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1 BIOTECNOLOGÍA: INVESTIGACIÓN APLICADA EN EL APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS Centro de Innovación en Biotecnología Industrial y Biología Molecular Universidad Industrial de Santander YISETH CAICEDO RIVERA Bióloga UIS Candidata a Especialista en Ingeniería Ambiental UIS Bucaramanga-Colombia

BIOTECNOLOGÍA: INVESTIGACIÓN APLICADA EN …documentacion.ideam.gov.co/openbiblio/bvirtual/005609/Documentos... · ... producto del uso ineficiente de los recursos en la producción

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2

CONCEPTOS BÁSICOS

Desechos: producto del uso ineficiente de los recursos en la producción de bienes y

servicios demandados por la sociedad.

Residuos: partes que quedan de un todo, luego que han sufrido un proceso de

transformación natural o artificial que puede modificar o no sus características

fisicoquímicas y estructurales iniciales. Consecuencia de la transformación de la

materia y la energía.

TIPOS DE RESIDUOS

RESIDUOS INORGÁNICOS: origen mineral y sustancias o compuestos sintetizados

por el hombre. Metales, plásticos, vidrios, etc. Agrotóxicos, agroquímicos,

fitosanitarios y agroveterinarios, por su origen sintético y efecto residual.

RESIDUOS ORGÁNICOS: origen en los seres vivos, animales o vegetales como

consecuencia de las funciones fisiológicas de mantenimiento y perpetuación o son

producto de la explotación humana de los recursos bióticos.

CLASIFICACIÓN DE LOS RESIDUOS DE ACUERDO A SU PROCEDENCIA:

ACTIVIDAD AGROPECUARIA:

Residuos animales (excrementos sólidos y semisólidos, desechos de faena,

cadáveres, sobrantes de suero y leche); vegetales (restos de cosechas y cultivos.

ACTIVIDAD AGROINDUSTRIAL

INDUSTRIA LÁCTEA

INDUSTRIA FRIGORÍFICA

INDUSTRIA CEREALERA

3

INDUSTRIA ACEITERA Y GRANOS OLEAGINOSOS

INDUSTRIA DE LA PESCA

INDUSTRIA FORESTAL

RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS: Residuos sólidos domiciliarios y residuos de

limpieza barrido y mantenimiento.

Los Residuos Sólidos constituyen actualmente uno de los más serios problemas

medioambientales derivados de las actividades productivas y de consumo. Varios

factores han contribuido al agravamiento de este problema durante las últimas

décadas:

• En la naturaleza todo se aprovecha pero el hombre ha roto con el ciclo natural de

circulación de la materia. Con la aparición de la ganadería y la agricultura, se inaugura

una nueva etapa en la que el ser humano deja de depender directamente de los

recursos naturales espontáneos que se encuentra. Surgen poblaciones estables que

dan lugar a una mayor población. Esto provoca una mayor producción de desechos

que cada vez son más difíciles de ser descompuestos y reciclados. El hombre actúa en

la naturaleza como productor y consumidor pero no como descomponedor. Esta

situación se ha visto agravada en los últimos cincuenta años con la migración masiva

de las poblaciones del campo a la ciudad.

• El crecimiento de la población, concentrada principalmente en las grandes áreas

urbanas, ha provocado un aumento indiscriminado de los Residuos, muy por encima

de las soluciones que se han puesto en práctica para su eliminación o recuperación.

• La evolución de la sociedad de consumo ha dado lugar a un cambio de

comportamiento en las pautas tradicionales del consumo. Se da un aumento en la

4

utilización de productos de un sólo uso, así como un aumento en el sobre

empaquetado de los productos, lo que provoca un aumento en el volumen de los

residuos a la par que un despilfarro de recursos no renovables.

• La carencia de sistemas de tratamiento y eliminación acordes con el volumen y tipo de

los residuos producidos, y eficaces desde el punto de vista medioambiental.

• La falta de una conciencia y educación ciudadana sobre los problemas

medioambientales que responsabilice e incite a la población a tomar parte activa en la

resolución de esta problemática.

