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Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
1
TRANSFORMACIÓN DE SÓLIDOS PROVENIENTES DE LODOS GENERADOS EN
EL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ MEDIANTE LOMBRIZ
ROJA CALIFORNIANA
(Esenia foetida)
Stefanía Almanya Arbeláez
UNIVERSIDAD DEL BOSQUE
FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL
CONTROL DE SÓLIDOS LTDA.
BOGOTÁ D.C.
JULIO 06 DE 2010
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
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TRANSFORMACIÓN DE SÓLIDOS PROVENIENTES DE LODOS GENERADOS EN
EL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ MEDIANTE LOMBRIZ
ROJA CALIFORNIANA
(Esenia Foetida)
Stefanía Almanya Arbeláez
TRABAJO DE PASANTÍA PARA OPTAR TITULO DE INGENIERO AMBIENTAL
DIRECTOR
Ingeniero Agrónomo
Iván Rodrigo Orjuela
UNIVERSIDAD EL BOSQUE
FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL
CONTROL DE SÓLIDOS LTDA.
BOGOTÁ D.C.
JULIO 6 DE 2010
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
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Agradecimientos
Agradezco a todas las personas que han estado cerca de mi en el desarrollo de este proyecto y
que me han aportado de una u otra forma ánimo, fortaleza y apoyo para llevar a cabo cada
etapa del proceso.
Agradezco a Claudia Jimena Arbeláez, mi madre, quien ha sido mi guía y mis ganas. El motor
que enciende mi energía, mi seguridad y mi alegría.
A mi familia, Camilo José, mi hermanito, Emil Almanya, mi padre, Alejo, mi tío Leonardo y
mi abuelo Mario, que han sido parte de mi desarrollo profesional y mejor aún han enriquecido
cada instante de mis procesos personales.
A Edwin Miranda muchas gracias por su guía y apoyo. Agradezco a mi profesor y director de
este proyecto Iván Rodrigo Orjuela, por su asesoría y dedicación en esta prueba.
Gracias a Alba Luz Pinilla, a quien admiro y quiero, por ser la mano amiga que tomó el riesgo
de creer en mí.
Gracias por estar ahí siempre mi gordi.
Gracias a todos los profesores de la facultad de Ingeniería Ambiental, porque cada uno con su
estilo me hizo creer que mi profesión es una manera de organizar los sistemas para aportar
bienestar.
Te agradezco a ti Iván Morales V. que has encendido mis sueños y has apoyado mis
decisiones. Gracias mi vida. Te amo y encuentro en ti el camino que siempre he buscado.
Dios gracias por consentirme tanto.
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Dedicatoria
Dedico este trabajo a Dios, él conoce mis más escondidos deseos y mis evidentes
motivaciones.
Dios ha sido la energía que me ha hecho atreverme a emprender grandes procesos.
Callis, este logro también es para ti, porque tú lo patrocinaste.
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PRUEBA PILOTO DE ESTABILIZACIÓN DE SÓLIDOS PROVENIENTES DE
LODOS GENERADOS EN EL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ
MEDIANTE LOMBRIZ ROJA CALIFORNIANA
(Esenia foetida)
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
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Contenido
Resumen .......................................................................................................................................................................... 10
1. Introducción ................................................................................................................................................................ 11
2. Justificación................................................................................................................................................................. 13
3. Situación problema ...................................................................................................................................................... 14
4. Hipótesis ...................................................................................................................................................................... 14
5. Objetivos ..................................................................................................................................................................... 15
5.1. Objetivo general ................................................................................................................................................... 15
5.2. Objetivos específicos ............................................................................................................................................ 15
6. Marco teórico .............................................................................................................................................................. 16
6.1. Antecedentes históricos ........................................................................................................................................ 16
6.2. Definición de lombricultura ................................................................................................................................. 17
6.3. Lombriz Roja Californiana .................................................................................................................................. 18
6.3.1. Características .............................................................................................................................................. 19 Humedad ........................................................................................................................................................ 20 Temperatura .................................................................................................................................................. 22 Aireación ....................................................................................................................................................... 22 Luz ................................................................................................................................................................. 23 pH .................................................................................................................................................................. 23
6.4. Biosólidos ............................................................................................................................................................. 24
6.4.1. Metales .......................................................................................................................................................... 25 6.4.2. Nutrientes y materia orgánica ...................................................................................................................... 26 6.4.3. Contaminantes orgánicos .............................................................................................................................. 26 6.4.4. Agentes Patógenos ........................................................................................................................................ 27 6.4.5. Lombrices como factor de estabilización de lodos provenientes de PTAR ................................................... 28
7. MARCO LEGAL ........................................................................................................................................................ 31
7.1. Norma Técnica Colombiana ................................................................................................................................ 31
7.2. Normatividad ....................................................................................................................................................... 32
8. Marco referencia de la empresa CDS LTDA. ............................................................................................................. 33
8.1. Proceso de deshidratación de lodo en Gibraltar ................................................................................................. 34
Entrada del vactor a la planta y descargue del lodo ..................................................................................... 35 Paso del lodo a la unidad de dewatering ....................................................................................................... 39 Paso del producto formado por el equipo floculador a la centrifuga ........................................................... 40
9. Metodología ................................................................................................................................................................ 42
Pruebas finales de laboratorio ........................................................................................................................................ 51
10. Resultados ................................................................................................................................................................. 52
11. Discusión de resultados ............................................................................................................................................. 57
11.1. Fósforo ............................................................................................................................................................... 58
11.3. Nitrógeno Total .................................................................................................................................................. 62
11.4. pH ...................................................................................................................................................................... 63
11.5. Carbono Orgánico Total ................................................................................................................................... 65
11.6. Molibdeno y Cobre ............................................................................................................................................. 66
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11.7. Cloro Residual.................................................................................................................................................... 68
11.9. Parámetro Coliformes Totales ........................................................................................................................... 72
12. Conclusiones ............................................................................................................................................................. 74
13. Recomendaciones ...................................................................................................................................................... 75
14. Bibliografía .............................................................................................................................................................. 77
14.1. Bibliografía virtual ............................................................................................................................................. 77
14.2. Bibliografía Complementaria ............................................................................................................................. 78
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Lista de Ilustraciones
Ilustración 1. Caracteristicas internas de la lombriz roja californiana (Eisenia foetida). ................ 20
Ilustración 2. Proceso de deshidratación de lodo en Gibraltar a cargo de CDS LTDA. .................. 34
Ilustración 3. Vactor........................................................................................................................ 35
Ilustración 4. Tolva ......................................................................................................................... 36
Ilustración 5. Zaranda ..................................................................................................................... 36
Ilustración 6. Tanque receptor ........................................................................................................ 37
Ilustración 7. Compresor ................................................................................................................. 38
Ilustración 8. Unidad de Dewatering ............................................................................................... 39
Ilustración 9. Centrífuga decantadora .............................................................................................. 40
Ilustración 10. Generador ................................................................................................................. 41
Ilustración 11. Imagen Satelital de Gibraltar. .................................................................................. 43
Ilustración 12. Representación esquemática del refugio.................................................................. 48
Ilustración 13. Foto del refugio de la prueba piloto. ........................................................................ 48
Ilustración 14. Sistema de riego. ...................................................................................................... 51
Ilustración 18. Parámetro Nitrógeno. Programa Estadístico SAS. .................................................. 62
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Lista de tablas
Tabla 1. Clasificación taxonómica de la lombriz roja californiana. ................................................................................ 18 Tabla 2. Normas Técnicas Colombianas. ........................................................................................................................ 31 Tabla 3. Normatividad..................................................................................................................................................... 32 Tabla 4. Referencias de la Empresa CDS Ltda. .............................................................................................................. 33 Tabla 5. Bloques completamente al azar ........................................................................................................................ 44 Tabla 6. Dimensiones de los recipientes. ........................................................................................................................ 45 Tabla 7. Dimensiones del Refugio ................................................................................................................................. 47 Tabla 8. Prueba de puño. ................................................................................................................................................ 50 Tabla 9 .Dinámica poblacional de las de lombrices en la prueba piloto.......................................................................... 52 Tabla 10. Temperatura promedio del refugio. ................................................................................................................. 53 Tabla 11. Humedad durante un periodo de tiempo de un mes. ....................................................................................... 55
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Resumen
En este proyecto se utilizó la lombricultura para la realización de una prueba piloto que lidera
la empresa Control de Sólidos Ltda. cuyo fin fue la transformación de sólidos residuales, que
en la actualidad se disponen en el relleno sanitario Gibraltar ubicado al suroeste de la ciudad
de Bogotá D.C.
La prueba consistió específicamente en transformar sólidos provenientes de la deshidratación
de lodos generados en el alcantarillado de Bogotá D.C. mediante la lombriz Roja Californiana
(Eisenia foetida).
