINEA PIG MANURE (Calvia
porcellus) AND THEIR APPLICATION IN THE COMMUNITY OF LUMBISI
(SECTOR CUMBAYÁ)
ABSTRACT
This investigation took place in the community of Lumbisí, Cumbayá Parrish, Quito,
Ecuador, and focuses on the elaboration of compost using mixtures of 50% organic
agriculture waste, including: dried corn shucks, dried bean shells, avocado tree leaves,
guavas, wheat straw and barley, and 50% guinea pig manure, adding as different
substrates corn beer and molasses.
For this project I prepared buckets of the mixture, adding water and substrate, achieving
the composting process through aerobic fermentation at temperatures between 25 and
55 degrees Celcius, a range in which one can observe various phases of biological,
microbial decomposition, such as: mesophilic, thermophilic, cooling and reaching
maturity. In this process, I completed a daily control of critical parameters such as pH,
humidity, and temperature.
Of the results obtained, one can observe that with the substrate of corn beer degradation
occurred in less time (50 days), whereas the molasses took 65 days. Finally, the
compost obtained was analyzed chemically and physically, as a result the total
percentage of nitrogen, phosphorous, potassium, and calcium were found within the
established parameters for average agricultural fertilizers.
KEY WORKS: COMPOSTING/ ORGANIC FERTILIZERS/ GROUND/ GUINEA
PIG MANURE/ AEROBIC DIGESTION/ ORGANIC AGRICULTURE/
1
INTRODUCCIÓN
La Comuna Lumbisí necesita incrementar su producción y sus ingresos económicos
provenientes de la agricultura. No tiene un plan estratégico para el mejoramiento del
suelo utilizando compost, la mayoría de los agricultores de esta zona queman la materia
orgánica producto del residuo de la cosecha anterior como único abono. Estos residuos
conformados básicamente por componentes orgánicos, que a su vez necesitan un
proceso de separación en origen, son susceptibles de ser transformados mediante
procesos naturales (biológicos aeróbicos) y convertidos en producto compost que aporta
nutrientes, pudiendo ser usados en la agricultura orgánica como fertilizante natural.
El compost, específicamente suele ser utilizado como mejorador de algunas propiedades
físicas del suelo como en su estructura, drenaje aireación, retención de agua y
nutrientes. La aplicación de compost a los suelo, aumenta la población microbiana
existente de nutriente esenciales de N, P, K y Ca, por ende la producción de sustancias
biológicas activas útiles para promover el crecimiento del desarrollo vegetal, y poder
tener una buena cosecha.
En la actualidad, el abono orgánico en el Ecuador presenta un desarrollo de la actividad
del compostaje como alternativa a la gestión de los residuos orgánicos. Sin embargo no
existe un criterio para definir la calidad del compost en esta zona agrícola. Es por ello,
que fue necesario definir la calidad del compost y el estudio de los parámetros Físicos y
Químicos. La presente investigación compara y analiza cuál de los sustratos es la mejor
alternativa de utilización en los tratamientos T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7 y las condiciones
ambientales que se tiene en la comuna de Lumbisí.
El objetivo de la presente investigación fue elaborar compost a partir del proceso de
descomposición de los residuos agrícolas 50 por ciento y estiércol de cuy 50 por ciento,
adicionando sustratos como la Chicha de Jora y Melaza.
2
1. COMPOSTAJE POR DIGESTIÓN AEROBIA
1.1. Compostaje.
“El compostaje comienza con la entrada de residuos orgánicos, todos ellos colonizados
por microorganismos a condiciones ambientales adecuadas se reproducen la aparición
de nuevas comunidades microbianas”. (Román P, Martínez N, Pantoja A. 2013.Pág.14)
Figura 1. Diagrama de flujo operativo de una planta de compostaje. (Román P,
Martínez N, Pantoja A. 2013)
“A partir del incremento de la actividad biológica, aumenta la temperatura del material,
provocando la higienización del compost final. La higienización cumple tres objetivos
básicos: prevenir el crecimiento de patógenos durante el proceso, destruir los existentes,
y evitar la recolonización por los mismos. Sin embargo, una excesiva temperatura
podría limitar la actividad microbiana. Por eso, la aireación tiene la función, además de
aportar oxígeno, de reducir la temperatura del material”. (Dupuis I .2008 Pág.84)
RESIDUOS SELECCIÓN TRITURACIÓN
MADURACIÓN CRIBADO CONSTRUCCIÓN DE
LA PILA.
AIREACIÓN
FORZADA
VOLTEO
3
Figura 2. Diagrama de proceso de una planta de compostaje de operación manual.
(Dupuis I .2008)
1.2. Estiércol de animales
Se obtiene de los animales de granja de vaca, oveja, pollo y cuy, Es preferible que se
aplique ligeramente al ser descompuesto y seco, debido a que si se aplica fresco puede
quemar a la planta por el incremento brusco de temperatura y la presencia de sales.
“Los mejores estiércoles se obtienen de animales alimentados con forrajes verdes que si
fueran alimentados con alimentos concentrados debido a que éstos últimos están
formulados para ser completamente absorbidos por el animal y su estiércol es pobre en
nutrientes para el suelo. Además, es preferible utilizar el estiércol de animales criados
bajo sombra debido a que estará menos expuesto al ambiente por lo que será más rico
en microorganismos y se evitará la volatización de nutrientes. Los estiércoles de cuy y
conejo cumplen estas características.” (Dupuis, I .2008. Pág.55)
Figura 3. Estiércol de cuy. (Dupuis I .2008)
4
1.3. Compost.
“El compost, posee un importante contenido en materias orgánicas y nutrientes,
pudiendo ser aprovechado como abono orgánico o como substrato. Es un proceso
biológico aerobio más utilizado en la degradación de la fracción orgánica, el final del
compost es un material húmico higienizado y estabilizado llamado compost”. (Garrabou
R, Naredo, J.M. 1996 Pág. 275).
“También es el resultado de la fase de maduración del proceso de compostaje dando
lugar a un producto estabilizado y semejante al humus. También debe ser un material
inocuo, que pueda ser aplicado al suelo y los cultivos sin ningún riesgo de daño, y
nutritivo, pues presenta grandes beneficios como fertilizante”. (Garrabou R, Naredo,
J.M. 1996 Pág. 275).
1.3.1. Microorganismos que intervienen en el compostaje. “Los residuos orgánicos
están compuestos por proteínas, aminoácidos, lípidos, hidratos de carbono, celulosa y
ceniza. Al ser sometidos a una descomposición aerobia bacteriana el producto
resultante es un material humificado llamado compost”. (Felipó M.T, Soliva M. 2003
Pág. 268).
Figura 4. Proceso de compostaje. (Felipó M.T, Soliva M. 2003).
5
“La reacción global de compost se muestra en la ecuación.
C6H12O6 + 6 O2 = 6 CO2 + 6 H2O (1)
A consecuencia de estas condiciones, parte del calor queda retenido por el material y se
produce un efecto de retroalimentación, es decir, la temperatura va incrementándose
dentro de ciertos niveles que aceleran las actividades metabólicas de los
microorganismos, favoreciendo la producción de más calor.” (Felipó M.T, Soliva M.
2003. Pág. 200).
“La temperatura seguirá aumentando hasta alcanzar niveles térmicos perjudiciales para
la viabilidad de la mayoría microorganismos, lo cual ocurre a una temperatura
aproximada de 55ºC. En esta temperatura sólo sobreviven algunos microorganismos
cuya actividad biológica no puede sustentar los niveles de temperatura y, por lo tanto,
comienza la fase de enfriamiento”. (Felipó M.T, Soliva M. 2003 pág. 201).
1.3.2. Microorganismos perjudiciales durante el compostaje. “Durante el
compostaje los malos olores son producidos por la generación de compuestos orgánicos
volátiles (COV) y amoniacales. Ambos son productos del metabolismo microbiano, y
son indicadores de rutas biológicas microbianas no deseadas como consecuencia de
fallos de operación o de preparación del sustrato.” (Felipó M.T, Soliva M. 2003 pág.
217).
“Los COV son productos procedentes de diferentes rutas metabólicas microbianas y
pueden ser residuales o sustancias señal. Normalmente se producen en condiciones
anaerobias durante las primeras fases del compostaje, donde el consumo de oxígeno es
más alto. Las bacterias son los principales organismos que generan estos compuestos, en
especial las bacterias productoras de ácido láctico, aunque existen hongos que también
pueden estar implicados.”
“Las distintas poblaciones microbianas a lo largo de las cuatro fases que componen el
proceso de compostaje, durante el compostaje los malos olores son producidos por la
generación de compuestos orgánicos volátiles (COV) y amoniacales. Ambos son
productos del metabolismo microbiano, y son indicadores de rutas biológicas
6
microbianas no deseadas como consecuencia de fallos de operación o de preparación del
sustrato.” (Felipó M.T, Soliva M. 2003 pág. 217).
“La producción de amoníaco está más relacionada con un exceso de compuestos
nitrogenados en el material de sustrato que a procesos anaerobios. Las transformaciones
químicas que sufre el N durante el compostaje vienen dadas por reacciones de
Amonificación (2), Nitrificación (3) y (4), y Desnitrificación (5)”. (Felipó M.T, Soliva
M. 2003 pág. 218).
R-NH2 + H2O = NH3 + R-OH (2)
2NH4 + + 3O2 = NO2
- + 2H2O + 2H
+ (3)
2NO2 - + O2 = 2NO3
- (4)
2NO3 - + 10e
- + 12H+ = N2 + 6H2O (5)
“Una baja relación C/N favorece la emisión de amoníaco tanto en condiciones aerobias
como anaerobias, principalmente durante la fase termófila. El amoníaco emitido en esta
fase es producido mediante reacciones catabólicas de compuestos nitrogenados y a
partir de la proteólisis llevada a cabo por bacterias Bacillus circulans”. (Felipó M.T,
Soliva M. 2003 pág. 218).
“La descomposición de la materia orgánica produce calor, CO2, H2O y humus,
compuesto formado por macromoléculas formadas a partir de la degradación de los
compuestos orgánicos y cuya característica principal es su resistencia a la
descomposición”. (Felipó M.T, Soliva M. 2003 pág. 218).
Metano
“Es un gas que en la atmósfera terrestre contribuye al efecto invernadero. El contenido
de metano en la atmósfera se ha duplicado desde la última era de hielo a 1,7 ml m- 3 en
la actualidad. Este valor se ha mantenido constante en los últimos años. El metano
contribuye un 20% al efecto invernadero antropogénico. Con el fin de poder comparar
el efecto de los diferentes gases de efecto invernadero, a cada uno se le asigna un factor
que representa una medida de su efecto invernadero o potencial de calentamiento
7
global, en comparación con el CO2 que se utiliza como “gas de referencia”. (Felipó
M.T, Soliva M. 2003 pág. 219).
1.4. Factores que intervienen en el proceso de compostaje
“La humedad y ventilación, así como una selección adecuada de los residuos a tratar y
cantidades de los mismos son esenciales para maximizar la actividad microbiana, y por
consiguiente la velocidad de degradación del material. La primera se debe mantener
siempre entorno 40-60 %, ya que el agua distribuye los nutrientes por la masa (C, N, P,
K, B, Ca, Mg, Na, etc.). La ventilación debe ser adecuada sobre todo en las tres
primeras etapas, pero nunca excesiva ya que al igual que el sol puede secar demasiado
la materia a tratar”. (Felipó M.T, Soliva M. 2003 pág. 219).
Para un mejor entendimiento de los mismos se los ha clasificado de la siguiente
manera:
Figura 5. Factores químicos en el proceso de compostaje. (Felipó M.T, Soliva M.