Con la generación de desechos sólidos en promedio de 0,92 kg/hab/día, se estima que la

población urbana (360 millones) en América Latina y el Caribe se está produciendo

330.000 toneladas diarias de residuos sólidos municipales, y unos 1.188 millones de

toneladas anualmente. Los rellenos sanitarios y vertederos lixivian contaminantes en

aguas subterráneas y además generan metano.

Impactos Ambientales de la Problemática de los Residuos Sólidos

La generación de residuos sólidos ocasiona impactos importantes al medio ambiente y a

la salud humana. Los impactos ambientales y sociales generados por el manejo y

disposición final de los residuos sólidos son dependientes de las características

particulares de la zona geográfica que se analice.

Los principales problemas ambientales que generan un inadecuado manejo de los

residuos sólidos son: el deterioro estético de los centros urbanos y del paisaje natural, y

los efectos adversos a la salud humana, en especial por la proliferación de vectores de

enfermedades. Lo anterior se agrava considerando que en la gran mayoría de municipios

del país, la disposición final se hace en forma indiscriminada e incontrolada; en la gran

5

mayoría de sitos de disposición final se arrojan residuos industriales, hospitalarios y

domésticos sin ningún control, a esto se adiciona la presencia de personas de todas las

edades que se dedican a labores de recuperación de materiales en dichos sitios.

Impactos sobre cuerpos hídricos superficiales

Uno de los efectos ambientales más serios provocados por el manejo inadecuado de los

residuos sólidos, es la contaminación de las aguas superficiales por el vertimiento de ésos

en los ríos, quebradas y otros cuerpos de agua. Estos residuos, de una parte, pueden

contener metales pesados que tienen una connotación muy especial en el ambiente y en

la salud de las personas y de otro lado, incrementan considerablemente la carga orgánica,

disminuye él oxigeno disuelto presente en el agua y aumentan los nutrientes (Nitrógeno y

Fósforo) ocasionando un crecimiento descontrolado de algas y generando procesos de

eutroficación. Esta situación provoca, no solo la pérdida del recurso agua, sino que

implica altas inversiones en hacerla útil para consumo humano.

Impacto sobre las aguas subterráneas

Los acuíferos, al igual que las aguas superficiales son contaminadas por la inadecuada

disposición de los residuos sólidos; situación que se conoce pero que es poco atendida en

forma preventiva. En análisis posteriores al cierre de sitios, donde se depositó basuras por

muchos años, como en el Cortijo y Gibraltar estudiados por la CAR en jurisdicción de

Bogotá, se evidenciaron problemas de contaminación de aguas subterráneas con plomo,

cromo, mercurio y sustancias orgánicas.

6

Impacto sobre el suelo

La inadecuada disposición de los residuos sólidos (domésticos, industriales, hospitalarios

y peligrosos) en sitios a cielo abierto, o enterrados sin control contaminan el recurso

suelo. En la actualidad, no hay una evaluación que permita conocer el total de área

contaminada por los residuos sólidos y el impacto que se está presentando, ya que éstos

son diferentes dependiendo de la ubicación. En muchos municipios, en especial los de

menor número de habitantes, se encuentran presentes los botaderos de residuos sólidos

a cielo abierto, que en algunos casos, han sido abandonados por presiones de la

comunidad. Estos sitios, que en su momento fueron lotes sin control alguno por parte de

sus propietarios, o zonas húmedas que por falta de interés de las autoridades

competentes, terminaron como botaderos de residuos tanto domésticos como industriales

de manera indiscriminada y sin ningún control o prevención de efectos contaminantes

sobre el suelo.

Impacto sobre el aire

En los botaderos a cielo abierto es evidente la contaminación atmosférica, especialmente

por la generación de olores ofensivos, gases y partículas en suspensión, producto de las

quemas o arrastre de los vientos. Sin embargo, no existe un diagnóstico que cuantifique la

contaminación atmosférica por las quemas abiertas de residuos sólidos tanto en los

botaderos, como por las quemas realizadas directamente por la comunidad. Es práctica

común en algunas regiones del país las quemas de residuos vegetales (flores, caña de

azúcar, etc.) de residuos de hospitales. Adicionalmente, en las quemas no controladas,

las cenizas son transportadas por el viento, la lluvia u otros agentes, propagándose de

ésta manera la contaminación a otros recursos naturales, a los bienes y a la propia

comunidad.