Se formularon tres (3) tratamientos con dos (2) repeticiones cada uno y se controlaron algunas
variables que según la bibliografía podían afectar a la especie Eisenia foetida, su desarrollo y
su reproducción.
El desarrollo de la prueba piloto, exigió la caracterización del lodo deshidratado antes y
después de someterlo al proceso de lombricultura para conocer sus características físico-
químicas y finalmente, determinar qué condiciones exige su manipulación y que
particularidades hacían parte del sólido.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
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1. Introducción
Los procesos de transformación de la materia, enmarcados como uno de los preceptos
fundamentales de la Ingeniería Ambiental, apuntan a la generación de desechos inocuos para
ecosistemas receptores, con el objetivo fundamental de hacer sostenible los procesos productivos
propios del desarrollo antrópico, dentro de un área de influencia definida.
Dentro de este contexto, CONTROL DE SÓLIDOS LTDA (en adelante CDS LTDA), empresa
colombiana dedicada a la aplicación de procesos enfocados a dar a los residuos un valor agregado
ambiental y comercial, ha venido desarrollando investigaciones, procesos y sistemas de gestión de
calidad con el propósito de optimizar sus operaciones dentro del concepto ¨cero¨ emisiones.
Una de las campañas en desarrollo para este propósito se refiere al proyecto que CDS LTDA viene
desarrollando con la EMPRESA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ (En
adelante EAAB): TRATAMIENTO DE LODOS PROVENIENTES DEL MANTENIMIENTO
DEL ALCANTARILLADO DE LA CIUDAD DE BOGOTÁ el cual se implementó con el
propósito de evitar el vertimiento de lodos industriales sin tratamiento en áreas de disposición de
residuos sólidos, garantizando la mitigación de impactos ambientales por producción de lixiviados
de origen tóxico dentro del sistema de disposición (actual relleno sanitario de Gibraltar).
En la red de alcantarillado se producen obstrucciones por el arrastre de residuos, que generan
represamiento y desborde del fluido a través de las alcantarillas. Estas obstrucciones son
notificadas a la EAAB, quien programa el itinerario de los camiones vactor para realizar las
operaciones de extracción de los lodos obstaculizantes.
Antes de implementar el proyecto de tratamiento de lodos, los camiones vactor descargaban
directamente los residuos en el área del relleno sanitario de Gibraltar al suroeste de la ciudad. Esto
generaba un aumento considerable del área de disposición de residuos y del volumen de lixiviados.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
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CDS LTDA decidió buscar una alternativa de co-procesamiento del sólido resultante de la
deshidratación del lodo que llega del alcantarillado del distrito, con la intención de lograr una
reutilización de los sólidos residuales, evitando su disposición final. Para tal efecto, se realizó una
PRUEBA PILOTO en la que el sólido residual se sometió a un proceso de lombricultura, buscando
transformar sus características iniciales en otras que permitieran darle un valor comercial.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
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2. Justificación
La prueba piloto realizada se hizo importante en la medida en que logró caracterizar los
sólidos residuales que provienen de la deshidratación de lodo generado en el acueducto de
Bogotá y propuso la lombricultura como una técnica de transformación de sus características
iniciales, de manera tal que se definió la clasificación del material de acuerdo a la
comparación de los parámetros analizados en laboratorio con los parámetros estipulados por la
legislación competente.
La importancia ambiental de la prueba radicó en transformar los sólidos residuales
mencionados, para darles un aprovechamiento adecuado a los mismos de acuerdo con sus
características y no disponerlos en el relleno sanitario Gibraltar en donde en la actualidad se
disponen.
La disposición actual de lodos deshidratados en Gibraltar genera impactos sobre éste que se
manifiestan con la proliferación de vectores, la disminución de la vida útil del relleno y el
aumento de lixiviados.
El valor agregado de esta prueba piloto realizada a través de una práctica empresarial en la
empresa CDS LTDA., permitió analizar los parámetros que tienen un papel importante a la hora
de llevar a cabo un proceso de lombricultura en el que influyen diferentes variables tanto
dependientes como independientes que fue necesario reconocer para no alterar los resultados que
se obtenidos.
En este orden de ideas, es preciso anotar que se deben conocer las características de los lodos
residuales para propender en lo posible por su aprovechamiento o si el caso lo amerita, por su
disposición final, con la intención de hacer ambientalmente eficientes los procesos productivos.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
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3. Situación problema
El crecimiento constante de las ciudades, hace que aumente la producción de residuos generados
en las mismas (García, M. 1998). Los sólidos residuales que provienen de lodos generados en el
alcantarillado de Bogota D.C. se disponen actualmente en el relleno sanitario denominado
Gibraltar.
Estos lodos deshidratados o sólidos residuales no están pasando por ningún proceso biológico,
físico o químico, que permita su transformación para no disponerlos como se hace en la actualidad,
sino aprovecharlos.
La disposición de los sólidos residuales en el relleno sanitario Gibraltar, disminuye su vida útil y
aumenta tanto la aparición de vectores como la producción de lixiviados.
4. Hipótesis
La transformación de los sólidos residuales provenientes de la deshidratación de lodos
generados en el alcantarillado de Bogotá puede realizarse mediante un proceso controlado de
lombricultura.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
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5. Objetivos
5.1. Objetivo general
Realizar la transformación del material proveniente de la deshidratación de lodos que se generan
en el alcantarillado de Bogotá D.C. por medio de la utilización de la lombriz roja californiana
(E. foetida).
5.2. Objetivos específicos
Realizar la caracterización de algunos parámetros químicos de los sólidos provenientes
de la deshidratación de lodos que se generan en el alcantarillado de Bogotá y que en la
actualidad se disponen en el relleno sanitario Gibraltar al suroeste de la ciudad.
Diseñar y planificar la prueba piloto de transformación sólidos residuales.
Comprobar mediante la prueba piloto la viabilidad de la lombriz roja california, Eisenia.
Foetida, como posible alternativa de manejo para el aprovechamiento de los sólidos que
se disponen en el relleno sanitario Gibraltar y que provienen de la deshidratación de
lodos originados en el alcantarillado de Bogotá.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
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6. Marco teórico
6.1. Antecedentes históricos
Al – assiuty (2000) determinó la influencia de la aplicación de biosolidos sobre las poblaciones
de los grupos más abundantes de microartropodos del suelo (Collembolo y Acaros). Concluyó
que la aplicación de biosolidos tiene una marcada influencia sobre algunos microartropodos, en
otros no fue detectado algún efecto. La intensidad del efecto estuvo correlacionada con la dosis
más alta (6.5 ton/ha) después de un periodo de recuperación de un año. También se presentó un
efecto significativo sobre la comunidad de oribatidos en la distribución de edades.
Por su parte, Barrera & al., (2001), describieron el efecto de la fertilización del suelo con altas
dosis de biosólidos sobre las poblaciones de lombrices y las concentraciones de metales pesados
en el suelo y en los tejidos de lombrices en una cantera de rocas calizas en México, encontraron
que la densidad de lombrices es significativamente más abundante en los tratamientos
enmendados con biosólidos, este resultado fue justificado por el crecimiento del contenido de
materia orgánica del suelo. Además, las concentraciones de metales pesados en los tejidos de
las lombrices no presentaron relación lineal con las concentraciones del suelo.
Adicionalmente, Vera-reza A. (2002) describió los sistemas de tratamiento por medio de la
estabilización de lodos residuales municipales a través de la técnica de lombricompostaje. El
trabajo tuvo como objetivo evaluar la eficiencia del lombricompostaje para la estabilización del
lodo residual crudo de acuerdo a la NOM – 004 – SEMARNAT -2002. La técnica tuvo éxito,
encontrando que era posible estabilizar los lodos residuales, sin embargo el contenido de
coliformes totales y otros patógenos en dichos lodos arrojó valores considerados como altos
según la legislación mexicana que rige los biosólidos.
Petersen (2003), evaluó el efecto de dos tipos de biosólidos, compost y abono de estiércol de
cerdo, sobre las propiedades y la biota del suelo. Él encontró que relativo a los tratamientos no
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fertilizados, el compost y el abono presentaron el mayor incremento en las densidades
poblacionales de microartopodos.
Otros autor, Granados A. (2005), evaluó el efecto de la aplicación de biosólidos en diferentes
proporciones como enmienda orgánica sobre el repoblamiento de la macrofauna (lombriz roja
californiana Eisenia foetida) edáfica en la cantera de soratama, Bogotá D.C., encontrando para
su experimento un resultado favorable referente a aumento de población.