2003).
Figura 6. Factores físicos en el proceso de compostaje. (Felipó M.T, Soliva M.
2003).
Factores Químicos
Concentración
de Oxigeno Relación C/N pH
Contenido de
materia
Factores Físicos
Aireación Humedad Tamaño de las
partículas
Temperatura
8
1.5. Factores que afectan al proceso de compostaje
“Al tratarse de un proceso microbiológico es fundamental controlar los factores más
importantes que afectan a la vida de los microorganismos y al proceso de compostaje.
Las variables del proceso son las siguientes”. (Garrabou R, Naredo, J.M. 1996. Pag.
275).
Humedad
“La humedad es fundamental para el desarrollo microbiano y, por consiguiente, para el
proceso de compostaje, ya que es el medio de transporte de las sustancias solubles que
sirven de alimento para los microorganismos y de los productos de desecho de las
reacciones que tienen lugar durante el proceso. El valor óptimo de humedad está entre el
40%-60%. Un valor por debajo del 30% reduce la actividad de los microorganismos, y
un valor por encima del 70% indica el desplazamiento del oxígeno por el agua, donde
pueden aparecer condiciones anaerobias. El exceso de humedad puede reducirse
aumentando la aireación”. ”. (Garrabou R, Naredo, J.M. 1996. Pág. 275).
Aireación
“El oxígeno es un factor importante en el compostaje al tratarse de un proceso aerobio.
Si el suministro de oxígeno no es suficiente, aparecen condiciones anaerobias,
produciendo sustancias causantes de malos olores y disminuyendo la velocidad de
descomposición. Por otro lado, una aireación excesiva puede causar una bajada de
temperatura y una pérdida de humedad. Durante la fase de maduración no se debe
aportar aire, puesto que un exceso de aireación puede dar lugar a la descomposición de
los compuestos húmicos.”. (Garrabou R, Naredo, J.M. 1996. Pág. 275).
Temperatura
“El proceso de compostaje es un proceso exotérmico, gracias al calor desprendido por
los microorganismos que hace aumentar la temperatura del material. Si las temperaturas
son muy bajas, la actividad microbiana se verá reducida y, si es demasiado alta, la
actividad enzimática disminuye al igual que la solubilidad del oxígeno. Durante el
9
compostaje existen 4 fases en función de la temperatura alcanzada: Mesófila, Termófila,
Enfriamiento y Maduración. En la fase termófila, la actividad microbiana es máxima y,
por tanto, tiene lugar la eliminación de patógenos para animales y plantas. En la Figura
12, se puede ver la influencia de la temperatura en la eliminación de patógenos, y el
tiempo necesario para cada temperatura”. ”. (Garrabou R, Naredo, J.M. 1996. Pág. 275).
pH
“El pH es un factor determinante en la solubilidad y disponibilidad de los nutrientes
para los microorganismos, y en solubilidad de los metales pesados. De manera general,
el pH variará a lo largo del proceso, entre los valores 6-8’5, interviniendo en la
capacidad máxima de degradación de cada especie de microorganismo. Durante la
primera etapa del proceso, el pH es ligeramente ácido por la presencia de ácidos
orgánicos procedentes de los hidratos de carbono. A lo largo del proceso, va
aumentando por la presencia de los procesos amonificantes, aunque para disminuir las
pérdidas de nitrógeno, el pH no debería sobrepasar un valor de 8,5”. ”. (Garrabou R,
Naredo, J.M. 1996. Pág. 276).
Relación C/N
“Los microorganismos utilizan normalmente 30 partes de carbono por cada parte de
nitrógeno para llevar a cabo una adecuada actividad biológica. Por eso, se considera que
la relación C/N óptima para el proceso de compostaje es de 25-35. La relación C/N
influye de manera importante en la velocidad del proceso y en la pérdida de amoníaco
durante el compostaje, por lo que si la relación C/N es mayor de 40 la actividad
microbiana disminuye debido a la deficiencia en la disponibilidad de N para la síntesis
proteica”. (Garrabou R, Naredo, J.M. 1996. Pág. 276).
“Si por el contrario, la relación C/N es muy baja el compostaje es más rápido pero el
exceso de N se desprende en forma amoniacal, produciéndose una autorregulación en el
intervalo C/N. Para un compost totalmente maduro, la relación C/N es de 10-15”.
(Garrabou R, Naredo, J.M. 1996. Pág. 276).
10
1.6. Problemas dentro del proceso de compostaje
Figura 7. Problemas dentro de un compostaje. (Garrabou R, Naredo, J.M. 1996).
11
2. ASPECTOS GENERALES EN UNA PLANTA DE COMPOSTAJE DE
FORMA AEROBIA.
2.1. Etapas de descomposición de un proceso de compostaje.
2.1.1. Etapa Mesófilica: “(20-55 ºC, óptimo 35 ºC). “El punto de partida comienza a
temperatura ambiente en días aumenta la temperatura a 45 oC esto se debe a la
actividad microbiana, donde los microorganismos utilizan las fuentes más sencillas de
carbono y nitrógeno generando calor”. (Huerta López, M Soliva, Zaloña M. 2010. Pág.
24).
2.1.2. Etapa Termófilica: “(45-75 ºC, óptimo 55 ºC). Cuando se alcanza la
temperatura de 40 ºC, los microorganismos termófilos actúan transformando el
Nitrógeno en Amoníaco. “En esta fase puede durar desde días hasta meses, según el
material y depende de las condiciones climáticas.” (Huerta López, M Soliva, Zaloña
M. 2010. Pág. 24)
2.1.3. Etapa de enfriamiento. “Cuando la temperatura es menor de 60 ºC, reaparecen
los microorganismos termófilos y descomponen la celulosa” (Huerta López, M Soliva,
Zaloña M. 2010. Pág. 24)
2.1.4. Etapa de maduración. “Es un periodo que requiere meses a temperatura
ambiente. Los hongos asimilan los compuestos carbonatados que no fueron degradados
durante el compostaje y estabilizan más los nutrientes”. (Huerta López, M Soliva,
Zaloña M. 2010. Pág. 24)
12
Figura 8. Fases del compostaje. (Huerta López, M Soliva, Zaloña M. 2010)
“El color del producto final suele ser negro o marrón oscuro y posee olor a tierra de
bosque, ya no se reconocen los residuos iniciales. En la siguiente grafica se observa las
variaciones de temperatura que presenta la pila de compostaje a través del tiempo, lo
cual facilita la identificación de las etapas características del proceso”. (Huerta López,
M Soliva, Zaloña M. 2010. Pág. 26)
2.2. Tipos de compost.
2.2.1. Compost Fresco. “Es una materia orgánica que ha pasado por las etapas
mesófilica y Termófilica del proceso de compostaje donde ha sufrido una
descomposición inicial pero no alcanza en las etapas de enfriamiento y maduración
requeridas”. (Jiménez E. 2014. Pág. 24)
2.2.2. Compost maduro. Es el compost que ha finalizado todas las etapas de
compostaje, es muy rico en materia orgánica que se mineraliza y libera más lentamente
pero con constancia, de manera que enriquece el suelo y alimenta a las plantas de forma
continua y prolongada en el tiempo. (Jiménez E. 2014. Pág. 24)
13
2.2.3. Diagrama de flujo del proceso de compostaje aerobio
Figura 9. Diagrama de flujo de compost (Quishpe María, 2017)
14
2.3. Clasificación de los sistemas de compostaje
2.3.1. Sistemas abiertos. “Los sistemas abiertos son sistemas de baja inversión y
tecnologías sencillas cuya principal característica es que el material a compostar es
apilado al aire libre, preferiblemente en suelos de hormigón con pendiente para la
recogida de lixiviados. El apilamiento al aire libre presenta el inconveniente de estar a
merced de las condiciones meteorológicas del momento, por lo que es más difícil
controlar los factores y parámetros del proceso de compostaje”. (E. Behrentz, E.
Giraldo. 2012 pág. 73).
“Los sistemas abiertos pueden clasificarse en función del control del parámetro de
aireación, en apilamiento con volteo o apilamiento estático con aireación activa/pasiva.
En el apilamiento con volteo, la aireación del sustrato se realiza mecánicamente con una
pala cargadora o una máquina volteadora. El apilamiento estático no necesita volteo,
salvo en caso de homogenización del material. La aireación pasiva consiste en la
aireación natural del material mediante el flujo de aire exterior proporcionado por el
viento. La aireación activa consiste en disponer el material en una plataforma con
agujeros para insuflar aire al interior de la pila”. (E. Behrentz, E. Giraldo. 2012 pág. 73).
2.3.2. Sistemas cerrados. “Los sistemas cerrados poseen sistemas de una mayor
inversión y tecnologías más modernas para que el material a compostar no esté nunca
en contacto directo con el exterior. Los sistemas cerrados ofrecen un control total sobre
los parámetros del proceso de compostaje, sobre todo en la emisión de malos olores,
produciendo una descomposición más rápida y completa de la materia orgánica, que
además las condiciones meteorológicas y ambientales no pueden alterar”. (E. Behrentz,
E. Giraldo. 2012 pág. 74).
“Los sistemas cerrados pueden ser continuos (reactores verticales/horizontales, túneles,
tambores-cilindros rotatorios) donde el sustrato a compostar entra continuamente, o
discontinuos (túneles estáticos, hileras) donde el material entra una vez vaciado el
reactor. La aireación siempre es forzada y el aire absorbido puede ser recirculado en
15
función de la concentración de oxígeno. Si no es así, pasa por un filtro antes de ser
expulsado. También se realiza la recogida de lixiviados hacia una balsa exterior”. (E.
Behrentz, E. Giraldo. 2012 pág. 73).
2.3.3. Sistemas mixtos. “Los sistemas mixtos combinan los sistemas abiertos y los
sistemas cerrados. Normalmente, las primeras fases del proceso de compostaje tienen
lugar en sistemas cerrados para así acelerar la degradación de la materia orgánica, y la
fase de maduración tiene lugar en sistemas abiertos, generalmente en pilas o hileras
volteadas”. (E. Behrentz, E. Giraldo. 2012 pág. 74).
2.4. Estructura física de la planta de compostaje
“Para garantizar un desarrollo adecuado del proceso en una planta de compostaje, y su
correcta operación, es necesario que la instalación posea diversos elementos como los
siguientes:
La instalación de una estructura tipo invernadero, dimensionada en base a la
capacidad de residuos orgánicos que albergará la planta, misma que no permitirá el
contacto con agua lluvia.
El suelo debe evitar la entrada de agua lluvia, y la fuga de lixiviados, para lo que
deben existir cunetas perimetrales, con sus adecuadas pendientes.
Instalaciones: o Eléctricas/de control: Se proveerá de acceso a energía eléctrica para
operar trituradoras, bombas, sistemas de control y demás artefactos eléctricos que
posea la planta. o Sanitarias: Se requiere la disposición continua de agua, elemento
necesario en todo sistema de compostaje, como parte del sistema de riego empleado
para regular la humedad de las pilas de compostaje.
Maquinarias: Para las operaciones antes mencionadas es necesario la utilización de
artefactos eléctricos tales como bombas, sistemas de ventilación que suministren
aire al sustrato, aparatos de medición tales como termómetros, higrómetros,
medidores de oxígeno, pH, etc.
Camino de acceso: Se requerirá de rutas de acceso que garanticen la operatividad en
cualquier época del año”.(E. Behrentz, E. Giraldo. 2012 pág. 73).
16
Figura 10. Planta de compostaje. (E. Behrentz, E. Giraldo. 2012).