7

Impacto sobre el paisaje

Los procesos de manejo y disposición de residuos sólidos afectan significativamente el

paisaje. El creciente desarrollo urbano ha generado un continuo deterioro de los recursos

paisajísticos. El paisaje se constituye en última instancia en el recurso sobre el cual se

muestran todas las actuaciones del hombre. El inadecuado manejo de los residuos

generados por la actividad del hombre, no solo afecta la salud y su ambiente, sino

disminuye la calidad de vida en términos del disfrute del espacio y del horizonte.

Igualmente, la falta de regularidad en la recolección de los residuos provoca la disposición

de éstos en las calles, parques, playas, ríos, quebradas, o cualquier otro espacio público,

eliminando así cualquier posibilidad de disfrute de éstos espacios.

La disposición de residuos sólidos en calles y demás espacios públicos de las ciudades,

demuestra no solo la deficiencia en cuanto a la prestación de un servicio público, sino

también la ausencia de conciencia ambiental en la ciudadanía y la incapacidad de las

administraciones de adoptar soluciones definitivas.

PRODUCCIÓN DE BIOABONOS: UNA ALTERNATIVA A LA DESCONTAMINACIÓN

POR RESIDUOS SÓLIDOS.

PRIMER CASO: RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS

En Colombia la cantidad de basura recogida se reporta un total de 134.752 toneladas por

semana que equivalen a 19.250 toneladas al día, en los 940 municipios donde se presta

8

el servicio, de un total de 1068 municipios. La producción per cápita se aproxima a los

0.67 kilos/ habitante día.

Cuadro 1. Producción per cápita por rangos de población, 1.995 en Colombia

Ciudad Departamento Habitantes PPC Kg/día Ponderación

Ton/día

Bogotá Cundinamarca 5'700.000 0.74 4.218

Medellín Antioquia 1'485.000 0.65 965.25

Barranquilla Atlántico 1'000.000 0.92 920

Cali Valle del Cauca 1'813.000 0.77 1.396

Cartagena Bolívar 576.000 0.93 535.68

Santa Marta Magdalena 211.000 1.10 232.1

Promedio ponderado grandes ciudades 0.766

Fuente: Manejo Integrado de Residuos Sólidos Municipales, Min. Ambiente 1.998

En el cuadro anterior se presentan valores de la producción per cápita para una serie de

ciudades que se han agrupado por tamaños. Se encuentra que para los centros urbanos

mayores del país el promedio ponderado es del orden de 0.766 kg/hab – día. Para

ciudades comprendidas entre 100 mil y doscientos mil habitantes el índice de producción

es del orden de 0.64 kg/hab – día. Para municipios con población entre 20 mil y cuarenta

mil habitantes el promedio ponderado alcanza un valor de 0.51 Kg/hab-día y para centros

urbanos menores con población entre seis mil y diez mil habitantes, se tiene un promedio

ponderado de 0.54 kg/hab - día, valor mayor al encontrado para poblaciones mayores de

20 mil habitantes. Al tomar un promedio aritmético de los cuatro valores anteriormente

calculados, se tiene un valor de 0.614 Kg/hab - día, que es ligeramente menor que el

9

promedio aritmético calculado con los datos del estudio del Ministerio de Desarrollo

Económico, que es de 0.67 Kg/hab - día. Estos valores indican la posible tendencia del

índice de producción de residuos por habitante día 1.

En Colombia de un total de 838 entidades que llevan las basuras a sitios de disposición

final se tiene que:

• A cuerpos de agua vierten 42 empresas, equivalente al 5 % de ellas.

• Botadero o quema a cielo abierto la basura suministrada por 538 entidades

prestadoras del servicio, lo que equivale a un 64 % del total de entidades.