El repoblamiento de adultos se observó en el segundo muestreo (a los tres meses) y fue
exclusiva de los tratamientos con biosólidos. En el caso de estados inmaduros el repoblamiento
se observó en el tercer muestreo (a los seis meses) en los tratamientos. La diversidad, equidad y
riqueza de especies para adultos y estados inmaduros aumentaron con el tiempo y los mayores
valores se presentaron en el tratamiento con proporción de biosólido. La aplicación de biosólidos
favorece el repoblamiento de la macrofauna edáfica y se ve más favorecida a los nueve meses en
los tratamientos con menor proporción de biosólidos (Ibíd. 2005).
6.2. Definición de lombricultura
La lombricultura se define como la utilización de lombrices de tierra como agentes biológicos
del proceso de transformación de residuos orgánicos con fines prácticos (Schuldt M, 2006). Es
una biotecnología que utiliza una especie de lombriz, como herramienta de trabajo que procesa
materia orgánica obteniendo como fruto de este trabajo abono orgánico.
Otra definición, menciona que la lombricultura es el cultivo -desarrollo de poblaciones- de
lombrices. Un proceso limpio y de fácil aplicación para reciclar una amplia y variada gama de
residuos biodegradables (restos orgánicos), produciendo abono y lombrices (Ibid, 2006).
Se entiende por lombricultura las diversas operaciones relacionadas con la cría y producción de
lombrices y el tratamiento, por medio de éstas, de residuos orgánicos para su reciclaje en forma de
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
18
abonos y proteínas. Este abono, de muy buena calidad, se denomina humus de lombriz o
lombricompuesto (Moeller G. 2000).
De acuerdo a lo anterior, la lombricultura es un proceso en el que una especie de lombriz
transforma los residuos orgánicos para obtener abono.
6.3. Lombriz Roja Californiana
Se la conoce como Lombriz Roja Californiana porque fue en ese estado de los Estados Unidos
de Norte América donde se descubrieron sus bondades para el ecosistema y donde se instalaron
los primeros criaderos.
La tabla 1, que se muestra la clasificación taxonómica de la lombriz Eisenia foetida.
Reino Animal
Tipo Anélido
Clase Oligoqueto
Orden Opistoporo
Familia Lombricidae
Género Eisenia
Especie Foetida
Tabla 1. Clasificación taxonómica de la lombriz
roja californiana.
Fuente: Crianza y manejo de lombrices.
(Bermúdez A, 1994).
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
19
6.3.1. Características
La lombriz Eisenia foetida es fotofóbica, los rayos ultravioleta pueden perjudicarla gravemente,
además de la excesiva humedad, la acidez del medio y la incorrecta alimentación (Bermúdez A,
1994).
Las lombrices de tierra pertenecen a la macrofauna del suelo, con amplia distribución en los
suelos del mundo (Nuñez J, 1985). Todas las especies terrestres se alimentan de materia
orgánica descompuesta o en descomposición que se encuentra en la superficie del suelo, pero
también utilizan sustancias orgánicas que obtienen en el lodo y/o que ingieren al excavar.
Las lombrices prefieren sitios húmedos, no toleran las sequías ni las heladas, de aquí que los
suelos arenosos, secos, y los de poco espesor sobre roca no son un medio favorable para ellas.
Necesitan un suelo aireado, así bajo una cierta condición de manejo del suelo. Son más
numerosas en suelos francos que en los arenosos, de grava, y que en los arcillosos (García R,
2005).
Cuando la lombriz cava túneles en el suelo blando y húmedo, succiona o chupa la tierra con la
faringe envaginada o bulbo musculoso. Digiere de ella las partículas vegetales o animales en
descomposición y vuelve a la superficie a expulsar por el ano la tierra (Ibíd. 2005).
Barbado José (2004), en su libro “Cría de lombrices”, muestra las características de la lombriz
Roja Californiana que se exponen a manera de resumen En la ilustración 1. La Eisenia foetida
tiene el cuerpo alargado, segmentado y con simetría bilateral. Existe una porción más gruesa en
el tercio anterior de 5mm de longitud llamada “citelium”, cuya función está relacionada con la
reproducción, al nacer, las lombrices son blancas, transcurridos 5 o 10 días se vuelven rosadas y
a los 120 días ya son adultas de color rojizo en condiciones de aparearse.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
20
Ilustración 1. Caracteristicas internas de la lombriz roja californiana (Eisenia foetida).
Revisar numeración y justificación y letra Dinámica de la lombriz Eisenia foetida
La lombriz Roja Californiana, Eisenia foetida, es hermafrodita, no se auto-fecunda por tanto
es necesaria la cópula, la cual ocurre cada 7 o 10 días. Cada individuo coloca una cápsula
(huevo en forma de pera de color amarillento) de unos 2 mm de diámetro, de la cual emergen
de 2 a 21 lombrices después de un periodo de incubación de 10 a 16 días (Toccalino, P.
Serebrinsky, C. Roux, J. 2004).
Los principales parámetros que se deben tener en cuenta para la reproducción y crecimiento
de la lombriz según Martínez (1999) son los siguientes:
Humedad
Es uno de los factores más importantes para las lombrices, ya que estas no cuentan con un
mecanismo de conservación de agua adecuado, por lo que requieren humedad en la pared
corporal para realizar su respiración; la humedad también es importante en su sistema
locomotor, la falta de humedad reduce el movimiento de la lombriz, lo que afecta
Fuente: Schuldt M, (2006) “Lombricultura: teoría y práctica”. Recuperado el 3 de Abril de
2010 en htpp:// www.lombrimundo.com.ar/anatomia.gif.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
21
directamente la búsqueda de alimento y repercute en una disminución de la población, puesto
que se afecta su reproducción. Se considera una humedad óptima para Eisenia foetida del 70-
80%.
Si el sustrato está empapado, con una humedad superior al 85% la oxigenación es insuficiente.
La falta de aireación, hace que el consumo de alimento se reduzca, y que las lombrices entren
en un período de latencia, en el que por supuesto no se produce abono, se detienen los
apareamientos y aumenta el tiempo de maduración de las cápsulas debido a que el sustrato
con una humedad superior al 85% produce apelmazamiento inhibiendo en crecimiento y por
ende su migración o muerte (Toccalino, P. Serebrinsky, C. Roux, J. 2004).
Una humedad por debajo de 70 % constituye una condición desfavorable. Al estar el sustrato
seco, se dificulta el deslizamiento del animal a través del medio, así como la ingestión del
alimento (Op. Cit. 1999).
Niveles de humedad, inferiores al 55% o superiores al 95% resultan mortales para las
lombrices.
Por su parte la bióloga (Rivas C, 2002) de la Asociación de Compostadores de España,
plantea que la humedad y la aireación del sustrato están muy relacionadas. En un terreno
empapado, las gotas de agua desplazan las burbujas de aire, y se produce falta de oxígeno y
ventilación. Ambos factores influyen tanto en la ingesta de alimento como en la respiración y
la reproducción de la lombriz.
La información anterior, se ratifica mencionando que la humedad es un factor de mucha
importancia que influye en la reproducción de la lombriz. Debe estar entre el 70 y 80%. Una
humedad superior al 85 % hace que las lombrices entren en un período de latencia y se afecta
la producción de vermicompost y la reproducción. Debajo de 70% de humedad es una
condición desfavorable. Niveles de humedad inferiores al 55% son mortales para las
lombrices (Keong, W. 2000; Ortíz, P. 1998).
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
22
Las lombrices de tierra se desplazan por las praderas a través de los túneles que excavan,
buscando las zonas húmedas. Por eso, en periodos de lluvia intensa, es frecuente encontrarlas
debajo de piedras (Rivas, M. 2002).
Temperatura
La temperatura considerada óptima para el desarrollo de las lombrices, oscila entre 18º a 25ºC
(su temperatura corporal es de 19 a 20ºC). Cuando la temperatura desciende por debajo de
15ºC las lombrices entran en un período de latencia, disminuyendo su actividad y su tasa de
reproducción (Martínez, P. 1999 & Ortigosa, C. 2007).
Temperaturas por encima de los 35º a 40ºC o por debajo de los 4ºC le resultan mortales para
el animal (Rivas C. 2002).
Las lombrices como la Lombriz Roja de California, Eisenia foetida, pueden transformar una
gran cantidad de residuos, estando presente sus requerimientos básicos de temperatura los
cuales incluyen un rango entre 20°C y 25 °C (Edwards, L. & Loefty, M. 1977; Price, K. &
Phillips, M. 1990).
Aireación
La aireación es fundamental para la correcta respiración y el desarrollo de las lombrices. Si no
es la adecuada, el consumo de alimento se reduce, además de disminuir el apareamiento y la
reproducción debido a la compactación del sustrato. (Barbado J. 2004).