2.4.1. Plantas parcialmente mecanizadas. “Posee maquinaria que apoya en varias
operaciones unitarias, la maquina más usada en este tipo de plantas es un tractor simple
con retroexcavadora o cargador frontal para efectos de transporte de material y volteo
de la mezcla de compost. Dicha maquina puede ser la opción más adecuada para operar
en plantas de compostaje con una producción menor a 500 toneladas anuales de
compost”. (E. Behrentz, E. Giraldo. 2012 pág. 75).
Figura 11. Diagrama de planta de compostaje parcialmente mecanizada (E.
Behrentz, E. Giraldo. 2012).
17
2.4.2. Plantas mecanizadas. “Este tipo de planta es una combinación de plantas que
operan en pilas, en naves cerradas y en reactores, en dependencia de los materiales a
tratar, maquinaria y sistemas de control y monitoreo integrados, es indispensable un
conocimiento muy especializado del proceso y contar con especialistas en ingeniería,
microbiología y biotecnología, lo que eleva en gran medida los costos de operación de
la misma”. (E. Behrentz, E. Giraldo. 2012 pág. 77).
Figura 12. Diagrama de proceso de una planta de compostaje mecanizada. (E.
Behrentz, E. Giraldo. 2012).
2.5. Termodinámica del proceso de compostaje.
“Desde el punto de vista termodinámico, todos los organismos vivientes pueden ser
considerados como máquinas que obedecen las leyes de la energía. La aplicación de los
principios termodinámicos es fundamental en el análisis de los sistemas de compostaje
debido a que las leyes de la termodinámica son inviolables, la aplicación de dichas leyes
revelará mucho sobre las limitaciones y expectativas de los sistemas de compostaje. Por
lo tanto un sistema de compostaje es susceptible de análisis termodinámico. El estudio
de diferentes fuentes de energía disponibles para los microorganismos conducirá a un
mejor entendimiento de las reacciones que tienen lugar en el proceso, y un
aprovechamiento de sus mecanismos para los sistemas de ingeniería”. (Arias Carlos.
2007. Pág.54 ).
18
Figura 13. Ley de la conservación de la energía en un sistema de compostaje
“En el esquema, la energía en forma de calor fluye a través del sistema. El calor
generado en el interior del sistema puede ser almacenado, fluir fuera del mismo, o
aparecer como trabajo realizado por el sistema; es decir debe obligatoriamente
transformarse en otra forma de energía. Lo que concuerda con el enunciado de la
primera ley de la termodinámica: La energía no se crea ni se destruye, solo se
transforma”. (Gomes Raquel. 2006 pág.22).
2.6. Transferencia y balances de masa
“La composición del aire inyectado en una pila de compostaje es diferente a la salida y a
la entrada. El aire de salida generalmente tiene más CO2, menos O2 y más agua que el
de entrada. Por lo tanto en términos de transferencia de masa, el efecto del flujo de aire
no es solo proveer O2 y remover CO2, si no también secar la mezcla de materiales. Una
reacción general que puede considerarse para este proceso es la siguiente” (Valverde
Víctor. 2015 pág.33 ).
Figura 14. Componentes que intervendrán en el balance de materia. (Valverde
Víctor. 2015)
19
2.6.1. Balance de materia. “Tanto las pérdidas de peso por mineralización de la
materia orgánica, como las de otros nutrientes durante el compostaje, pueden ser
evaluadas mediante un balance de materia”. (Espinosa Karina. 2011. Pág.24).
Figura 15. Balance de materia en la pila de compostaje. (Espinosa Karina. 2011)
2.6.1.1. Tipos de reacciones durante el proceso
Reacción de la Glucosa
C6H16O5 + 7,5 O5 = 6CO2 + 8H2O (6)
Reacción de Combustión
CH4 (g) + 2 O2 = CO2 + H2O (7)
Reacción De Amonificación
R-NH2 + H2O = NH3 + R-OH (8)
20
Reacción de Nitrificación
2NH4 + + 3O2 = NO2
- + 2H2O + 2H
+ (9)
2NO2 - + O2 = 2NO3
- (10)
Reacción de Desnitrificación
2NO3 - + 10e- + 12H+ = N2 + 6H2O (11)
2.6.1.2. Balance de masa
ENTRADA + GENERACION = SALIDA + CONSUMO (12)
MI +EI + H20-I + VI + H2O-B + AB+SB = H2O -S+CO2 -S+NH3-S+N-S+MF+EF+
H20-F+VF (13)
“Se observa en el diagrama, existen muchas entradas y salidas de materiales tales como
materia orgánica, agua, aire y gases producidos en la pila si se considera a la pila de
compostaje como un sistema de intercambio de materia y energía, sin embargo, por ser
un sistema abierto, son pocos los componentes más representativos y susceptibles de
medición o cuantificación. Es decir, en la práctica realizar un balance de materia a un
sistema abierto con tal intercambio de materias en diferentes estados, y en el que
intervienen reacciones químicas y biológicas, resulta virtualmente imposible”. (Tolagasí
Geovanna. 2013. Pág. 11).
Figura 16. Balance de materia de las fracciones del proceso de compostaje.
(Tolagasí Geovanna. 2013)
21
2.7. Balance de energía
2.7.1.Transferencia de calor y balance de energía. “El proceso de compostaje se
caracteriza por operar en un intervalo de temperaturas estrecho. La importancia de la
temperatura en el desarrollo de un proceso biológico es tal que puede determinar efectos
tan importantes como la desnaturalización de proteínas, inhibición enzimática,
inducción o inhibición de la producción de un metabolito particular, muerte celular.
(Haug, 1993). El intercambio de energía en forma de calor en una pila de compostaje
que incluya aireación forzada, se dará por fenómenos como conducción, radiación y
convección entre las fronteras o límites del sistema y los alrededores. La transferencia
de calor hacia el exterior de la pared de las pilas ocurrirá por convección forzada debido
a que las capas más exteriores de la pila de compost están en contacto con el aire en los
alrededores y hay flujo forzado de este aire al pasar a través de las pilas”. (Tolagasí
Geovanna. 2013. Pág. 12).
Entrada + Reacción = Salida + pérdidas (14)
𝐴𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = [𝐸𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 − 𝑆𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎] + 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔. 𝑅x (15)
2.7.2. Balances de calor. “La energía producida durante el proceso de fermentación es
responsable de factores como la elevación de la temperatura, la pérdida de agua por
evaporación, y la tasa específica de crecimiento microbiano”. (Jácome María. 2015.
Pág. 15).
“El éxito del sistema de compostaje depende de maximizar el calor removido mediante
vaporización (Qv), ya que este es funcionalmente equivalente a maximizar el ritmo de
descomposición de los desechos. En la práctica, esto solo puede lograrse mediante la
manipulación del flujo másico de aire de tal manera que el valor de la entalpía de salida
del aire corresponda a una temperatura de 60 °C o menos. Esta ecuación es la que define
un sistema de remoción de calor de la pila mediante aireación forzada, por lo tanto el
éxito del mismo depende del diseño de un controlador que maximice la remoción de
calor del sistema” (Richard F, Ronald W. 2004. Pág. 319).
22
3. PARTE EXPERIMENTAL
3.1. Construcción de las composteras.
Procedimiento. Tercer nivel
Se realizó T1, T2, T3, T4, T5, T6, composteras con un área de 1 metro de ancho y 2,5
metros de largo y profundidad de 10 cm para la aireación en fase de descomposición, se
realizó 2 réplicas que son T7, T8 con 2 sustratos, a base de Chicha de Jora y otra de
Melaza.
Para mantener un control adecuado humedad, temperatura, pH adecuado se realizó bajo
sombra por las condiciones climáticas.
Materiales y Equipos
1 motosierra
Clavos de 4 pulgadas
8 hojas de zinc
1 obrero que ponga el techo adecuadamente.
Pala
Azadón
Flexómetro
3.2. Preparación de la compostera.
Los sustratos colocados en las pilas son: melaza y Chicha de Jora. Los desechos
vegetales se recogieron en los terrenos de la comuna de Lumbisí, y el estiércol en el
criadero de uno de los agricultores.
23
3.2.1. Compostera a base de melaza. El rastrojo se lo trituro por ser un elemento
duro, utilizando un machete hasta tener 5cm, se le ha homogenizado para su
descomposición. Se ha utilizado los siguientes desechos agrícolas como indica la Tabla
1.
TABLA 1. Materiales utilizados en la pila 1 a base de Melaza
3.2.2. Compostera a base de Chicha de Jora.
TABLA 2. Materiales utilizados en la pila 2 a base de Chicha de Jora
ELEMENTO CANTIDAD (kg)
Rastrojo de maíz. 70
Hojas de árboles de guaba y aguacate 70
Paja de cebada 60
Cascara de frejol 25
Tusas de maíz 10
Desechos de cocina 15
Estiércol de cuy 250
ELEMENTO CANTIDAD (GAL)
Chicha de Jora 3
Agua 30
ELEMENTO CANTIDAD (kg)
Rastrojo de maíz. 70
Hojas de árboles de guaba y aguacate 70
Paja de cebada 60
Cascara de frejol 25
Tusas de maíz 10
Desechos de cocina 15
Estiércol de cuy 250
ELEMENTO CANTIDAD (GAL)
Melaza 3
Agua 30
24
Una vez formadas las camas se procedió a taparla de manera que los animales
(gallinazos) no tengan contacto con los residuos. Tenemos T1, T2, T3, T4, T5, T6 y 2
testigos, dándonos un total de 8 pilas de compostaje. El tamaño de la altura de la pila es
de 80cm.
3.3. Control de los Parámetros Químicos
3.3.1. Humedad. Se controló mediante la prueba empírica “el puño”, con una
frecuencia de 2 veces por semana, y se llevó las muestras al laboratorio de
biotecnología de la Facultad de Ingeniería Química.
Procedimiento. El método se basa en la pérdida de peso que sufre la muestra al ser
eliminada la humedad por secado al vacío. Norma INEN 265.
Método Gravimétrico. Pesamos y rotular las capsulas de porcelana, pesar
aproximadamente 3gramos de muestra, con la ayuda de la pinza llevar a la estufa a 70
0C, por 2 horas, retirar y dejar en el desecador que se enfrié, pesar y calcular.
% humedad =m1 − m2
m2 − m3 x 100 (16)
Dónde:
m1 = Masa de la tara y el espécimen húmedo en g.
m2 = Masa de la tara y muestra seca en g
m3 = Masa de la tara en g.
Materiales y Equipos
Balanza analítica. Sensible al 0,1 mg
Estufa con circulación de aire, Temperatura entre 60º y 70ºC.
Mortero.
Capsula de porcelana.
Desecador
25
Pinza, para la cápsula.
3.3.2. pH. Se tomó datos periódicos cada 5 días de la pila tanto del extremo izquierdo,
centro y extremo derecho, con un pH metro digital con el fin de evaluar el avance del
proceso de degradación de la materia orgánica.
Procedimiento:
Muestreo tipo campo. en la Comuna Lumbisí, en el terreno ubicado en el sector de
Tablompata, se encuentran las pilas de compost, se tomó una muestra de 50 gramos
de cada pila y 100 ml de agua destilada con el pH metro digital se procedió a tomar
los datos, Tanto el extremo izquierdo, centro, extremo derecho de cada pila.
Muestreo tipo laboratorio. se llevó la muestra al laboratorio de biotecnología
Industrial de la Universidad Central del Ecuador, utilizando el potenciómetro cada
muestra con 50g y 100ml de agua destilada tomamos los datos, tanto del extremo
izquierdo, centro y extremo derecho de cada pila.