• Otro sistema: Incluye los rellenos sanitarios y/o sistemas de disposición como los de

Bogotá, Medellín, Cali, Barranquilla, Bucaramanga, Cartagena, Cúcuta, Pereira,

Ibagué, Manizales, Pasto, Armenia, Villavicencio, Popayán, Barrancabermeja, Tulúa,

Cartago, Tunja, Sogamoso, Arauca, Yopal, y otras 236 en áreas urbanas con menos

de 100 mil habitantes, para un total de 258 entidades que prestan el servicio en dichos

municipios, equivalentes al 31 % del total de las entidades.2

1 Política para la gestión integrada de Residuos Sólidos, Ministerio del Medio Ambiente 1999 2 Ibíd. 3 Defensoría del Pueblo 1990

10

Grafica 1. Disposición Final de los RSO según Empresas de Aseo de Colombia

La situación más critica en la gestión integral de residuos urbanos a nivel latinoamericano

y en Colombia (ver cuadro 3 y 4) es el manejo de una muy amplia fracción de residuos

sólidos es la constituida por materia orgánica fermentable, que representa entre el 50% y

60% del total de los residuos generados y que ocasiona un gran problema ecológico,

como la contaminación de las aguas superficiales y subterráneas (el 75% de la cual es

debida a los vertidos de materia orgánica)3

Cuadro 2. Composición física de los residuos sólidos a nivel nacional

Componente Medellín1

% Cali2

% Santa Fe de Bogotá3 %

Cartagena4

Papel y cartón

Vidrio y cerámica

Metales

Plásticos y cauchos

Cueros

Madera

Textiles

Vegetales putrescibles

Ladrillos y cenizas

18,0

3,0

5,0

7,0

0,8

...

...

57,0

8,0

7,87

1,64

0,14

2,60

...

1,40

0,80

82,36

3,20

18,29

4,62

1,64

14,19

1,76

3,06

3,82

52,31

0,30

10,30

2,00

3,50

10,30

1,10

3,20

1,43

64,40

3,77

Fuentes: 1 Encuesta Empresas Varias de Medellín

2 Entrevistas EMCALI

3 Muestras tomadas en el Relleno Sanitario Doña Juana, Junio de 1995

11

4 LIME

5 BP

Las estadísticas anteriores solo tienen en cuenta los desechos generados por los

municipios, sin tener en cuenta los generados por las empresas del sector privado y los

residuos generados en las zonas rurales(corregimientos y veredas),sobre los cuales no se

tiene información.

La producción total de residuos sólidos industriales el de aproximadamente 6310 Ton/día

y la distribución por sectores industriales se muestra en el cuadro 2. En este cuadro se

observa que los sectores que generan residuos sólidos orgánicos son los de alimento y

bebidas, la industria maderera y productos de papel y editoriales, pero no se poseen

datos estadísticos de la cantidad de desechos orgánicos generados.

GESTION INTEGRAL DE RESIDUOS SÓLIDOS MUNICIPALES

El manejo y tratamiento de residuos sólidos en las ciudades pequeñas y poblados rurales

se debe realizar con una visión integral que considere los factores propios de cada

localidad para asegurar su sostenibilidad y beneficios. El servicio de limpieza pública debe

reunir en lo posible las características que se indican en el cuadro siguiente:

Cuadro 3. Características de un adecuada Gestión Integral de Residuos Municipales

Aspecto Descripción

Técnico Fácil implementación; operación y mantenimiento sencillos; uso de

12

recursos humanos y materiales de la zona; comprende desde la

producción hasta de disposición final de residuos sólidos

Social Fomenta los hábitos positivos de la población y desalienta los negativos;

es participativo y promueve la organización de la comunidad

Económico Costo de implementación, operación, mantenimiento y administración al

alcance de la población que debe sufragar el servicio

Organizativo Administración y gestión del servicio simple y dinámica; es racional

Salud Se inscribe en un programa mayor de prevención de enfermedades

infecciosas

Ambiental Evita impactos ambientales negativos en el suelo, agua y aire

a) producción o generación

b) almacenamiento y separación en la fuente

c) barrido

d) recolección

e) transporte

f) tratamiento

g) reciclaje

h) disposición final.