Adicionalmente, la aireación es muy importante para que haya una correcta respiración y un
desarrollo adecuado de las lombrices. La aireación está relacionada con la humedad, cuando se
presenta empapamiento el aire se restringe para la lombriz (Reinés, C. 1998; Ramirez, A. 2000).
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
23
Luz
La lombriz Eisenia foetida, es fotofóbica (huye de la luz del sol), pues los rayos ultravioleta
matan a los animales en pocos segundos. Posee unos sensores en la epidermis, que les ayudan
a detectar la procedencia de la luz y huir de ella (Martínez, 1999).
Por otro lado, la luz directa del sol, aumenta la temperatura del medio, llegando a alcanzarse
temperaturas mortales la lombriz no tiene posibilidad de huir (Ortigosa, C. 2007).
Adicionalmente cuando se hace cría de lombriz Roja Californiana, Eisenia foetida, en cajones
o en recipientes de polietileno, deben cubrirse con una material que evite el paso de la luz para
no afectar el animal (Sánchez, E. 1999).
pH
Los valores óptimos de pH para la cría de lombriz roja californiana Eisenia foetida van de 5.5
(pH acido) a 8.4 (pH alcalino). Siendo el ideal de 6.8 a 7.2. Fuera de esta escala, la lombriz
entra en una etapa de latencia. Con pH ácido en el sustrato puede desarrollarse una plaga
conocida en el mundo de la lombricultura como planaria (Toccalino, 2004; Barbado, 2004).
La planaria, es un gusano plano que puede medir de 5 a 50 mm, de color pardo oscuro, con
rayas longitudinales de color pardo, él se adhiere a la lombriz y succiona todo su interior hasta
matarla. Se controla regulando el pH en un rango comprendido entre 7.5 ay 8.0. Se
recomienda no usar estiércol viejo y si hay plaga dar de comer estiércol de 10 días de
fermentación (Pineda, J. 2006).
La alcalinidad o la acidez del sustrato, son un factor determinante para el desarrollo de la
lombriz Roja Californiana, Eisenia foetida. El pH está determinado por la humedad y la
temperatura, la lombriz acepta de 5 a 8.4; siendo el ideal de 7 (neutro).
El pH ácido se puede corregir con una aplicación de carbonato de calcio (cal común);
aproximadamente 2 oz/m2 (Legal, N. 1993).
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
24
Sí el pH está básico, se agrega papel periódico picado. No importa la pro-cedencia
mezclándolo en el sustrato de estiércol de bovino 15 días antes de que alistar los tratamientos
(Ibíd. 1993).
6.4. Biosólidos
Los biosólidos son un producto originado después de un proceso de estabilización de lodos
orgánicos provenientes del tratamiento de las aguas residuales. La estabilización se realiza
para reducir su nivel de patogenicidad, su poder de fermentación y su capacidad de atracción
de vectores. Gracias a este proceso, el biosólido tiene aptitud para utilización agrícola y
forestal, y para la recuperación de suelos degradados (Dáguer G, 2003).
En la investigación que hace Dáguer G. (2003), se encuentra también que en la actualidad,
Colombia genera diariamente 274 toneladas de biosólidos (94 toneladas base seca).
Caracterizar los biosólidos es fundamental para una adecuada gestión; dependiendo de su
calidad, se da prelación a una alternativa de aprovechamiento determinada. El control de los
biosólidos de las Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR), se basa en el análisis
de parámetros químicos, físicos y microbiológicos. Los biosólidos de las grandes plantas del
país presentan valores de humedad similares en su porcentaje.
La incineración debe ser las última opción a contemplar para disponer los biosólidos. Sin
embargo, en algunos países o zonas se convierte en la única posibilidad ante la ausencia de
terrenos y de iniciativas para su aprovechamiento (Cardoso, L. 2000).
Los biosólidos tienen distintas opciones de aprovechamiento y de disposición final, a saber
(Daguer, G. (2003):
Opciones de Aprovechamiento de los biosólidos
Agrícola y pecuario, silvicultura (plantaciones forestales, viveros), recuperación de suelos
degradados, adecuación de zonas verdes (separadores viales, parques), elaboración de abonos
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
25
y enmiendas, cobertura intermedia o final de rellenos sanitarios, biorremediación de suelos
contaminados, elaboración de materiales de construcción.
Opciones de disposición de biosólidos
Disposición conjunta de los biosólidos con los residuos sólidos urbanos en rellenos
sanitarios), monodisposición (rellenos exclusivos para la disposición de biosólidos),
incineración (más que una disposición en sí misma, es una opción de tratamiento y reducción
de volumen que deja un volumen de cenizas que es necesario disponer) (Angulo M. 1999).
Los biosólidos son la materia que se forma después de que los lodos residuales son
deshidratados en plantas de tratamiento de aguas residuales. El sólido residual proveniente de
estas plantas de tratamiento puede ser procesado y usado para mejorar y mantener la
productividad del suelo o ayudar al crecimiento de las plantas. Sin embargo, es necesario
caracterizar esos sólidos residuales debido a que contienen materiales como el arsénico,
cadmio, mercurio, materias orgánicas contaminantes y organismos patógenos (Angulo M.
1999). A continuación se muestra los grupos de contaminantes que según Angulo determinan
la calidad de los biosólidos:
6.4.1. Metales
Principalmente zinc (Zn), cobre (Cu), níquel (Ni), cadmio (Cd), plomo (Pb), mercurio (Hg) y
cromo (Cr). Su potencial de acumulación en los tejidos humanos y su biomagnificación
suscitan preocupaciones. Los metales están siempre presentes en concentraciones bajas en las
aguas residuales domésticas, pero las concentraciones preocupantes son sobre todo las que se
encuentran en las aguas residuales industriales (Angulo M. 1999; Ramalho S. 1996).
De otro lado, los metales pesados se encuentran de manera natural en la litósfera, hidrósfera y
atmósfera en concentraciones tales que por lo general no perjudican las diferentes formas de
vida. Sin embargo, los procesos antrópicos han ocasionado un paulatino aumento puntual de
dichas concentraciones en los diferentes componentes del edafón (Ramalho S. 1996)
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
26
6.4.2. Nutrientes y materia orgánica
Sus impactos negativos sobre el agua se ven reflejados en procesos de eutroficación para las
aguas subterráneas y superficiales. Sin embargo, los nutrientes son fertilizantes valiosos para
el suelo al igual que la materia orgánica (Ramalho S. 1996).
6.4.3. Contaminantes orgánicos
Los plaguicidas, solventes industriales, colorantes, plastificantes, agentes tensoactivos y
muchas otras moléculas orgánicas complejas, generalmente con poca solubilidad en agua y
elevada capacidad de adsorción tienden a acumularse en los lodos. Todos estos contaminantes
son motivo de preocupación por sus efectos potenciales sobre el medio ambiente y sobre la
salud humana. Una de sus características importantes, es su variado potencial de
biodegradación (Jiménez E. 2001).
Muchos se biodegradan lentamente, por lo tanto los sistemas biológicos de tratamiento de
aguas residuales con tiempos de residencia más largos tendrán una mayor capacidad para
biodegradar estos compuestos. La biodegradación también puede ocurrir después de esparcir
los lodos en la tierra o durante el compostaje (Ibíd. 2001).
El grupo de trabajo de la organización mundial de la salud (O.M.S.) sobre riesgos para la
salud de los productos químicos presentes en los lodos residuales aplicados a las tierras, llegó
a la conclusión de que la absorción total por el hombre, de contaminantes orgánicos
procedentes de la aplicación de lodos a las tierras de cultivo, es poco importante, y
probablemente no causará efectos adversos para la salud. Sin embargo, a pesar de que cada
vez se investiga más el papel toxicológico de los contaminantes orgánicos en el sistema
suelo-planta-agua y en la cadena alimentaria, es aún poco claro (Angulo M. 1999).
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
27
6.4.4. Agentes Patógenos
Los agentes patógenos más importantes que se han encontrado en los lodos son bacterias,
virus (especialmente enterovirus), los protozoos, tremátodos, céstodos y nematodos (Madigan
M, Martinko M, Parker J, 2004).
Los residuos de animales sacrificados o muertos accidentalmente, los desechos hospitalarios y
funerarios, entre otros, pueden elevar la carga y la diversidad de patógenos en un sustrato
determinado. Para controlar la seguridad en la manipulación del biosolido es necesaria la
eliminación o la inactivación eficaz de estos patógenos (Ibíd, 2004).
6.4.4.1. Tratamientos de control de agentes patógenos
Para lograr este fin se puede aplicar a los lodos una serie de tratamientos, como la
pasteurización, la digestión aerobia o anaerobia, el compostaje, la estabilización con cal, el
almacenamiento en estado líquido, la deshidratación y el almacenamiento en seco (Madigan
M.; Martinko M.; & Parker J. 2004).