TABLA 3. Medidas para corregir el pH del suelo.
pH Medidas para corregir el pH del suelo
pH alcalino > 7 Se colocan ácidos orgánicos o roca
fosfórica entre otras.
pH ácido < 7 Se coloca ceniza, cal que aporten calcio o
que sean alcalinos.
Materiales y Equipos
pH digital
Potenciómetro
1galon de agua destilada
6 vasos de precipitación de 250ml
1 varilla de agitación
26
3.3.3. Temperatura. De acuerdo a este parámetro el proceso de compostaje se divide
en 5 etapas: Mesófilica, Termófilica, Enfriamiento, Maduración y la fase de
Estabilización.
Procedimiento.
La lectura de temperatura del proceso del compostaje se realizó la medición cada 5 días,
del extremo izquierdo, centro y extremo derecho de cada pila con el termómetro digital
para composteras.
Materiales y Equipos
Termómetro digital
3.4. Ubicación del Proyecto
La investigación del proyecto, se llevó a cabo en la Provincia del Pichincha, Cantón
Quito, Parroquia de Cumbayá, Comuna Lumbisí, sector llamado Tablompata, se inició
el proyectó, 21 de noviembre del 2016.
Longitud: 78°27’13.01”O
Latitud: 0°13’35.70” S
Temperatura promedio: 25 0C
Humedad: 48%
Presión: 717,7 hPa
Altura: 5,58 Km
3.4.1. Control del Análisis Bromatológico.
Procedimiento.
27
En las semanas 20 y 25 se hizo un análisis bromatológico completo de las 2
composteras T1 y T2, en la Tabla 5, tenemos los nutrientes analizados.
TABLA 4. Parámetros analizados del Compost a base de Chicha de Jora
IDENTIFICACION DE CAMPO DE LA
COMPOSTA
PARAMETROS ANALIZADOS EN
AGROCALIDAD
SUSTRATO DE CHICHA DE JORA
Nitrógeno total (N Total)
Fosforo Total (P)
Potasio (K)
Calcio (Ca)
pH
C/N
Materia Orgánica (M.O)
TABLA 5. Parámetros analizados del Compost a base de Melaza
IDENTIFICACION DE CAMPO DE LA
COMPOSTA
PARAMETROS ANALIZADOS EN
AGROCALIDAD
SUSTRATO DE MELAZA
Nitrógeno total (N Total)
Fosforo Total (P)
Potasio (K)
Calcio (Ca)
pH
C/N
Materia Orgánica (M.O)
El laboratorio encargado de este análisis fue el laboratorio de calidad de fertilizantes,
AGROCALIDAD.
3.5. Determinación del Nitrógeno total.
Es la cantidad de nitrógeno existente en una muestra de fertilizante, y expresada en
porcentaje Norma INEN 2025.
28
3.6. Determinación del fosforo total.
Es la cantidad de fósforo presente en un fertilizante y expresado convencionalmente en
porcentaje de anhídrido fosfórico Norma INEN 229.
3.7. Determinación de Potasio.
Esta norma se aplica a todos los materiales utilizados comúnmente como fertilizantes.
El potasio extraído con solución de oxalato de amonio es medido por el fotómetro de
llama a 768 nm, usando una curva de calibración estandarizada. Norma INEN 234.
3.8. Determinación de Calcio.
Se basa en la formación de un compuesto estable, cuando reacciona con el catión del
ensayo la solución estándar etilendiamina tetra-acetato, en un medio alcalino. Norma
INEN 240.
3.9. Control del Análisis Físico.
3.9.1. Tamizado del compost.
Procedimiento
El material fue secado al aire libre, tamizado con un tamiz de una malla de 1m2, se
evaluaron apariencia, color, olor.
Materiales y equipo
Malla 1m2
Pala
3.9.2. Olor. El compost no debe presentar olores fuertes, compuestos de sulfuros, a
excepción de un aroma característico a bosque.
29
3.9.3. Color. El producto final del compost tiene un color pardo obscuro casi
negro.
Tabla 6. Parámetros Físicos- Químicos en el proceso de compostaje
Parámetros de Control Valor Aceptable
Humedad 40- 54% INICIO
< 20 FINAL
Temperatura
25 - 55 0C Fase 29 Mesófila
55 - 75 0C Fase Termófila
75 - 40 0C Fase de Enfriamiento
40- 25 0C Fase de Maduración
pH 5,5 - 7,5 INICIO
7,5 – 9,0 FINAL
Relación C/N 20 – 40 % INICIO
10 – 15 % FINAL
Tamaño de partícula Variable
Nitrógeno total (N2) 0,9 -1,5%
Fosforo(P2O5) 0,7 – 0,9%
Potasio(K2O) 0,3 – 0,7%
Calcio (CaO) 2. – 7%
3.10. Técnicas para sembrar semillas.
Procedimiento.
Humedad. Debe mantenerse en un grado óptimo de humedad.
Siembra. Las semillas se reparten uniformemente sobre este sustrato bien
aplanado, y se cubren a continuación con compost o tierra fina
El trasplante. Es aconsejable ir aclimatándolas por etapas, y regarlas para que el
cepellón se cohesione y no se deshaga al salir del contenedor.
30
3.11. Diagrama de flujo del proceso de compostaje.
Figura 17. Proceso de compostaje en la Comuna Lumbisí
3.12.Diseño experimental
En el diseño experimental a utilizarse en esta investigación será, T1, T2, T2, T3, T4, T5,
T6 y 2 testigos T7, T8.
PROCESO DE
ELABORACION
DEL COMPOST
SELECCIÓN DE LA
MATERIA PRIMA
FORMACION DE LA
PILA
SUSTRATOS: CHICHA
DE JORA Y MELAZA
COMPOSTAJE CONTROL DE LA
TEMPERATURA Y pH
VOLTEO APLICACION EN
SEMILLEROS DE
CICLO CORTO
COMPOST DURANTE 65
DIAS TRATAMIENTO
31
3.9.4. Factores De Estudio
Variables independientes. Técnicas apropiadas para la elaboración de abonos a
partir del estiércol de cuy 50% y desechos vegetales 50%.
Tabla 7. Operaciones de la variable independiente
Categorías Parámetros Técnicas e Instrumentos
PROCESOS
pH Potenciómetro
Temperatura Termómetro digital
humedad Estufa
aireación volteo
Variables dependientes. Nivel de nutrientes en el compost elaborado a partir de
estiércol de cuy 50%, desechos de cosecha 50%.
Tabla 8. Operaciones de la variable dependiente
Categorías Parámetros Técnicas e Instrumentos
PROCESOS
Materia orgánica Titulaciones
Nitrógeno total Kjeldahl
Fosforo total Titulaciones
Potasio Titulaciones
Calcio Titulaciones
32
3.9.5. Diagrama de flujo de la compostera
Figura 18. Diseño de la metodología experimental del proceso de compostaje
Condiciones de trabajo
Tiempo de descomposición: 65 días
El compost, se elaboró bajo sobra por los factores climáticos, Noviembre a Marzo son
Temporadas de lluvia. A una temperatura osciló entre 22 a 550C.
El pH deseable para un compost oscila entre 7,0 A 8,0 Donde tenemos un compost
maduro
Dónde:
a1= Estiércol de cuy 50% y desechos vegetales 50%
b1, b3, b5 = Sustrato a base de Chicha de Jora
b2, b4, b6= Sustrato a base de Melaza
a1
b1
b2
A1b1
A1b2
b3 r1b3
r1
b4 r1b4
r2
b6 R2b6
b5 R2b5
M
U
E
S
T
R
A
T
T
T
T
T
T
pH
pH
pH
pH
pH
pH
33
T1, T2, T3, T4, T5, T6= Compost
3.9.6. Diseño de la Compostera.
Figura 19. Diseño de las dos composteras
3.12.1. Dimensiones de la pila de compostaje aeróbica.
Figura 20. Dimensiones de la pila de compostaje
3.13.Datos experimentales.
3.13.1. Datos de Control de la temperatura.
80cm
34
Tabla 9. Datos de la temperatura de la pila de compost
TRATAMIENTOS
Chica de Jora (T1) Melaza (T2)
N días EI C ED EI C ED
0 24,5 25 24,5 21 24 21
5 25,5 26 26 23 25 27
10 29 31 30 26 28 28
15 37 39 35 32 36 31
20 41,5 42 41 41 42 40
25 45 46 47 43,5 44 44
30 50 54 53 49 50 51
35 55 55 55 55 55 57
40 52 53,5 53 54 55 54
45 46,5 47 47 45 46 44
50 43 44 45 44 42 43
55 36 39 37 32 34 34
60 29 30 28 28 30 25
65 24 25 23 25 27 26
TRATAMIENTOS
Chica de Jora (T3) Melaza (T4)
N días EI C ED EI C ED
0 20 23 20 22 23 24
5 27 27 27 25 26 24
10 28 30 29 26 29 26
15 34 36 35 31 33 32
20 39 39 39 38 41 41
25 44 46 45 45 45 45
30 49 49 49 49 53 52
35 55 57 56 55 55 55
40 55 55 55 51 53 51
45 46 47 48 45 45 45
50 44 47 44 43 42 41
55 39,5 40 40 37 38 36
60 31 37 34 29 29 29
65 29 31 27 26 24 25
35
Tabla 9. (Continuación)
TRATAMIENTOS
Chica de Jora (T5) Melaza (T6)
N días EI C ED EI C ED
0 24 26 25 22 23 21
5 27 29 28 23 27 25
10 27 33 30 28 32 30
15 34 34 34 34 37 34
20 41 43 42 41 44 41
25 44 46 45 46 46 46
30 53 55 51 55 54 53
35 56 56 55,5 55 55 55
40 53 57 55 52 54 53
45 49 50 48 47 49 46
50 48 47 46 43 44 45
55 44 40 36 32 33 31
60 35 35 35 30 30 30
65 25 30 29 23 25 24
TESTIGOS
Chica de Jora (T7) Melaza (T8)
N días EI C ED EI C ED
0 26,8 27 26,5 25 27 29
5 27 29 27 27 29 28
10 29 30 29 29.8 30 29
15 35 37 34 38 38 39
20 45 46 47 43 48 50
25 49 48 45 49 47 49
30 56 58 57 54 56 52
35 59 57 58,9 58 59 58
40 53 54 53 56 59 53
45 49 51 49 47 49 46
50 46 46 46 44 46 46
55 45 42 41 39 42 39
60 39 38 39 37 37 39
36
Tabla 9. (Continuación)
65 33 27 30 30 27 29
3.13.2. Datos de Control del pH
TABLA 10. Datos de control de pH
TRATAMIENTOS
Chica de Jora (T1) Melaza (T2)
N días EI C ED EI C ED
0 5,6 5,7 5,7 5,6 5,9 5,8
5 6,6 6,7 6,8 6,6 6,9 6,8
10 7,9 8,4 8,3 8,6 8,6 8,5
15 8,3 8,3 8,1 8,4 8,4 8,4
20 9,4 9,2 8,9 9,2 9,2 8,9
25 8,7 8,9 9 8,9 9 8,9
30 8,4 8,7 8,7 8,4 8,7 8,7
35 8 8 7,9 8 8,1 7,5
40 7,5 7,6 7,3 7,3 7,4 7,3
45 7,4 7,6 7,2 7,1 7,6 7,2
50 7,5 7,5 7,3 7,3 7,2 7,1
55 7 7,4 7,5 7 7,2 7,2
60 6,9 7,4 7,1 7 7,2 7,1
65 6,6 7,2 6,7 6,9 7,4 7,1
TRATAMIENTOS
Chica de Jora (T3) Melaza (T4)
N días EI C ED EI C ED
0 5,5 5,7 5,4 5,6 5,6 5,4
5 6,2 6,4 6,5 6,6 6,5 6,3
10 8,3 8,4 8,4 7,9 8,1 8
15 8,4 8,5 8,6 8,5 8,6 8,5
20 9 9,2 9,1 9 9 8,9
25 8,9 9 9 8,7 8,9 9
30 8,6 8,7 8,7 8,4 8,5 8,4
35 7,8 8 7,9 8,1 8,2 7,9
37
Tabla 10. (Continuación)
40 7,7 7,7 7,6 7,1 7,1 7,2
45 7,2 7,3 7,4 7,1 7 7
50 7 7,2 7 7,1 7,1 6,9
55 6,9 7,2 7,2 6,8 7 7
60 6,9 7 7,1 6,9 7 6,8
65 6,7 7 6,9 6,6 7,2 6,7
TRATAMIENTOS
Chica de Jora (T5) Melaza (T6)
N días EI C ED EI C ED
0 5,5 5,3 5,2 5,6 5,7 8
5 6,6 6,7 6,7 6,9 6,8 9,4
10 8,3 8,4 8,5 8,6 8,7 9,66
15 8,7 8,8 8,6 8,9 8,9 9,9
20 9,4 9,7 9,5 9 9,1 9,55
25 8,7 8,7 8,7 8,5 8,5 9,5
30 8,2 8,4 8,4 8,4 8,3 9,88
35 8 8 7,6 8 7,4 9,6
40 7,8 7,6 7,4 7,5 7,6 9,48
45 7,4 7,5 7,4 7,4 7,6 9,68
50 7,5 7,5 7,3 7,2 7,3 9,74
55 7 7,4 7,2 7 7,4 9,4
60 6,9 7,3 7,1 6,9 7,4 8,99
65 7 7,1 7,2 6,6 7,2 7,2
TESTIGOS
Chica de Jora (T7) Melaza (T8)
N días EI C ED EI C ED
0 5,6 5,7 5,6 5,4 5,7 5,4
5 6,4 6,7 6,4 6,6 6,7 6,8
10 8,9 8,9 8,8 8,5 8,4 8,5
15 8,6 8,7 8,5 8,4 8,5 8,5
20 9,4 9,2 8,9 9 9,1 9
25 8,7 8,9 9 9,1 8,9 9,1
30 8,5 8,7 8,7 8,4 8,2 8,4
35 7,4 7,7 7,5 7,7 8 7,9
38
Tabla 10. (Continuación)
40 7,2 7,4 7,3 7,1 7,2 7
45 7,4 7,2 7,2 7 7,1 7,1
50 7,3 7,2 7,3 6,8 7,3 7
55 7 7,4 7,5 6,8 7 6,9
60 6,9 7,4 7,1 6,9 7 6,8
65 7,1 7,2 6,7 6,6 6,8 6,7
3.13.3. Datos de Control de la humedad
Peso del crisol vacío = PCV= 13,7626
Peso del crisol + la muestra húmeda = PMH
Peso del crisol + la muestra seca= PMS
Datos del control de la humedad del extremo izquierdo de la pila.