13

Objetivo del un adecuado proceso de Gestión Integral de Residuos

El objetivo de la Gestión Integral de Residuos, cualquiera sea el tamaño del

municipio, es proteger la salud de la población y mantener un ambiente agradable

y sano. Esto si se atiende a la mayoría de los pobladores y si maneja

adecuadamente cada etapa, desde la producción y almacenamiento y separación

en el hogar hasta el tratamiento y la disposición final.

Muchas veces el tema Gestión Integral de Residuos no recibe la prioridad que se

merece. Por lo general, en las ciudades pequeñas y zonas rurales, la falta de

abastecimiento de agua, energía eléctrica y transporte, entre otros, figuran entre

los servicios de alta prioridad. Por este motivo la Gestión Integral de Residuos,

debe formar parte de un plan mayor de desarrollo de la comunidad que incluya la

provisión paulatina de los servicios básicos.

Tratamiento de residuos orgánicos y Recuperación de residuos reciclables

Los residuos orgánicos, se pueden tratar y procesar mediante el proceso de

compostación, ya sea en pilas o utilizando métodos mas adecuados a la cantidad de

residuos que se generan como una Planta de procesamiento de residuos. Para la

recuperación de los residuos reciclables se hace necesaria una bodega de

almacenamiento y separación de los residuos según el tipo de residuo reciclado (papel,

cartón, vidrio, metales o plásticos).

14

SEGUNDO CASO: SUBPRODUCTOS DE LA EXPLOTACIÓN DE PALMA AFRICANA

Las actividades de la agroindustria de la palma de aceite vienen desarrollàndose en forma

comercial desde la década de 1960. El área cultivada llega a las 175.000 hectáreas y se

desarrolla en 53 municipios de 13 departamentos. La capacidad instalada de plantas de

beneficio para la extracción del aceite en el país en de 762 toneladas por hora.

Los impactos ambientales por las actividades de la agroindustria de la palma de aceite se

han presentado en diferente grado de magnitud desde un comienzo, pero no eran factor

de preocupación para las empresas, por que las normas de regulación y de control no se

aplicaban con el rigor del caso. Desde finales de la década de 1980, el INDERENA exigió

a las empresas palmeras el tratamiento de las aguas residuales provenientes de las

plantas de beneficio, debido a los graves impactos ambientales que causaban a los

sistemas acuáticos más cercanos, al ser descargadas sin ningún tratamiento. Las

empresas, al entender y comprender su responsabilidad, hicieron inversiones

significativas para instalar sistemas de tratamiento de aguas residuales desde antes de la

Ley 99 de 1993.

En la actualidad son satisfactorios los resultados por la eficiencia de los sistemas de

tratamiento instalados, los cuales permiten reducir en forma significativa (95%) las cargas

15

contaminantes en todo el país, y que en algunos casos es nula, porque el efluente se

incorpora al sistema de riego en las plantaciones por su valor nutritivo. En forma similar

se han instalado ciclones en las chimeneas para reducir las emisiones de material

particulado a la atmósfera.

Cuadro 4. Subproductos sólidos en las plantas de beneficio: características y usos.

Subproducto Humedad

(%)

Peso equivalente al fruto

procesado (%)

Uso Principal

Tusa o Raquis 23-65 22 Abono orgánico en las

plantaciones.

Fibra 12-42 13 Combustible en las calderas y

abono.

Cáscara o

cuesco

7-15 6 Combustible y para

adecuación de vías internas.

Los subproductos,como la tusa o el raquis y la fibra, que anteriormente se quemaban, son

utilizados como abonos orgánicos en las plantaciones y como combustibles en las

calderas respectivamente. Los lodos que se extraen de las lagunas de oxidación, pasan a

lechos de secado y luego son aplicados como abonos orgánicos en las plantaciones. En

resúmen todos los subproductos se utilizan adecuadamente y por lo tanto no hay

desechos.