Las diferentes formas de disposición final en procesos de estabilización del biosólidos
contemplan la incineración, el vertido controlado y el vertimiento en el mar; tales procesos
son contemplados por la Enviromental Protection Agency (E.P.A.) en la norma 40 CFR-
503PC-EQUALITY. Esta última alternativa se encuentra en vía de ser abolida por todas las
legislaciones en el mundo.
Los lodos se incineran básicamente por razones de rentabilidad. Con altos costos de transporte
asociados a la aplicación en tierra, la incineración resulta económica. El producto final de la
incineración lo constituye una ceniza estéril, exenta de patógenos e inodora (Hidalgo R,
2000).
Otro método para eliminación de patógenos de los biosólidos es la estabilización alcalina, que
consiste en aumentar el pH a valores superiores a 12 unidades durante el tiempo suficiente
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
28
para garantizar la reducción de patógenos y parásitos, alcanzando un material clase A o B
(clasificación de biosólidos según la EPA) sin embargo, el biosólido es necesario controlar la
humedad ya que el biosólido seco facilita la formación de grumos que dificultan las labores de
homogenización del sustrato con los alcalinizantes, factor indeseable para la eficiente
reducción de patógenos (Torres, P., Madera, A. & Silva, J. 2008).
6.4.5. Lombrices como factor de estabilización de lodos provenientes de PTAR
Desde hace tiempo las lombrices se han convertido en un excelente aliado del hombre para
combatir la polución que él mismo produce. Estos silenciosos animales realizan con notable
eficiencia de la eliminación de la toxicidad de los residuos orgánicos contaminados por
microorganismos patógenos, parásitos e inclusive metales pesados (Laborde, G. 1999).
En Uruguay el ente sanitario del Estado (OSE) emplea lombrices para rehabilitar el lodo
contaminado del alcantarillado y aguas servidas con el objetivo de transformarlo en un
producto útil para la agricultura (Ibíd. 1999).
Esta experiencia de campo y las pruebas hechas en el laboratorio confirman que las lombrices
son un agente descontaminante muy efectivo. Sin embargo, aún se desconoce con certeza cuál
es el mecanismo bioquímico implicado en este proceso.
La especie que se utiliza en Uruguay para limpiar los lodos contaminados no es nativa sino
introducida, su nombre científico es Eisenia fetida. proviene del Cáucaso y tiene un gran valor
biotecnológico. Esta es una especie de lombriz cuyo hábitat no es el suelo, sino los desechos
orgánicos: originariamente se desarrolla en el sustrato en el que se descomponen residuos de
los bosques. "Lo interesante es cómo esta lombriz, que vive en tierra fresca, es capaz de crecer
y reproducirse en un medio donde hay una presión tóxica tan fuerte. En estos barros crecen
organismos inferiores, como bacterias u hongos, pero no proliferan aquellos organismos que
se sitúan en niveles más altos de la escala zoológica. No crece nada, excepto estas lombrices
(Fesur, P. 2005).
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
29
El lodo proveniente de las plantas de tratamiento de aguas residuales, encierra en su
composición constituyentes de varias fuentes con propiedades y naturaleza diferentes que
producen efectos aun poco conocidos al ambiente donde están siendo dispuestos,
principalmente cuando la opción de su destino final se da en el suelo para uso agrícola, campo
en el cual posee restricciones debido a las concentraciones de organismos patógenos presentes
en el lodo que pueden afectar la salud humana (López, M. 2000).
Es importante evaluarse la calidad del material obtenido después de aplicar el proceso de
lombricultura, basándose en criterios físicos (olor, tamaño del grano y presencial del material
extraño), análisis químicos (fósforo, nitrógeno orgánico, relación C/N, materia orgánica,
metales pesados y micronutrientes). También es importante realizar análisis bacteriológicos
(coliformes fecales) hechos en laboratorios estandarizados (Op. Cit. 2005).
Adicionalmente, se pueden llevar a cabo otros exámenes que se consideren pertinentes para
determinar el impacto que genera el tratamiento con la lombricultura en las aguas residuales,
según las especificaciones a tratar (Kuhl, M. 2007).
6.4.6. La Eisenia foetida y los metales pesados
La contaminación del suelo con metales pesados y lluvias ácidas puede afectar a las
poblaciones de lombrices (Lavelle, P. 2001).
Los metales pesados varían su efecto toxico sobre las lombrices. Además de los efectos
negativos de algunos metales pesados sobre las lombrices, dosis subletales de estos compuestos
pueden causar problemas en el crecimiento y reproducción de las lombrices (Alvarado, L. s.f.).
Los metales pesados se acumulan en los tejidos de las lombrices y constituyen un problema
potencial en un gran número de animales que se alimentan de ellas, pues el movimiento y
acumulación de estos metales hasta niveles tróficos superiores se magnifica (Edwards y Bohlen
1992).
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
30
De acuerdo a la cantidad de metales pesados que tenga un biosolido, éste según el decreto-ley
que se encuentra en estudio en Colombia para regir todo lo referente a estos materiales, se
clasifica en tipo A, tipo B y tipo C.
En este orden de ideas es preciso aclarar que los biosólidos tipo C, presentan un alto contenido
de metales pesados y otros factores fuera de rangos permitidos por la legislación y esto conlleva
a que sea necesario pasarlos por procesos pertinentes para convertilos en biosólidos que puedan
utilizarse en diferentes procesos productivos.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
31
7. MARCO LEGAL
7.1. Norma Técnica Colombiana
A continuación se muestra una tabla que contiene la Norma Técnica Colombiana que hace
referencia a calidad biosólidos y abonos orgánicos que resultaron útiles como guía para el
desarrollo de este informe de práctica empresarial. Es preciso aclarar que las normas técnicas
colombianas no son de obligatorio cumplimiento.
NORMA ENTIDAD OBSERVACIONES
Norma técnica colombiana (NTC)
5167
ICONTEC
Productos para la industria agrícola productos orgánicos usados como abonos y enmiendas de suelo.
Tabla 2. Normas Técnicas Colombianas.
Fuente: Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
32
7.2. Normatividad
La tabla 3 muestra las normas que son de obligatorio cumplimiento en Colombia y que tienen
relación con manejo, transporte y disposición de residuos sólidos y residuos especiales.
1 Este decreto está actualmente en estudio y si es aprobado entraría a regir los criterios sobre disposición final y
aprovechamiento de biosólidos en Colombia.
NORMA ENTIDAD OBSERVACIONES
Resolución 2309 de
1986 Ministerio de Salud
Normas para el cumplimiento del
contenido de residuos especiales.
Ley 1252 de 2008 Ministerio de medio
ambiente
Por la cual se dictan normas
prohibitivas en materia ambiental,
referentes a los residuos y desechos
peligrosos y se dictan otras
disposiciones
Decreto 1713 de 2002 Ministerio de ambiente
Modificado por el Decreto Nacional
838 de 2005, por el cual se
reglamenta la Ley 142 de 1994, la
Ley 632 de 2000 y la Ley 689 de
2001, en relación con la prestación
del servicio público de aseo, y el
Decreto Ley 2811 de 1974 y la Ley
99 de 1993 en relación con la
Gestión Integral de Residuos
Sólidos.
Decreto Ley en estudio1
(Anexo 1)
Ministerio de
Ambiente,Vivienda y
Desarrollo Territorial
Por el cual se establecen los criterios
de calidad y uso para el
aprovechamiento y disposición final
de los Biosólidos generados en
plantas de tratamiento de aguas
residuales municipales y se toman
otras determinaciones
Tabla 3. Normatividad.
Fuente: www.minambiente.com Recuperado el 10 de Julio de 2010 & Tutoría Alayón, E. (2008). Notas
de clase de residuos sólidos.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
33
8. Marco referencia de la empresa CDS LTDA.
CDS LTDA. es una empresa colombiana dedicada a la aplicación de procesos enfocados a dar a
los residuos un valor agregado ambiental y comercial, que consiste en la aplicación de sistemas de
separación líquido–sólido para limpieza de lodos de perforación, recuperación de barita en lodos y
destrucción de lodo (Dwatering).
Adicionalmente CDS LTDA. coloca al servicio de la Industria Petrolera una Centrífuga Horizontal
secadora de sólidos cuyas aplicaciones principales son el secado de cortes de perforación y la
deshidratación de fondos de tanques. ha venido desarrollando investigaciones, procesos y sistemas
de gestión de calidad con el propósito de optimizar sus operaciones dentro del concepto ¨cero¨
emisiones.
Nombre de la
empresa
Actividad Económica Dirección Oficinas Cliente de Intervención en
Gibraltar
Control de Sólidos
Ltda.