Tabla 11. Datos control de la humedad del extremo izquierdo del compost TRATAMIENTOS
Chica de Jora (T1) Melaza (T2)
N días PVC PMH PMS PVC PMH PMS
10 13,7626 16,7631 15,783 13,7626 16,763 15,76
20 13,7626 16,7627 15,802 13,7626 16,7627 15,79
30 13,7626 16,7628 15,822 13,7626 16,7628 15,83
40 13,7626 16,7631 15,899 13,7626 16,7628 15,89
50 13,7626 16,7638 15,978 13,7626 16,7627 15,97
60 13,7626 16,7627 16,101 13,7626 16,7628 16,10
TRATAMIENTOS
Chica de Jora (T3) Melaza (T4)
N días PVC PMH PMS PVC PMH PMS
10 13,7626 16,7631 15,78 13,7626 16,763 15,76
20 13,7626 16,7627 15,81 13,7626 16,7627 15,80
30 13,7626 16,7628 15,85 13,7626 16,7628 15,84
40 13,7626 16,7631 15,90 13,7626 16,7628 15,90
50 13,7626 16,7638 15,98 13,7626 16,7627 15,97
39
Tabla11. (Continuación)
60 13,7626 16,7627 16,11 13,7626 16,7628 16,11
TRATAMEINTOS
Chica de Jora (T5) Melaza (T6)
N días PVC PMH PMS PVC PMH PMS
10 13,7626 16,7631 15,7770 13,7626 16,763 15,778
20 13,7626 16,7627 15,8120 13,7626 16,762 15,820
25 13,7626 16,7628 15,8490 13,7626 16,762 15,837
30 13,7626 16,7631 15,9200 13,7626 16,762 15,899
40 13,7626 16,7638 15,9820 13,7626 16,762 15,975
50 13,7626 16,7627 16,1200 13,7626 16,762 16,063
60 13,7626 16,7600 16,1000 13,7626 16,763 16,158
TESTIGOS
Chica de Jora (T7) Melaza (T8)
N días PVC PMH PMS PVC PMH PMS
10 13,7626 16,7631 15,9059 13,7626 16,763 15,898
20 13,7626 16,7627 15,9976 13,7626 16,762 15,977
25 13,7626 16,7628 16,0244 13,7626 16,762 16,050
30 13,7626 16,7631 16,085 13,7626 16,762 16,099
40 13,7626 16,7638 16,1235 13,7626 16,762 16,123
50 13,7626 16,7627 16,1524 13,7626 16,762 16,155
60 13,7626 16,7600 15,9059 13,7626 16,763 15,898
Datos del control de la humedad del centro de la pila
Tabla 12. Datos control de la humedad del Centro de la pila del compost
TRATAMIENTOS
Chica de Jora (T1) Melaza (T2)
N días PVC PMH PMS PVC PMH PMS
10 13,7626 16,7628 15,777 13,7626 16,763 15,765
20 13,7626 16,763 15,810 13,7626 16,762 15,844
30 13,7626 16,7629 15,823 13,7626 16,762 15,84
40 13,7626 16,7631 15,899 13,7626 16,763 15,897
50 13,7626 16,7639 15,982 13,7626 16,762 15,979
40
Tabla 12. (Continuación)
60 13,7626 16,7629 16,1212 13,7626 16,763 16,123
TRATAMIENTOS
Chica de Jora (T3) Melaza (T4)
N días PVC PMH PMS PVC PMH PMS
10 13,7626 16,763 15,7789 13,7626 16,763 15,766
20 13,7626 16,763 15,82 13,7626 16,762 15,845
30 13,7626 16,7629 15,8348 13,7626 16,763 15,874
40 13,7626 16,7631 15,8593 13,7626 16,763 15,899
50 13,7626 16,763 15,9834 13,7626 16,762 15,989
60 13,7626 16,7629 16,1215 13,7626 16,763 16,075
TRATAMIENTOS
Chica de Jora (T5) Melaza (T6)
N días PVC PMH PMS PVC PMH PMS
10 13,7626 16,763 15,779 13,7626 16,763 15,78
20 13,7626 16,763 15,822 13,7626 16,762 15,828
30 13,7626 16,7631 15,85 13,7626 16,762 15,86
40 13,7626 16,763 15,929 13,7626 16,762 15,901
50 13,7626 16,763 15,999 13,7626 16,762 15,959
60 13,7626 16,7629 16,1673 13,7626 16,762 16,054
TESTIGOS
Chica de Jora(T7) Melaza (T8)
N días PVC PMH PMS PVC PMH PMS
10 13,7626 16,763 15,8918 13,7626 16,763 15,894
20 13,7626 16,763 15,974 13,7626 16,762 15,976
30 13,7626 16,7631 15,9905 13,7626 16,762 15,986
40 13,7626 16,763 16,0415 13,7626 16,762 16,039
50 13,7626 16,763 16,1068 13,7626 16,762 16,091
60 13,7626 16,7629 16,0968 13,7626 16,762 16,095
Datos del control de la humedad del extremo derecho de la pila.
41
Tabla 13. Datos control de la humedad del Extremo Derecho
TRATAMIENTOS
Chica de Jora (T1) Melaza (T2)
N días PVC PMH PMS PVC PMH PMS
10 13,7626 16,7631 15,8158 13,7626 16,763 15,778
20 13,7626 16,7627 15,81 13,7626 16,762 15,796
30 13,7626 16,7628 15,827 13,7626 16,762 15,829
40 13,7626 16,7631 15,895 13,7626 16,762 15,898
50 13,7626 16,7638 15,958 13,7626 16,762 15,970
60 13,7626 16,7627 16,0818 13,7626 16,762 16,102
TRATAMIENTOS
Chica de Jora (T3) Melaza(T4)
N días PVC PMH PMS PVC PMH PMS
10 13,7626 16,763 15,7789 13,7626 16,763 15,767
20 13,7626 16,763 15,8345 13,7626 16,763 15,80
30 13,7626 16,7629 15,8348 13,7626 16,763 15,831
40 13,7626 16,763 15,8899 13,7626 16,763 15,898
50 13,7626 16,763 15,9822 13,7626 16,763 15,995
60 13,7626 16,7629 16,0666 13,7626 16,763 16,151
TRATAMIENTOS
Chica de Jora (T5) Melaza (T6)
N días PVC PMH PMS PVC PMH PMS
10 13,7626 16,763 15,789 13,7626 16,763 15,775
20 13,7626 16,763 15,818 13,7626 16,762 15,794
30 13,7626 16,7631 15,86 13,7626 16,762 15,838
40 13,7626 16,763 15,937 13,7626 16,762 15,873
50 13,7626 16,763 15,994 13,7626 16,762 15,950
60 13,7626 16,7629 16,1645 13,7626 16,762 16,125
TESTIGOS
Chica de Jora (T7) Melaza (T8)
N días PVC PMH PMS PVC PMH PMS
10 13,7626 16,763 15,8839 13,7626 16,763 15,871
20 13,7626 16,763 15,9134 13,7626 16,762 15,910
30 13,7626 16,7631 15,9905 13,7626 16,762 15,986
42
Tabla13. (Continuación)
40 13,7626 16,763 16,032 13,7626 16,762 16,035
50 13,7626 16,763 16,1057 13,7626 16,762 16,092
60 13,7626 16,7629 16,1796 13,7626 16,762 16,182
3.14. Análisis Estadístico
Se utilizó el programa Anova, para determinar el mejor tratamiento en este trabajo de
investigación, Se procedió a realizar los cálculos estadísticos Excel utilizando el
programa informático XLSTAT. Durante el proceso de descomposición tanto de
temperatura, pH, humedad y finalmente los nutrientes requeridos, analizando la
desviación estándar de coeficiente de varianza en cada promedio, utilizando un intervalo
de confianza a un 95 por ciento.
43
4. CÁLCULOS
4.1. Cálculo del porcentaje de humedad.
% humedad =m1 − m2
m2 − m3 x 100 (17)
Dónde:
m1 = Masa de la tara y el espécimen húmedo en gramos
m2 = Masa de la tara y muestra seca en gramos.
m3=Masa de la tara en gramos
EI = Extremo izquierdo de la pila
C = Centro de la pila
ED = Extremo Derecho de la pila
CJ= Chicha de Jora
M= Melaza
4.1.1. Cálculo del porcentaje de humedad del extremo izquierdo a base de Chicha
de Jora.
% humedad EI =16,7631 − 15,783
15,783 − 13,7626 x 100 (18)
% humedad EI = 48,5
44
4.1.2. Cálculo del porcentaje de humedad del extremo izquierdo a base de
Melaza.