Las aguas residuales que se generan en el proceso de extracción del aceite de palma,

provienen de la esterilización, de la clarificación y de la palmistería. Otras provienen del

16

mantenimiento y lavado de los equipos. De aquí en adelante, el efluente pasa por un

sistema de tratamientos, conformado por: lagunas anoxigénicas (acidogénica y

metanogénica), lagunas facultativas para remover cargas orgánicas y sólidos

suspendidos. En otros casos se pueden instalar biodigestores o carpar las lagunas para

producir biogás. Una vez cumpla su ciclo de tratamiento, los efluentes se pueden usar

para riego en las plantaciones cumpliendo con los parámetros establecidos en el decreto

1594 de1984 o se descargan en los sistemas de drenaje natural y que por su reducida

carga contaminante y por el hecho de ser fácilmente biodegradables, sus impactos son

menores. De las lagunas se extraen los lodos, que también se utilizan como abono

orgánico en las plantaciones por sus contenidos nutricionales y puede adicionarse una

vez seco, molido y sometido a inoculación con microorganismos que mejoraran la

estructura y composición del suelo.

TERCER CASO: ACELERACIÓN DE LA COMPOSTACIÓN DE GALLINAZA.

La gallinaza es uno de los residuos sólidos más importantes en términos de la posibilidad

de afectar significativamente el ambiente en las granjas de producción, debido a su

composición y a las grandes cantidades generadas.

La población avícola colombiana está compuesta por 380 millones de pollos y 24 millones

de ponedoras. Se calcula que un pollo produce diariamente 150 gramos de gallinaza

húmeda y cada gallina 100, y el precio de venta oscila entre 75 mil y 80 mil pesos la

tonelada (ya deshidratada), esto quiere decir que estamos frente a cifras realmente

grandes de dinero que representa para los avicultores una fuente de ingreso adicional al

proveniente del negocio de huevos y carne.

17

Entre los abonos utilizados actualmente, se destaca por su composición en

macronutrientes ya que mejora las características físicas del suelo y se utiliza como

fertilizante en una amplia variedad de cultivos de tipo comercial como flores, pastos,

legumbres y frutales entre otros.

Hasta hace poco se utilizaba la gallinaza de manera natural como salía de los galpones

ocasionando problemas fitosanitarios y como consecuencia pérdidas en los cultivos y sólo

hasta hace poco se identificaron las ventajas de procesar el producto.

En la actualidad los avicultores saben de la necesidad de compostar el producto para

obtener un abono de buena calidad, utilizando microorganismos oxigénicos termofílicos

para acelerar la producción y sólo hasta la realización de investigaciones recientes se ha

tenido conocimiento de la microbiota fúngica que participa en el proceso.

BIOTRATAMIENTO PARA PRODUCCIÓN DE ABONOS: FERMENTACIÓN

CONTROLADA

Después de someter a descomposición los materiales orgánicos por medio de

microorganismos, se obtiene un producto final remanente llamado humus. El proceso

completo que involucra la separación y conversión microbiana de los desechos sólidos

orgánicos se conoce como fermentación controlada.

La descomposición de los desechos sólidos orgánicos se puede llevar a cabo oxigénica o

anoxigénicamente, dependiendo de la disponibilidad de oxígeno. Debido a que el proceso

anoxigénico es extremadamente lento y puede ser difícil controlar los olores ofensivos

18

asociados con este proceso, la mayoría de las operaciones de fermentación controlada

son oxigénicas.

En general, las características físicas y químicas del humus varían de acuerdo con la

naturaleza del material inicial, las condiciones bajo las cuales se llevó a cabo la operación

de fermentación y el grado de descomposición. Algunas de las propiedades del humus

resultante que lo distinguen de otros materiales naturales son:

1. Un color marrón oscuro a negro

2. Una relación carbono-nitrógeno baja

3. Un cambio continuo de naturaleza debido a la actividad de los

microorganismos

4. Una capacidad alta para intercambio de bases y absorción de agua.

La mayoría de las operaciones de fermentación controlada constan de tres etapas

básicas:

1) preparación de los desechos sólidos,

2) descomposición de los desechos sólidos, y

3) preparación del producto y mercadeo.