Prestación de servicios
ambientales
Cra. 22 No. 159-23 Empresa de Acueducto y
Alcantarillado de Bogotá (EEAAB)
Tabla 4. Referencias de la Empresa CDS Ltda.
Fuente: Control de Sólido Ltda. Recuperado el 15 de Abril de 2010 en www.controldesolidos.com
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34
8.1. Proceso de deshidratación de lodo en Gibraltar
La compañía CDS Ltda. Realiza el proceso de deshidratación de lodo que llega del alcantarillado
de Bogotá. Al mes se procesan 537 m3
de lodo, generando esto 484 m3
de agua y 43 m3.
A
continuación se realiza la respectiva explicación del proceso.
Ilustración 2. Proceso de deshidratación de lodo en Gibraltar a cargo de CDS LTDA.
Fuente: Ing. Fabian Carrillo. CDS LTDA.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
35
Explicación del proceso de deshidratación de lodo en Gibraltar:
Entrada del vactor a la planta y descargue del lodo
El vactor después de recoger el lodo del alcantarillado del distrito, cuya ruta específica para
hacerlo es información privilegiada de la EAAB, llega al relleno sanitario Gibraltar y antes de
descargar el lodo, los operarios de la empresa CDS LTDA. le practican una prueba para
determinar la relación aproximada entre la cantidad de sólido y la cantidad de agua almacenada
por el vactor. Si el porcentaje de agua encontrado es cercano a 100, el vactor no descarga en la
planta de tratamiento sino vierte el contenido en una zona específicamente diseñada para ello.
Por el contrario, si se encuentra que el porcentaje de agua es menor que el de sólido, el vactor
descarga su contenido en la tolva de la planta de tratamiento.
Ilustración 3. Vactor
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
36
Descargue de lodo en la Tolva
El vactor hace su descarga en la tolva, la cual disminuye la velocidad del fluido una vez éste es
descargado.
Extracción de residuos que no hacen parte de la naturaleza del lodo
Ilustración 4. Tolva
Ilustración 5. Zaranda
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
37
Por medio de la zaranda se retira del lodo que descarga el vactor, aquellos residuos que no
hacen parte de su naturaleza. Este equipo Consta de un motovibrador de 3 H.P., 3.500 r.p.m y
tres mallas para diferente tamaño de partícula.
Recepción del lodo que iniciará su proceso de deshidratación
Una vez se retiran los residuos que no hacen parte de la naturaleza del lodo, éste es recibido
por el tanque receptor que es tanque abierto de estructura robusta y altura inferior a 1,8 m con
capacidad de 200 bbl.
Ilustración 6. Tanque receptor
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
38
Compresor
El lodo es enviado a la unidad de dwatering por medio de unas bombas neumáticas cuyo aire
es suministrado por el compresor, un equipo de transformación de energía eléctrica o mecánica
en energía mecánica potencial (aire a presión).
Ilustración 7. Compresor
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
39
Paso del lodo a la unidad de dewatering
El lodo llega a la unidad de dewatering, un equipo de equipo de coagulación floculación que
consta de un tanque con agitador, tanque de almacenamiento de agua, tanques floculadores,
sistema de dosificación de productos químicos y sistema de mezcla y panel de control para
volúmenes de tratamiento. Al lodo se le adiciona un polímero de naturaleza reservada por la
empresa CDS LTDA.
Ilustración 8. Unidad de Dewatering
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
40
Paso del producto formado por el equipo floculador a la centrifuga
La centrifuga decantadora de eje horizontal de velocidad media, se utilizada para la remoción
de sólidos de alta densidad (alto peso molecular). Se utiliza en el proceso de Dewatering, para
la deshidratación de los residuos sólidos
El lodo deshidratado pasa a una bandeja receptora
El sólido residual resultante del proceso de deshidratación del lodo es recibido por una
bandeja que lo contiene antes de disponerlo en el relleno.
Observación: para dar energía a los equipos y hacer que éstos funcionen se usa un equipo
generador de de generación de energía eléctrica a partir de energía químico-calórica (motor
de combustión interna Diesel) de 135 KVA.
Ilustración 9. Centrífuga decantadora
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41
Ilustración 10. Generador
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
42
9. Metodología
El siguiente diagrama de flujo muestra el proceso que se siguió para llevar a cabo la prueba piloto
de transformación de sólidos:
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
43
Explicación del diagrama de flujo:
Montaje
Observación del sitio en general (Relleno Sanitario Gibraltar)
El relleno sanitario Gibraltar se encuentra ubicado en la localidad de Bosa al suroeste del a ciudad
de Bogotá. Las coordenadas de su ubicación son ubicada en 4,638408 dirección norte y 74,180138
dirección oeste y se muestra en la siguiente gráfica.
Ilustración 11. Imagen Satelital de Gibraltar.
Fuente: google-earth. Recuperado el 2 de Julio de 2010.
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44
Diseño experimental
Para la realización de la prueba piloto se usaron bloque completamente al azar (Hinkelman
1994), factorial 3*1, análisis de diferencia de medias, paquete estadístico SAS versión 9.2.
A continuación se muestra tal y como Hinkelman (1994) lo plantea, la división del material exen
b grupos de t unidades experimentales (UE) cada uno, donde t es el número de tratamientos ,
tales que las UE dentro de cada grupo son lo más homogénea posible y las diferencias entre las
UE sea dada por estar en diferentes grupos. Los conjuntos son llamados bloques. Dentro de cada
bloque las UE son asignadas aleatoriamente, cada tratamiento ocurre exactamente una vez en un
bloque.
Si la variación entre las UE dentro de los bloques es apreciablemente pequeña en comparación
con la variación entre bloques, un diseño de bloque completo al azar es más potente que un
diseño completo al azar.
Para efectos de la realización de la prueba piloto se hicieron 2 repeticiones o grupos con tres
tratamientos o Unidades Experimentales cada uno, tal y como lo muestra la tabla 5.
b (grupos o repeticiones) 2
t (UE) (tratamientos o Unidades Experimentales 3
Determinación de tratamientos y repeticiones
Para la realización de la prueba piloto se plantaeron tres (3) tratamientos con dos repeticiones
cada uno. Cada tratamiento contenía diferentes porcentajes de sólidos residuales y de bovinaza
como se muestra a continuación. Adicionalmente, a cada tratamiento se le adicionó una
población de 100 lombrices de la especie Eisenia foetida.
Tabla 5. Bloques completamente al azar
.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
45
Tratamiento (1): 100% sólido residual.
Tratamiento (2): 75% sólido residual y 25% materia orgánica.
Tratamiento (3): 50% sólido residual y 50% materia orgánica.
Tratamiento (4): testigo, 100% sólido residual sin lombricultura.
Observación: los datos mostrados de aquí en adelanta como tratamiento 4, corresponden al
testigo, que es el sólido residual antes de aplicar el proceso de lombricultura.
Consecución de materiales para disponer los tratamientos
Recipientes contenedores
Los recipientes usados para disponer los tratamientos son de polietileno. Se instalaron 6
recipientes donde se incluyeron los tratamientos 1, 2 y 3 y sus repeticiones respectivas.
Adicionalmente se contó con un recipiente adicional al que se le dio el nombre de blanco, el
cual contuvo la dieta correspondiente a 100% sólido residual sin lombrices.
Las dimensiones de los recipientes contenedores de los tratamientos que se instalaron dentro
del refugio para llevar a cabo la prueba piloto, se muestran en la tabla 8.
Dimensiones de los Recipientes
Largo (cm) 25
Ancho (cm) 19
Alto (cm) 22
Volumen (ml) 210
Tabla 6. Dimensiones de los recipientes.
Fuente: almacenes ÉXITO. Información contenida en la etiqueta
de los recipientes.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
46
Población de lombrices
Para la realización de la prueba se compraron tres (3) kilogramos de lombriz Roja
Californiana (Eisenia foetida), la cual contiene 1500 lombrices aproximadamente.
La ubicación del sitio de compra es la Calle 129 con 43, al nororiente de la ciudad de Bogotá. En
este sitio se produce lombricompost de manera artesanal y se vende a fincas aledañas. La
temperatura promedio del lugar es 16.37°C (Reportes semestrales de temperatura. Recuperado el
10 de 10 de Junio de 2010 de www.secretariadeambiente.gov.co. Anexo 2 ).
Bovinaza
La materia orgánica que se incluyó en los tratamientos fue estiércol de bovino (bovinaza)
suministrada por una finca aledaña al predio Gibraltar
Sólido deshidratado
Después de que los lodos del alcantarillado pasan por la planta de tratamiento que CDS Ltda.
dispuso en Gibraltar para su deshidratación, una bandeja receptora los recibe. Siguiendo el
protocolo de muestreo que el laboratorio Ingeniería Medio Ambiental proporcionó a CDS
LTDA. para la toma de muestras (Anexo 3), el sólido residual se transporta hacía el lugar donde
se instaló la prueba piloto.