% humedad =16,7631 − 15,769
15,769 − 13,7626 x 100 (19)
% humedad EI = 49,54
4.1.3. Cálculo del porcentaje de humedad del centro a base de Chicha de Jora.
% humedad =16,7631 − 15,7779
15,7779 − 13,7626 x 100 (20)
% humedad C = 48,87
4.1.4. Cálculo del porcentaje de humedad del centro a bases de Melaza.
% humedad C =16,7631 − 15,7659
15,7659 − 13,7626 x 100 (21)
% humedad C = 49,78
4.1.5. Cálculo del porcentaje de humedad del extremo derecho a base de Chicha
de Jora.
% humedad =16,7631 − 15,8158
15,8158 − 13,7626 x 100 (22)
% humedad ED = 46,1
45
4.1.6. Cálculo del porcentaje de humedad del extremo derecho a base de Melaza.
% humedad ED =16,7631 − 15,7789
15,7789 − 13,7626 x 100 (23)
% humedad ED =4
4.2. Rendimiento del compostaje.
% de Rendimiento =Peso final
peso inicialx 100 (24)
4.2.1. Porcentaje de rendimiento del tratamiento madre a base de Chicha de
Jora.
% 𝐝𝐞 𝐑𝐞𝐧𝐝𝐢𝐦𝐢𝐞𝐧𝐭𝐨 =𝟒𝟑𝟗, 𝟓𝟓𝒌𝒈
𝟓𝟎𝟎𝐤𝐠𝐱 𝟏𝟎𝟎 (𝟐𝟓)
% de Rendimiento = 87,91
4.2.2. Porcentaje de rendimiento del tratamiento Madre a base de Melaza.
% de Rendimiento =438,9Kg
498Kgx 100 (26)
% de Rendimiento = 88,13
46
Tabla 14. Porcentaje de Rendimiento
Peso inicial (Muestra Húmeda) (kg)
TRATAMIENTOS T1 T2 T3 T4
T5 T6 T7 T8
Peso (Kg) 500 498 500 497 500 498 500 500
Peso Final (Muestra Seca)(kg)
TRATAMIENTOS T1 T2 T3 T4
T5 T6 T7 T8
Peso (Kg) 439 438,9 438,8 426 438,9 438 420 420,6
% de Rendimiento
TRATAMIENTOS T1 T2 T3 T4
T5 T6 T7 T8
Porcentaje de
Rendimiento
87,9
88,13
87,76
85,8
87,78
88,0
84,0
84,1
4.3. Cálculo estadístico de variables.
4.3.1. Planteamiento de la hipótesis
𝐻0 = 𝐻0 Hipótesis nula
𝐻1 ≠ 𝐻1 Hipótesis alternativa
4.3.2. Nivel de significancia de α = 0,05% (27)
4.3.3. Media Global:
�̅� =∑ ∑ 𝑋𝑖𝑗
𝑛𝑗𝑖=1
𝐾𝑗=1
𝑛 (28)
4.3.4. Variación Total:
𝑆𝐶𝑇 = ∑ ∑ (𝑥𝑖𝑗 − �̅�)2𝑛𝑗
𝑖=1𝐾𝑗=1 (29)
4.3.5. Suma de los cuadrados totales:
𝑆𝐶𝑇 = 𝑆𝐶𝐹 + 𝑆𝐶𝑅 (30)
4.3.6. Coeficiente de terminación
𝑅2 =𝑆𝐶𝐹
𝑆𝐶𝑇 (31)
4.3.7. Cálculo de la estadística descriptiva T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8.
47
Tabla 15. Determinación del Mejor Tratamiento por el Método Estadístico
ELEMENTOS
ESTADISTICOS
T (OC)
pH
VALOR %
HUMEDAD
E.I
VALOR %
HUMEDAD
CENTRO
VALOR %
HUMEDAD
E.D
T
R
A
T
A
M
I
E
T
O
S
T1 MEDIA 39,1 7,56 40,9 40,6 40,8
VARIANZA 118,9 0,978 61,5 67,4 45,9
DES.ESTADAR 10,91 0,989 7,844 8,208 6,776
T2 MEDIA 38,1 7,76 41,1 40,4 41
VARIANZA 122,4 0,852 64,59 65,79 62,05
DES.ESTADAR 11,07 0,92 8,037 8,112 7,878
T3 MEDIA 39,36 7,61 40,45 40,81 40,98
VARIANZA 114,55 1,116 61,877 65,688 49,715
DES.ESTADAR 10,703 1,056 7,866 8,105 7,051
T4 MEDIA 37,71 7,46 41,07 40,11 40,37
VARIANZA 120,989 1,053 68,391 49,732 81,563
DES.ESTADAR 11,00 1,026 11,00 7,052 9,031
T5 MEDIA 40,5 7,650 40,118 39,277 39,078
VARIANZA 113,808 1,0904 64,239 77,795 73,518
DES.ESTADAR 10,688 1,004 8,015 8,820 8,574
T6 MEDIA 38,5 7,6540 40,958 40,798 41,242
VARIANZA 135,19 0,836 48,036 40,746 66,785
DES.ESTADAR 11,627 0,915 6,931 6,383 8,172
T7 MEDIA 41,779 7,629 31,622 33,245 33,337
VARIANZA 124,708 1,096 29,517 23,832 43,850
DES.ESTADAR 11,167 1,047 5,4333 4,822 6,622
T8 MEDIA 41,693 7,557 31,318 33,390 33,592
VARIANZA 118,959 0,987 32,722 21,518 46,331
DES.ESTADAR 10,907 0,994 5,720 4,639 6,807
4.3.8. Análisis de la varianza de la Temperatura del T1 a base de Chicha de Jora
48
Tabla 16. Análisis de varianza Temperatura.
Origen de las
variaciones
Suma de
cuadrados
Grados de
libertad
Promedio de los
cuadrados F
FACTOR 6,04 1 6,035714286 0,05
ERROR 3138,64 26 120,717033
Total 3144,68 27
𝐻0 = 𝐻1: Hipótesis nula
𝐻0 ≠ 𝐻1: Hipótesis alternativa
Ubicación del valor crítico de la curva en la tabla.
𝐹 = 0,05 (34)
F (1, 26, 0,05) = 4,23 (35)
Se ubica la estadística de prueba y se toma la decisión.
La decisión es rechazar la hipótesis nula y se acepta la hipótesis alternativa, donde
existe diferencia de temperaturas en distintos tratamientos experimentales, incluido el
tratamiento testigo.
4.3.9. Análisis de la varianza del pH del T1 a base de Chicha de Jora
Tabla 17. Análisis de la varianza del pH.
Origen de las
variaciones
Suma de
cuadrados
Grados de
libertad
Promedio de los
cuadrados F
FACTOR 0,02 1 0,020089286 0,05
ERROR 11,40 26 0,438637637
Total 11,42 27
𝐻0 = 𝐻1: Hipótesis nula
𝐻0 ≠ 𝐻1: Hipótesis alternativa
49
Ubicación del valor crítico de la curva en la tabla.
𝐹 = 0,05 (36)
F (1, 26, 0,05) = 4,23 (37)
Se ubica la estadística de prueba y se toma la decisión.
La decisión rechazar la hipótesis nula y aceptar la hipótesis alternativa, donde existe
diferencia de pH en los tratamientos experimentales.
4.3.10. Análisis de la varianza del % Humedad del T1 a base de Chicha de Jora
Tabla 18. Análisis de la varianza de la Humedad.
Origen de las
variaciones
Suma de
cuadrados
Grados de
libertad
Promedio de los
cuadrados F
FACTOR 297181,25 5 59436,2497 6,04
ERROR 295292,15 30 9843,071653
Total 1889,10 35
𝐻0 = 𝐻1: Hipótesis nula
𝐻0 ≠ 𝐻1: Hipótesis alternativa
Ubicación del valor crítico de la curva en la tabla.
𝐹 = 6,04 (38)
F (5, 30, 0,05) = 2,53 (39)
Se ubica la estadística de prueba y se toma la decisión.
La decisión es rechazar la hipótesis nula y se aceptar la hipótesis alternativa, donde
existe diferencia de % de humedad en distintos tratamientos experimentales.
50
5. RESULTADOS
5.1.Temperatura.
Tabla 19. Promedio de la temperatura del extremo izquierdo, centro, extremo
derecho de la pila de compostaje.
N días
CJ (T1)
0C
M(T2)
0C
CJ(T3)
0C
M(T4)
0C
CJ(T5)
0C
M(T6)
0C
CJ(T6)
0C
M(T7)
0C
0 25 22 21 23 25 22 26,8 27,0
5 26 25 27 25 28 25 27,7 28,0
10 30 27 29 27 30 30 29,3 29,5
15 37 33 35 32 34 35 35,3 38,3
20 42 41 39 40 42 42 46,0 47,0
25 46 44 45 45 45 46 47,3 48,3
30 52 50 49 51 53 54 57,0 54,0
35 55 56 56 55 56 55 58,3 58,3
40 53 54 55 52 55 53 53,3 56,0
45 47 45 47 45 49 47 49,7 47,3
50 44 43 45 42 47 44 46,0 45,3
55 37 35 40 37 40 32 42,7 40,0
60 29 33 34 29 35 30 38,7 37,7
65 24 26 29 25 28 24 26,8 27,0
51
5.1.1. Análisis de la Temperatura.
Gráfico 1. Tendencia de la Temperatura vs tiempo
En la tabla 19 y Gráfico 1. observamos el promedio de los diferentes tratamientos a
base de chicha de jora T1, T3, T5, T7 y a base de Melaza T2, T4, T6, T8 el mejor
tratamiento es el T1, tiene los parámetros adecuados de temperatura para un
compostaje bueno, el mejor sustrato tratado es la Chicha de Jora durante los 65 días.
En el control de los parámetros durante los 65 días de compostaje, se realizó los días
1 a 15, inicia con la Fase Mesófilica, obteniendo una temperatura de 35 oC
produciendo calor y CO2 donde se acidificó la materia, en los días 20 -35 la
temperatura sube por la acción de la fermentación, pasa a la Fase Termófila lo más
óptimo es 55 ºC y en los días 40 a 55, la temperatura baja.
Los días 40 -65, cuando se ha realizado su descomposición en la totalidad de la
materia orgánica, desciende la temperatura y tenemos la Fase de Enfriamiento,
donde tenemos la temperatura ambiente que es la finalización del proceso de
compost.
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 T
TEM
PER
AT
UTA
Tendencia de la Temperatura vs Tiempo
T1 (CJ)
T2 (M)
T3 (CJ)
T4 (M)
T5 (CJ)
T6 (M)
T7 (CJ)
T8 (M)
TIEMPO
Días
52
5.2. pH
Tabla 20. Promedio del pH del extremo izquierdo, centro, extremo derecho.