La recepción, clasificación, separación, reducción de tamaño, y adición de humedad y

nutrientes forman parte de la etapa de preparación. Se han desarrollado varias técnicas

para realizar la etapa de descomposición. En la fermentación controlada por hileras, los

desechos sólidos preparados se colocan en hileras al aire libre, las cuales se voltean una

a dos veces por semana durante un periodo de fermentación de unas 5 semanas, el

19

material generalmente se cura por 2 a 4 semanas más para asegurar la estabilización.

Como alternativa a la fermentación en hileras, se han desarrollado varios sistemas

mecánicos. Controlando cuidadosamente la operación mediante un sistema mecánico, es

posible producir humus en 5 a 7 días. Con frecuencia el material fermentado se remueve

y cura en hileras a campo abierto durante un período adicional de unas 3 semanas. Una

vez que los desechos sólidos se han convertido en humus, están listos para la tercera

etapa de preparación del producto y el mercadeo. Esta etapa puede incluir molido a

material fino, mezcla con varios aditivos, granulación, empaque, almacenamiento,

embarque, y en algunos casos, distribución directa.

Microbiología del Proceso. Aunque son extremadamente diversos, los principales

microorganismos involucrados en la descomposición oxigénica de los desechos sólidos se

pueden identificar como: bacterias, hongos, levaduras y actinomicetos. Mientras se

encuentra que miembros de cada uno de estos grupos son capaces de descomponer

todas las materias primas en los desechos sólidos, como grupo prefieren diferentes

compuestos.

Pool de Microorganismos

20

Normalmente, las bacterias prefieren azúcares solubles simples, mientras los hongos,

levaduras y actinomicetos son particularmente efectivas en la descomposición de

celulosas y hemicelulosas.

Trichoderma viridae

Geotrichum sp.

Aspergillus sp. Y Penicillium sp.

21

Pleorotus ostreatus

Cuadro 5. Consideraciones importantes de diseño para el proceso de fermentación

oxigénica *

Artículo Comentario

Tamaño de las

partículas

Los desechos sólidos se deben moler finamente para obtener

resultados óptimos.

Inoculación y mezcla La inoculación con desechos sólidos parcialmente

descompuestos, alrededor de 1 a 5 por ciento en peso, puede

reducir el tiempo de fermentación.

Mezcla/rotación El material en fermentación se debe mezclar o voltear a

intervalos previstos o cuando sea necesario, para evitar el

secado, aterronamiento o canalización del aire. La frecuencia de

la mezcla o volteo dependerá del tipo de operación de la

fermentación.

Necesidad de aire Para obtener resultados óptimos, especialmente en sistemas

mecánicos, debe llegar a todas partes del material en

fermentación, aire con una concentración remanente mínima del

22

50 por ciento del oxígeno inicial.

Contenido de

humedad

Durante el proceso de fermentación el contenido de humedad

debe estar entre 50 y 60 por ciento. El valor óptimo parece estar

alrededor del 55 por ciento.

Temperatura La temperatura óptima para estabilización biológica está entre

45 y 55°C. Se ha encontrado que, para obtener mejores

resultados, durante los primeros días la temperatura se debe

mantener entre 50 y 55°C y a 60°C para el resto del período

activo de fermentación.

Relación carbono-

nitrógeno

Se ha encontrado que relaciones iniciales carbono- nitrógeno (en

peso) entre 35 y 50 son óptimas para la fermentación oxigénica.

A relaciones menores el exceso de nitrógeno saldrá como

amoniaco; y también se impide la actividad biológica. A

relaciones más altas el nitrógeno puede ser un nutriente

limitante.

pH Para minimizar la pérdida de nitrógeno en forma de gas

amoniaco, se debe evitar que el pH suba por encima de 8,5.