Materiales para construir el refugio donde se ubicaron los recipientes contenedores de los
tratamientos:
Plástico tipo invernadero
Este plástico cubrió la estructura del invernadero con el fin de retener el calor dentro del refugio.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
47
Polisombra
Encima del plástico tipo invernadero se puso una polisombra tipo encerramiento de color verde
para filtrar los rayos solares en el invernadero.
Madera y Puntillas
Estos materiales permitieron crear el esqueleto del refugio.
Refugio
Las dimensiones del refugio se muestran en la tabla 7:
Adicionalmente, se muestra una representación esquemática y una fotografía del refugio
construido.
Dimensiones del Refugio
Largo (m) 4
Ancho (m) 2
Alto (m) 1.70
Tabla 7. Dimensiones del Refugio
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48
Pruebas iniciales de laboratorio
Visita de funcionarios del laboratorio Ingeniería Medio Ambiental al predio Gibraltar
Se contactó el laboratorio Ingeniería Medio Ambiental que la empresa CDS Ltda. contrató para la
toma de muestras y para el análisis de las mismas. Este laboratorio sigue la resolución 062 de 2007
del IDEAM, que establece el protocolo que se debe seguir al tomar muestras de residuos líquidos
o sólidos para garantizar la confiabilidad de la caracterización del sólido residual (ver anexo 3).
Ilustración 12. Representación esquemática del refugio.
Fuente: Miranda, Edwin. Ing. Encargado de Supervisión en Gibarltar.
Ilustración 13. Foto del refugio de la prueba piloto.
Fuente: tomada por el Ing. Fabian Carrillo.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
49
Las muestras tomadas fueron llevadas al laboratorio por el mismo funcionario encargado de
tomarlas y se analizaron diferentes variables, entre las que se incluyeron: humedad, fósforo,
carbono orgánico, nitrógeno, potasio, calcio y coliformes totales.
Monitoreo de variables independientes y del sistema de riego
Consecución de materiales para instalar el sistema de riego
El sistema tenía la función de regar por goteo cada recipiente contenedor de los tratamientos. Para
ello se usó un equipo de macrogoteo complementado con un balde estándar que era llenado con
agua proveniente del acueducto (agua de llave). El balde tenía un orificio al cual se conectaba un
tubo delgado encargado de conducir el agua.
Balde estándar de 10 litros
El balde era llenado cada 3 días.
Equipo de macrogoteo
Este equipo se usaba para controlar la cantidad de agua que era conducida desde el balde hasta los
tratamientos.
Tubo delgado
Era el encargado de conducir el agua desde el balde estándar hasta los recipientes contenedores de
los tratamientos.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
50
Control de temperatura
Se contaba con un termómetro de pared al cual se le hacían lecturas cada tres (3) días, todas
realizadas a las 7:00 am. En el Anexo 4, se muestran las lecturas tomadas dentro de una tabla de
datos.
Control de humedad
Para conocer la humedad de cada tratamiento y saber si el riego que se estaba haciendo era el
adecuado, se procedió a realizar la prueba de puño cada tres (8) días
Indicador Humedad Acción
La masa apretada no toma la forma del puño y no gotea.
<70% Es necesario
regar
La masa apretada toma la forma del puño y no gotea.
(70-80)% No regar
La masa apretada toma la forma del puño y gotea menos de 10 gotas en un minuto
(. 85-90)% No regar,
peligro para las lombrices
La masa apretada toma la forma del puño y gotea más de 10 gotas en un minuto
>90% No regar,
peligro para las lombrices
Tabla 8. Prueba de puño.
Fuente: Ing. Hernández L. & Ing. Pineda W. (2006). Sistema de control de humedad y
temperatura para invernaderos. Universidad Pedagógica y Tecnológica de
Colombia (UPTC).
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
51
A continuación se muestra una ilustración de lo que fue el sistema de riego por goteo
Pruebas finales de laboratorio
Segunda Visita del laboratorio Ingeniería Medio Ambiental a Gibraltar
Se hizo la toma de muestras de cada tratamiento y se llevaron al laboratorio para analizar variables
de tipo químico, físico y microbiológico, que permitieran caracterizar el sólido residual antes y
después de aplicar el proceso de lombricultura.
Análisis de las muestras
El laboratorio realizó el análisis de las muestras tomadas e hizo entrega de éstos a la empresa
CDS LTDA.
Ilustración 14. Sistema de riego.
Fuente: Ing. Fabian Carrillo. Encargado de procesos
en campo.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
52
10. Resultados
Los datos expuestos en la tabla 9, se refieren a la dinámica que tuvo la población de lombriz Roja
Californiana, Eisenia foetida, en la prueba piloto que se realizó en el relleno sanitrario Gibraltar. A
continuación se muestran los resultados de dinámica poblacional obtenidos en la prueba piloto
Población Tratamiento Repetición Número de individuos al finalizar la prueba piloto
Lombriz Roja Californiana,
Eisenia foetida
1 1 78
1 2 62
2 1 84
2 2 41
3 1 22
3 2 36
4 1 0
Puede observarse que cada tratamiento muestra una dinámica poblacional distinta. Al inicio de
la prueba piloto se incluyeron 100 individuos de la población total de Eisenia foetida en cada
tratamiento y su repetición.
Es necesario recordar que el tratamiento 4, aunque se incluye como tratamiento para efectos de
comodidad en el manejo de los datos, éste correspone al testigo, es decir; a 100% sólido residual
sin aplicación del proceso de lombricultura.
Cuando finalizó el tiempo estipulado de desarrollo de la prueba piloto (un mes), se realizó un
conteo de individuos por cada tratamiento con su respectiva repetición y se encontró que:
Los tratamientos 1 (100% sólido residual) y 2 (75% sólido residual) y sus respectivas
repeticiones, registraron al finalizar la prueba, el mayor número de individuos de la población
total de Eisenia foetida (tabla 8) si se toma como referencia el tratamiento 3, que contenía el
mayor porcentaje de bovinaza.
Lo anterior, se asemeja a los resultados obtenidos en la prueba piloto denominada “Utilización
de la lombricultura en la transformación de lodo residual” que se llevó a cabo en Carabobo
Tabla 9 .Dinámica poblacional de las de lombrices en la prueba piloto.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
53
Venezuela, y se encontró que el enriquecimiento del lodo con estiércol no favorece en
tratamientos cortos la reproducción de la Eisenia foetida (Auxilia, M., Dautant, R., Oropeza, Z.
s.f.).
Adicionalmente, se encontró que el número mayor de la población de lombrices que escapó se
registró en el tratamiento 3. Se observó que las lombrices escaparon del recipiente contenedor a
través de los orificios que se le hicieron al mismo en su base con el fin de permitir la salida de
los lixiviados producidos. 22 36
En el tratamiento 3-repetición 1, se encontraron 22 lombrices en el sustrato y 47 lombrices
fueron encontradas debajo del recipiente que contenía esta dieta, las 21 lombrices no fueron
encontradas. En el mismo tratamiento pero en su repetición 2, sucedió algo similiar, 36
lombrices fueron encontradas en el sustrato, mientras que 26 escaparon por los orificios hechos
para la salida de los lixiviados y 38 no fueron encontradas.
El número de lombrices que se encontró en los tratamientos 1 y 2 se muestra en la tabla 9, el
número restante de lombrices no fueron encontradas.
A continuación se muestra la tabla 10 que contiene el valor promedio de temperatura registrado
dentro del refugio en el que se mantuvieron los tratamientos y sus respectivas repeticiones. En el
anexo 4 se encuentra la tabla que registra los valores de temperatura medidos cada tres (3) días
durante un mes, todas realizadas a las 7:00 am.