N CJ (T1) M(T2) CJ(T3) M(T4) CJ(T5) M(T6) CJ(T7) M(T8)
0 5,7 5,8 5,5 5,5 5,3 5,7 5,6 5,6
5 6,7 6,8 6,3 6,4 6,7 6,9 6,5 7,3
10 8,2 8,6 8,4 8,0 8,4 8,5 8,9 8,5
15 8,3 8,4 8,5 8,5 8,7 8,9 8,6 8,5
20 9,4 9,1 9,1 9 9,5 9 9,1 9
25 9 8,9 9 8,9 8,7 8,5 8,9 9
30 8,6 8,6 8,7 8,4 8,3 8,4 8,7 8,3
35 8 7,9 7,9 8,1 7,9 7,7 7,5 7,9
40 7,5 7,3 7,7 7,1 7,6 7,5 7,3 7,1
45 7,4 7,3 7,3 7 7,4 7,4 7,3 7,1
50 7,4 7,2 7,1 7 7,2 7,2 7,2 7
55 7,3 7,1 7,1 6,9 7,2 7,2 7,1 6,9
60 7,2 7,1 7 6,9 7,1 7,2 7,1 6,9
65 7 7,1 6,9 6,8 7,1 7 7,0 6,7
5.2.1. Análisis del pH
Gráfico 2. Tendencia del pH vs Tiempo
0
2
4
6
8
10
0 10 20 30 40 50 60 70
pH
TIEMPO (Días)
pH vs Tiempo
T1 (CJ)
T2 (M)
T3 (CJ)
T4 (M)
T5(CJ)
T6 (M)
T7 (CJ)
53
Mediante el seguimiento en la Tabla 20 y Gráfico 2. en la fase Mesófila inicial
tenemos un valor de 5,7 debido a la descomposición de lípidos y glucósidos, depende
de las condiciones ambientales y la materia orgánica agregada al compostaje, Tabla
28 en los día 25 hay un pH elevado que sería muy alcalino, se ha permitido equilibrar
los nutrientes en la pila de compostaje para bajar el pH y tener un pH neutro de 7.
En la fase de enfriamiento Figura 24, tenemos un pH alto donde lo neutralizamos
con adición de nitrógeno, fosforo, potasio y desechos de cosecha los días 25-65, pH
neutro de 7 en todos los tratamientos donde se observa que el tratamiento uno
cumple con los rangos establecidos de pH 7.
5.3. Análisis del porcentaje humedad, extremo izquierdo.
Tabla 21. Cálculo del porcentaje de humedad, extremo izquierdo
N días CJ (T1)
%
M(T2)
%
CJ(T3)
%
M(T4)
%
CJ(T5)
%
M(T6)
%
CJ(T7)
%
M(T8)
%
10 48,5 49,54 48,66 50,22 48,95 48,87 39,99 40,50
20 47,11 47,83 46,75 47,54 46,39 45,82 35,25 35,48
30 45,68 44,84 43,94 44,56 43,8 44,63 32,66 31,10
40 40,45 40,45 40,38 40,43 39,08 40,43 29,19 28,39
50 35,47 35,91 35,35 35,91 35,23 35,6 27,09 27,05
60 28,3 28,25 27,64 27,76 27,26 30,4 25,55 25,39
5.3.1. Análisis de la humedad, extremo izquierdo.
Gráfico 3. Porcentaje de humedad izquierdo de la pila vs tiempo
15
25
35
45
55
% H
um
edad
Porcentaje de humedad, izquierdo Vs tiempo
CJ (T1)
M (T2)
CJ (T3)
M (T4)
CJ (T5)
M (T6)TIEMPO
54
Los resultados de la Tabla 21 y Gráfico 3. El porcentaje de humedad teóricamente es
de 30 a 60 por ciento en una descomposición aerobia. En los días 10 al 50 se obtuvo
una humedad de 48,5% a 35,47%, en los tratamientos, (T1, T2, T3, T4, T5, T6), donde
se observa que es adecuada para su descomposición, como resultado nos da que T1
es el mejor en % de humedad.
Los días 50 a 60. La humedad en el compostaje pasa a la fase de enfriamiento,
28,3%. donde implica que el compostaje comienza a quedarse sin agua. pasando al
proceso de secado. Donde hay una pequeña diferencia con el testigo T7 y T8, de
(40,50 % a 25,39 %)
5.4. Análisis del porcentaje humedad, centro.
Tabla 22. Cálculo del porcentaje de humedad, centro
N
días
CJ (T1)
%
M(T2
%
CJ(T3)
%
M(T4)
%
CJ(T5)
%
M(T6)
%
CJ(T7)
%
CJ(T7)
%
10 48,87 49,78 48,81 49,73 48,8 48,73 40,92 40,76
20 46,51 45,12 45,83 44,04 45,69 45,26 35,68 35,50
30 45,62 44,43 44,79 42,06 43,74 43,04 34,68 34,89
40 40,45 40,57 43,11 40,38 38,5 40,29 31,66 31,79
50 35,21 35,37 35,1 34,72 34,16 36,55 27,99 28,80
60 27,21 27,09 27,19 29,73 24,77 30,92 28,54 28,60
5.4.1. Análisis de la humedad, centro.
Gráfico 4. Porcentaje de humedad, centro de la pila vs tiempo
15
25
35
45
55
% H
um
edad
Porcentaje de humedad, Centro Vs tiempo
CJ (T1)
M (T2)
CJ (T3)
M (T4)
CJ(T5)
M(T6)TIEMPO
55
La parte central es importante tiene un valor óptimo de humedad del 30 al 60% en una
descomposición aerobia teórica. Como vemos en la Tabla 22 y la Grafico 4. Los
tratamientos, (T1, T2, T3, T4, T5, T6) de los días 10 al 50 tenemos 40,87 % a 35,21 %.
Son parámetros buenos, un compostaje excelente donde se degrada más rápido los
desechos orgánicos. A los 60 días tenemos un 27,21 % donde pasa al proceso de secado
el mejor tratamiento es T1. Donde hay una pequeña diferencia con los T7 y T8 con un
(40,76 % a 28,80%).
5.5. Análisis del porcentaje de humedad, extremo Derecho.
Tabla 23. Cálculo del porcentaje humedad, extremo derecho de la pila
N
días
CJ (T1)
%
M(T2)
%
CJ(T3)
%
M(T4)
%
CJ(T5)
%
M(T6)
%
CJ(T7)
%
M(T8)
%
10 46,14 48,81 48,81 49,69 48,07 49,05 41,44 42,26
20 46,53 47,54 45,81 47,07 45,98 47,62 39,50 39,66
30 45,33 45,14 44,79 45,05 43,06 44,54 34,68 34,89
40 40,71 40,45 41,04 40,45 37,99 42,14 32,21 31,99
50 36,7 35,9 35,18 34,37 34,46 37,13 28,05 28,75
60 29,36 28,23 30,22 25,6 24,91 26,97 24,14 24,00
5.5.1. Análisis de la humedad, derecho.
Gráfico 5. Porcentaje de humedad, derecho de la pila vs tiempo
15
25
35
45
55
% H
um
edad
Porcentaje de humedad, derecho de la pila Vs tiempo
CJ(T1)
M(T2)
CJ(T3)
M(T4)
CJ(T5)
M(T6)
CJ (T7)TIEMPO
56
Los resultados de la Tabla 23 y Gráfico 5. En los días del 10 al 50 tenemos 46,14% a
36,7 % (T1, T2, T3, T4, T5, T6), valores buenos durante su descomposición, donde
pasa a la fase de enfriamiento, al día 60 tenemos un 29,36 %, comienza a quedarse
sin agua donde pasa al proceso de secado. Donde hay una pequeña diferencia con el
testigo T7 y T8 con un 42,26% a 24%.
5.6. Fertilizante analizado AGROCALIDAD a base de Chicha de Jora, 50 días.
FECHA DE INICIO: 30/12/2017
FECHA DE FINALIZACIÓN DEL ANALISÍS: 09/01/2017
Tabla 24. Resultados de los análisis por Agrocalidad (CJ)
TIPO DE
SUSTRATO
PARAMETROS
ANALIZADOS
PORCENTAJE
TEORICAMENTE
(%)
PORCENTAJE ANALIZADO
(%)
Chicha de
Jora
NT 0.9 – 1.5 0.91
P2O5 0.7 -0.9 0.85
K2O 0.3 -0.7 0.78
CaO 3 -7 4.51
C/N 10 – 15 % FINAL 15.38
MO 30 31.32
5.6.1. Análisis de la compostera a base de Chicha de Jora. En los resultados
analizados por Agrocalidad de N, P, K y Ca están dentro de los parámetros establecidos
teóricos, se obtuvo un compost bueno para el crecimiento y desarrollo de las plantas,
con nutrientes necesarias para el suelo, en esta investigación se determinó con que
sustrato utilizado se degrado más pronto. En los resultados obtenidos en Agrocalidad
determinamos que el sustrato de Chicha de Jora es el más óptimo.
Con estos resultados obtenidos de humedad, pH y temperatura nos daría la idea que el
compost realizado en este proyecto es bueno ya que cumple con los parámetros que
requiere según la norma INEN 209 y los reportes analizados en Agrocalidad nos da la
57
idea de realizar una planta piloto de compost dentro de la comuna de Lumbisí, ya que
no es muy costosa la materia prima.
5.7. Fertilizante analizado AGROCALIDAD a base de Melaza, 65 días.
FECHA DE INICIO: 12/01/2017
FECHA DE FINALIZACIÓN DEL ANALISÍS: 01/02/2017
Tabla 25. Resultados de los análisis por Agrocalidad, Melaza
TIPO DE
SUSTRATO
PARAMETROS
ANALIZADOS
PORCENTAJE
TEORICAMENTE
(%)
PORCENTAJE ANALIZADO
(%)
Melaza
NT 0.9 – 1.5 1.221
P2O5 0.7 -0.9 0.781
K2O 0.3 -0.7 0.531
CaO 3 -7 4.568
C/N 10 – 15 % FINAL 11.53
MO 30 32.01
5.7.1. Análisis de la comportera a base de Melaza. En los resultados analizados por
Agrocalidad de N, P, K y Ca cumplen con los parámetros establecidos, El sustrato a
base de melaza se degrada más lento. Este compost es bueno para el crecimiento y
desarrollo de las plantas cumple con los parámetros requeridos. Es un compost bueno.
5.8. Análisis Estadístico
En la Tabla 15, se realiza todos los tratamientos un análisis de la estadística descriptiva,
donde analizamos la media, la varianza y la desviación estándar, nos determinó que el
mejor tratamiento es a base chicha de jora. Para el análisis de varianza de la
temperatura, pH, porcentaje de humedad, se ha determinado que se acepta la hipótesis
alternativa y se rechaza la hipótesis nula porque hay diferencia de temperaturas,
humedad y pH en todos los puntos tomados durante el proceso de descomposición
58
6. DISCUSIÓN
El tratamiento T1 es el más óptimo a base de Chicha de Jora, en los resultados
observamos que la temperatura se encontró 55 0C, la humedad 49% en el centro de la
pila y pH llego a 7. Con estos datos obtenidos se observa que el tiempo de
degradación se aceleró, consiguiendo un producto con mejores condiciones físicas y
químicas.
Se analizó en el programa estadístico en excel la parte estadística determinando que
T1 es el más óptimo. De acuerdo con la tabla 15, donde hay una pequeña variación
de los resultados obtenidos entre los valores experimentales pH, Humedad y
temperatura comparado entre los tratamientos T1, T2, T3, T4, T5, T6 y los testigos T7,
T8.
Las condiciones climáticas no fueron buenas, las temporadas de lluvia no ayudaron
a obtener datos reales. Se construyó un techo durante los 65 días, para conseguir su
curva de descomposición aerobio, se tapó las pilas de compost para que no baje los
rangos de pH, humedad y temperatura en la noche.
Al no existir estudios previos sobre el sustrato a base de Chicha Jora como agente
que descompone la materia orgánica, los datos obtenidos son el resultado de varios
tratamientos realizados, para futuros avances relacionados a este tema realizar mayor
número de pruebas y utilizar equipos de mejor tecnología para este proceso.