Control de patógenos Durante la fermentación es posible matar todos los patógenos,

malezas, y semillas si el proceso es propiamente dirigido. Para

hacer esto, la temperatura se debe mantener entre 60 y 70°C

durante 24 h.

23

TECNOLOGÍA Y BIOTECNOLOGÍA EN EL MANEJO DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS.

PLANTA DE PROCESAMIENTO DE RESIDUOS

Definición La Planta procesadora de Residuos Organicos, consiste en un

conjunto de equipos y elementos mecánicos, cuya función es

Recuperar y Procesar (biológica y mecánicamente),

aceleradamente los Residuos Sólidos Orgánicos Fermentables

de tipo industrial, agroindustrial, urbano y rural permitiendo así

la obtención de abonos orgánicos sólidos y líquidos de alta

calidad o alimento para animales.

Beneficio base Procesar los desechos orgánicos que se generan a nivel

industrial, agroindustrial, urbano y rural, que actualmente

contaminan en un alto grado el aire, el suelo y el agua al ser

dispuestos inadecuadamente.

Beneficios

Complementarios

� Producir el abono orgánico que necesitan los suelos

agrícolas, agroforestales, zonas verdes, etc... en el país y

en el exterior.

� Conservación de los recursos naturales renovables y no

renovables.

� Eliminación de emisiones liquidas (lixiviados) y gaseosas

(metano) al ambiente.

� Disminución de los costos de recolección transporte y

disposición final en de los desechos orgánicos

24

� Disminución de las enfermedades debidas a la inadecuada

disposición de los residuos orgánicos, como las causadas

por la proliferación de insectos y ratas, o la emanación de

gases tóxicos.

� Cumplimiento de la responsabilidad social y ecológica de la

empresa publica y privada.

Investigación y

desarrollo

La Planta procesadora de Residuos Organicos, es un proyecto

innovador y posee un alto grado de desarrollo tecnológico y

biotecnológico, comprometido con el mejoramiento continuo de

sus procesos .

Ventajas competitivas � Es un producto innovador

� El tiempo de degradación es de 7 días.

� No genera proliferación de insectos, ratas etc.

� No genera malos olores.

� No hay contaminación al ambiente.

� El terreno se limita al tamaño de la planta y a una bodega

de almacenamiento si es necesaria.

� Es muy eficiente para grandes cantidades, debido a que el

proceso es continuo y acelerado.

� El abono o producto final de la planta

� Requiere poco personal para su operación debido a que el

proceso es automático.

La Planta Planta procesadora de Residuos Organicos, contribuye a eliminar los niveles

de contaminación ambiental que causa la disposición inadecuada de los desechos

25

orgánicos que se generan diariamente en la industria, agroindustria, ciudades y

municipios, además permite la producción de diferentes tipos de abonos orgánicos. La

Planta procesadora de Residuos Organicos, recupera y procesa aceleradamente los

Residuos Sólidos Orgánicos Fermentables esto lo realiza debido a un proceso dinámico

(tipo Biorreactor), en el que los desechos son triturados, compactados, mezclados,

ventilados e inoculados con microorganismos nativos. Los residuos se manejan

continuamente bajo condiciones controladas, en forma automática, consumiendo una

cantidad mínima de energía eléctrica y sin necesidad de operarios que estén manipulando

los residuos orgánicos. El proceso de degradación es acelerado Mecánica y

Biológicamente y el producto obtenido se almacena para que termine de estabilizarse. La

duración del proceso es de 1 a 7 días, mientras que en otros procesos la duración mínima

es de 15 a 60 días, o mas y además no hay ningún tipo de emisión de residuos (sólidos,

líquidos o gaseosos.

Figura 2. ESQUEMA DE LA PLANTA PROCESADORA DE RESIDUOS ORGANICOS

TOLVA

BANDA DE SEPARACIÓN

BIORREACTOR

TRITURADOR

SILO DE MADURACIÓN

TOLVA

BANDA DE SEPARACIÓN

BIORREACTOR

TRITURADOR

SILO DE MADURACIÓN

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