59
7. CONCLUSIONES
Al realizar los muestreos para el seguimiento de parámetros de humedad, pH y
temperatura de los tratamientos T1, T2, T3, T4, T5, T6 y los testigos T7, T8 en proceso
de descomposición, se tomaron muestras de diferentes puntos externos y puntos
medios de la pila. Se concluye que el compost cumple con los parámetros
establecidos en sus fases.
Al ser un proceso aeróbico, el oxígeno es necesario para que los microorganismos
puedan realizar la descomposición, se determinó un nivel óptimo, evitando que se
produzcan situaciones anaeróbicas que reducirían la velocidad de degradación de la
materia orgánica agrícola, se evitaran malos olores y se reducirá la calidad del
producto, por ello la aireación de las pilas toma un papel determinante en el
desarrollo de la experimentación.
Se concluye que el control de la humedad en las pilas establecen la calidad final del
producto, una excesiva humedad conlleva a un proceso de putrefacción, afectando
actividad microbiana.
Con los resultados mostrados en la tabla 19 de Temperatura, cumplió con las fases:
Mesófila, Termófila, Enfriamiento, Maduración y Estabilización, el rango de
temperatura óptimo es 25 oC y 55
oC.
Al finalizar en el compost se hizó un análisis con las características optimas de
relación Carbono/Nitrógeno, es muy importante un control al final y cumple con los
parámetros establecidos en el Anexo C de 11,53.
60
En T1 en base de Chicha de Jora Tabla 24 y T2 Sustrato a base de Melaza tabla 25,
presentan mejores características de macronutrientes en el compost. Se concluye que
debemos utilizar chicha de jora como sustrato para acelerar el proceso de
descomposición de los desechos orgánicos agrícolas provenientes de la zona de la
comuna Lumbisí.
Se determinó que en el análisis estadístico de los T1, T2, T3, T4, T5, T6 y los testigos
T7, T8 en la tabla 15. Que el mejor tratamiento es el T1, tanto en media, varianza y
desviación estándar.
Se realizó una prueba en el terreno en pequeña siembras adicionando abono orgánico
obtenido con el tratamiento T1 y T2, utilizando plantas de ciclos cortos en lechugas,
girasoles, cilantro y coles, se concluye que es un compost bueno, aplicando
tecnologías ecológicas protegiendo el medio ambiente.
El producto final presenta un color café oscuro, olor a tierra, consistencia manejable.
61
8. RECOMENDACIONES
Se recomienda realizar este tipo de compost que pueda ser comercializado a nivel
nacional, a futuro procesarlo industrialmente, se necesitará en el campo este tipo de
recurso, fomentando una microempresa con personas de mi comunidad, aplicando lo
que se aprendió en mi proyecto de investigación.
Al realizar compost, se recomienda no utilizar ceniza, ya que este componente hace
que mueran los microorganismos dentro de sus fases.
El compost a base de estiércol de cuy se recomienda utilizar en terrenos que estén
pobres de nutrientes o desgastados por la contaminación.
Del producto obtenido se recomendaría hacer un estudio del fertilizante agrícola a
base del abono de cuy detallado juntamente con los nutrientes que aporta a la
planta.
Se recomienda realizar un estudio de la relación C/N al final del proceso, que permita
ver los resultados de los componentes adicionados dentro de la pila y cómo se
comportan orgánicamente.
El compost a base cuy se recomienda producirlo en lugares cálidos ya que de esto
depende el crecimiento microbiano.
Se recomienda realizar el volteo del compost cada cinco días, esto permite que exista
una mejor aireación y el compost presente mejores resultados.
62
CITAS BIBLIOGRÁFICAS
Román P, Martínez N, Pantoja A. (2013). Manual del compostaje del agricultor,
Organización de las Naciones Unidas para la alimentación y la agricultura.
Vol1.Chile. 160-170 pp.
Dupuis I .2008. Guía para la intervención de los residuos agrarios. Ed. Sociedad
Agrícola del campo. La candelaria. ISBN 978-84-691-0126-1. 35-90 pp.
Felipó M.T, Soliva M. (2003). Organic wastes as a resource for Mediterranean soils.
En Langenkamp, H., Marmo, M. (Eds). Biological Treatment of Biodegradable
Wastes. Technical Aspects. Workshop in Brussels. 267-278 pp.
Garrabou R, Naredo, J.M. (1996). La fertilización en los sistemas agrarios. Una
perspectiva histórica. Colección Economía y Naturaleza. Fundación
Argentaria. ISBN: 84-7774-974-4. 275-278 pp.
Huerta López, M Soliva, Zaloña M. (2010). Compostaje de residuos municipales:
control del proceso, rendimiento y calidad del producto obtenido Barcelona,
Agència de Residus de Catalunya. Recuperado de
<http://upcommons.upc.edu/e-prints/handle/2117/9086 < 24 -44 pp [Diciembre
2016
Jiménez E. (2014). Aspectos físicos, químicos, bioquímicos y microbiológicos del
proceso de compostaje. Unidad 4. Métodos y parámetros para evaluar la
madurez de compost. Salamanca. Instituto de recursos naturales y agro
biología. 24-45.pp.
E. Behrentz, E. Giraldo. (2012). Modelación a escala del proceso de compostaje
aerobio, en pila estática y con aireación forzada desarrollo teórico e
63
implementación de laboratorio. Revista colombiana de biotecnología. Colombia.
Colombia. Recuperado
<https://revistas.unal.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/30052/30251<.
72-90pp [Enero 2017)
Arias Carlos. (2007). Tesis de grado. “Estudio de 2 grupos de microorganismos como
agentes aceleradores de la descomposición aeróbica de los desechos sólidos”.
Escuela Superior Politécnica del Litoral, facultad de ingeniería mecánica y
ciencias de la producción. Ecuador. 54-65.pp.
Gomes Raquel. (2006). Memoria de tesis. “compostaje de residuos orgánicos.
Aplicaciones de técnicas respirometrías en el seguimiento del proceso”
Universidad autónoma de Barcelona. Departamento de ingeniería química.
Recuperado de < http://www.tdx.cat/bitstream/handle/10803/5307/rbg1de1.pdf
[ Enero 2017). 20-22.pp.
Valverde Víctor. (2015). Trabajo de titulación. “Diseño y automatización de un sistema
de aireación forzada para el compostaje de residuos hortícolas en la
comunidad de gatazo Cantón Colta”. Escuela Superior Politécnica del
Chimborazo. Facultad de ingeniería química. Ecuador. Recuperado de <
http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/4861< 33-60 pp.
Norma INEN 209. (2016-02). Fertilizantes y productos afines. Definiciones. Norma
técnica Ecuatoriana. Ecuador. 1-11 pp.
Espinosa Karina. (2011). Trabajo de investigación. “Elaboración de un abono orgánico
a base de los desechos orgánicos del procesamiento del brócoli”. Universidad
Técnica de Ambato. Ingeniería Bioquímica. Ecuador. Recuperado de
<http://rraae.org.ec/Record/0017_3af29bdd8eb755f66536103c6d09c460<
[Enero 2017) 24-30 pp.
64
Tolagasí Geovanna. (2013). Trabajo de investigación. “Producción de abono orgánico
a partir de los subproductos de extracción de aceite de palma africana y su
aplicación en cultivo de papa a escala de laboratorio”. Escuela Politécnica
Nacional, Ingeniería Agroindustrial. Ecuador. Recuperado de <
http://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/6063/1/CD-4789.pdf <. [Febrero
2017) 11-12.pp.
Jácome María. (2015). Trabajo de grado. “Aprovechamiento del estiércol del ganado
vacuno como abono líquido”. Universidad Central del Ecuador, Facultad de
Ingeniería Química. 15-20 pp.
Richard F, Ronald W. (2004). Procesos elementales de los procesos Químicos. Tercera
edición, Limusa, México. 91-95-130-133-319-328 pp.
.
65
BIBLIOGRAFÍA
Aubert C. (1998). El huerto biológico. Ed. Integral Barcelona. 252 pp.
Canovas A. (1993). Tratado de Agricultura Ecológica. Ed. Instituto de Estudios
Almerienses de la Diputación de Almería. Almería. 190 pp.
Cerisola C.I. (1989). Lecciones de Agricultura Biológica. Ed. Mundi-Prensa. Madrid.
García A. (1987). Diez temas sobre agricultura biológica.
Guiberteau A.; labrador J. (1991). Técnicas de cultivo en Agricultura Ecológica. Hoja
Divulgadora Número. 8/91 HD. Ministerio de Agricultura, Pesca y
Alimentación. Madrid. 44 pp.
Porta, J, López-Acevedo M, Roquero C. (1994). Edafología para la agricultura y el
medio ambiente. Ed. Mundi-Prensa. Madrid. 807 pp.
Levenspiel O. (1990). Ingeniería de las reacciones químicas. Ed. Reverté. México.
Román P, Martínez N, Pantoja A. (2013) Manual del compostaje del agricultor,
experiencias en América Latina. Segunda edición. Editorial Catalonia. Chile.
Laich, Federico. (2013). Microorganismos del compost, Revista ecológica, España 57-
65pp
Bueno, M. (2010. Como hacer un buen compost. Editorial la fertilidad. El Salvador. 2
19- 55 pp
Haug T. (2014). Practical handbook of compost engineering, Revista para el agricultor.
Editorial Taylor. EEUU. 135-139 pp
66
Navarro Simón (2013). Química Agrícola. Tercera edición, Editorial Mundi- Prensa.
España. 277p
Villalobos Francisco. Fitotecnia, principios de agronomía para una agricultura
sostenible. Primera edición. Editorial Mundi- Prensa. España. 2017. 411p.
LOPEZ Victoria. (2014). Caracterización fotoquímica y biodinámica de las algas de
agua dulce y del helecho acuático en el proceso de compostaje. Universidad de
Latacunga Cotopaxi. Latacunga. Recuperado de
<http://repositorio.uta.edu.ec/handle/123456789/7689< [ Febrero 2017). 23-44pp
ANDRADE Esteban. (2008). Tesis de grado. “Reciclaje: utilización de desechos
orgánicos”. Universidad San francisco. Ingeniería Ambiental. Quito. Cumbayá.
< http://repositorio.usfq.edu.ec/bitstream/23000/701/1/90611.pdf <
[Febrero 2017). 23-30 pp
67
ANEXOS
68
ANEXO A. INFORME DE AGROCALIDAD DE ANALISIS DEL FERTILIZANTE
A LOS 50 DIAS.
69
ANEXO B. ANALISIS DE FERTILIZANTE A LOS 65 DIAS A BASE DE CHICHA
DE JORA
70
ANEXO C. ANALISIS DE FERTILIZANTE A LOS 65 DIAS A BASE DE MELAZA
71
ANEXO D. ANALISIS DE HUMEDAD, TEMPERATURTA Y PORCENTAJE DE
HUMEDAD LABORATORIO UNIVERSIDAD CENTRAL DE BIOTECNOLOGIA.
Gráfico D1.1. Control de la humedad en el laboratorio
Gráfico D1.2. Control del pH en el laboratorio
72
ANEXO E. PROCESO DE ELABORACION DEL COMPOSTAJE
Gráfico E1.1. Control del pH, Temperatura con el instrumento 4 en 1 en estudios de
suelos
Gráfico E1.2. Compost bajo sombra con excelente aireación
73
ANEXO F. SUSTRATOS
Gráfico F1.2. Sustrato a base de Chicha de Jora
Gráfico F1.2. Sustrato a base de Melaza
74
ANEXO G. INSPECCION TECNICA DEL TUTOR EN LA COMUNA LUMBISI
.
Gráfico G1.1. Proceso terminado de compost
Gráfico G1.2. Aplicación de compost en siembra de ciclos cortos de girasoles, lechuga
y cilantro
Recommended