Monitoreo de Variables Independientes
T promedio (°C) 20,9
Tabla 10. Temperatura promedio del refugio.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
54
El comportamiento de la temperatura del ambiente dentro del refugio, se mantuvo en un
rango de (16 a 22) °C. Este rango de temperatura dentro del refugio, se mantuvo dentro de
los rangos reportados por Alastre (1995), de 15.7 ºC y 28.2 ºC, para quien las temperaturas
letales son 0 ºC y 34 ºC. También dentro de los rangos que Martinez (1999) considera
óptimos, 18°C y 29°C.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
55
A continuación la tabla número 11 muestra los resultados que se obtuvieron al realizar la
prueba de puño como parámetro indicador de la humedad en porcentaje, con una frecuencia
de ocho (8) días durante un mes:
Rango de humedad estimado
Mes Día Tratamiento Repetición <70% (70-80)% (85-90)% >90%
Marzo 5 1 1 X
1 2 X
2 1 X
2 2 X
3 1 X
3 2 X
Mes Día Tratamiento Repetición <70% (70-80)% (85-90)% >90%
Marzo 13 1 1 X
1 2 X
2 1 X
2 2 X
3 1 X
3 2 X
Mes Día Tratamiento Repetición <70% (70-80)% (85-90)% >90%
Marzo 21 1 1 X
1 2 X
2 1 X
2 2 X
3 1 X
3 2 X
Mes Día Tratamiento Repetición <70% (70-80)% (85-90)% >90%
Marzo 29 1 1 X
1 2 X
2 1 X
2 2 X
3 1 X
3 2 X
Mes Día Tratamiento Repetición <70% (70-80)% (85-90)% >90%
Abril 5 1 1 X
1 2 X
2 1 X
2 2 X
3 1 X
3 2 X
Tabla 11. Humedad durante un periodo de tiempo de un mes.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
56
Observación: al testigo aquí denominado tratamiento 4, que corresponde a 100% sólido residual
sin aplicación de lombricultura, al iniciar la prueba piloto se le realizó la prueba de puño para
identificar su porcentaje de humedad y el resultado obtenido se incluyó en el rango que
comprende valores que van del 85% al 90%.
Al determinar la humedad del sólido residual en el testigo tratamiento 4 (sólido residual sin
lombricultura), fue posible determinar la disminución que presentó dicho valor ocho (8) días
después de la aplicación del proceso de lombricultura en los diferentes tratamientos y sus
respectivas repeticiones, encontrándose ocho días después como el rango más frecuente de
humedad en el que comprende valores que van de 70% a 80%.
Hubo variaciones porcentuales en el parámetro de humedad según la prueba de puño que se
realizó. La tabla 11 muestra que a medida que se incrementaba el contenido de estiércol de
bovino en el sustrato, el contenido de humedad disminuía. Se inició la prueba piloto, teniendo
un valor de humedad mayor de 85% que comenzó a descender con los días en los tratamientos
con mayor contenido de bovinaza hasta llegar a ubicarse en el rango cuyos valores registran por
debajo del 70%. (Tratamiento 3).
A continuación se presenta la tabla 11 cuyos datos muestran los resultados de los parámetros que
se analizaron en el laboratorio para cada tratamiento y su repetición.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
57
11. Discusión de resultados
Los datos expuestos en la tabla número 11, que corresponden a los resultados de los parámetros
examinados por el laboratorio Ingeniería Medio-Ambiental fueron analizados con un paquete
estadístico SAS versión 9.2. que permitió conocer las diferencias entre las medias de las dos (2)
repeticiones de los distintos tratamientos y con éstas determinar si dichas diferencias fueron
estadísticamente significativas o no.
El anexo 5 muestra las medias del total de los tratamientos que se representan en esta misma tabla
con una relación entre dos parámetros denominados Pvalor y F. Cada parámetro físico o químico
analizado por el laboratorio para cada tratamiento con su respectiva repetición, tuvo una diferencia
de medias que mediante el paquete estadístico SAS versión 9.2 fueron determinadas junto con su
representatividad estadística, siguiendo el criterio que se muestra a continuación:
Parámetro Significancia estadística
Pr > F >=0.05 Estadísticamente no significativo
Pr > F <0.05 Estadísticamente significativo
Tabla 12. Criterio de significancia estadística de los datos
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
58
Teniendo en cuenta el criterio anterior y según las gráficas que se muestran a continuación
arrojadas por el paquete estadístico SAS versión 9.2 se pudo determinar la significancia
estadística de cada tratamiento y su repetición. En las gráficas El eje x muestra los
tratamientos así: 1 (100% sólido residual), 2 (75% sólido residual y 25% bovinaza), 3 (50%
sólido residual y 50% bovianza) y 4 el testigo (100% sólido residual sin lombricultura). El
eje y por su parte, muestra la variable analizada.
11.1. Fósforo
De acuerdo con la gráfica número 1 y según los datos obtenidos en el análisis estadístico
para esta variable se determina que la diferencia que existe entre los diferentes tratamientos
es estadísticamente significativa.
La gráfica 1 muestra que en los tratamientos con mayor contenido de estiércol el contenido de
fósforo disminuye. Adicionalmente, si se compara el tratamiento 1, correspondiente a la dieta
de 100% sólido residual con aplicación de lombricultura, con el tratamiento 4 o testigo (100%
Gráfica 1. Fósforo en (mg/L).
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
59
sólido residual sin lombricultura), es preciso destacar que hubo un aumento estadísticamente
significativo de este nutriente en el sustrato.
En relación con los resultados obtenidos por (Rodriguez, G. & Paniagua, M. (s.f.), quienes
realizaron en México un trabajo con lodos provenientes de plantas de tratamiento de aguas
residuales sometidos a un proceso de lombricultura, encontraron que las concentraciones de
nitrógeno y fósforo en los biosólidos a los que se les incluyó estiércol de bovino disminuyeron
como consecuencia de la biotransformación y su incorporación a la biomasa de lombriz
(Ndegwa P. & Thompson K. 2001). Autores citados por Rodríguez, G et. Al (s.f.).
Por otro lado los tratamientos donde al lodo residual se les aplicó lombricultura en el
experimento realizado por Vera-Reza, M.; Sánchez, E.; Ortíz, L. & Ortega, M. denominado
Estabilización de lodos residuales municipales por medio de la técnica de lombricompostaje
también se presentó un incremento del contenido de potasio y fósforo con respecto al lodo
residual sin estabilización. Se sugiere que las responsables de este suceso, son las características
de los residuos orgánicos incorporados a los sistemas experimentales involucrados y al
tratamiento de lombricompostaje al que fueron sometidos.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
60
11.2. Humedad
De acuerdo con la gráfica 2 y según los datos obtenidos en el análisis estadístico para esta
variable se determina que la diferencia que existe entre los diferentes tratamientos no es
significativa.
Los recipientes de plástico cubiertos con polisombra se asemejan a los recipientes que usaron Vera-
Reza y otros para disminuir el porcentaje de humedad. Cardoso y Ramírez (2000), citados por ellos,
demostraron que la humedad es un factor muy importante para asegurar un proceso adecuado
durante el lombricompostaje.
Al aumentar la temperatura, el biosólido experimenta pérdida de humedad por evaporación de
agua y por transformación biológica de la materia orgánica (Ing. Luaces A. 2008). La humedad
Gráfica 2. Humedad en (%).
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
61
en la prueba piloto que se realizó, comenzó a descender en los tratamientos con el transcurso de los
días.
El tratamiento tres (3), correspondiente a la dieta de 50% sólido residual y 50% estiércol de bovino
con sus respectivas repeticiones, disminuyó su contenido de humedad en el transcurso de la prueba
en mayor porcentaje que los demás tratamientos.
Teniendo en cuenta lo anterior, es preciso mencionar que al tomar el sólido residual al salir de la
planta de tratamiento de aguas residuales que es propiedad de CDS Ltda., su humedad es del
85%. Después de instalar los tratamientos y al pasar los días de desarrollo de la prueba se
determina que la humedad se mantiene relativamente constante en los tratamientos 1 y 2 con sus
respectivas repeticiones. Pudo notarse que el manejo controlado de los parámetros ambientales
resulta necesario para el crecimiento de las lombrices Moeller & al. (2000).
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
62
11.3. Nitrógeno Total
De acuerdo con la gráfica 3 y según los datos obtenidos en el análisis estadístico para esta
variable se determina que la diferencia que existe entre los diferentes tratamientos no es
significativa.
En relación con la experiencia de Rodriguez, G. & Paniagua, M., en la que se encontró que las
concentraciones de nitrógeno en los biosólidos disminuyeron como consecuencia de la
biotransformación y su incorporación a biomasa de lombriz (Ndegwa and Thompson, 2001).
Puede mencionarse que en la prueba piloto que llevó a cabo también se encontró una
disminución de nitrógeno que llegó al nivel de no detectable según las pruebas realizadas por el
laboratorio Ingenieria Medio Ambiental.
La cantidad de nitrógeno que se registró en cada tratamiento de la prueba piloto según los
resultados de laboratorio, se encuentra por de debajo de las concentraciones típicas de nitrógeno
Ilustración 15. Parámetro Nitrógeno. Programa Estadístico SAS. Gráfica 3. Nitrógeno (mg/L)
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
63
que presentan los biosólidos en Colombia, cuyo rango está dentro de las cantidades de (1.6 a
3.3)% (Daguer, G. 2003).
Las concentraciones de nitrógeno arrojadas por los análisis de laboratorio están por debajo de las
encontradas por Cardoso, L.& Ramirez, E. (2006) en su investigación Biodegradación de lodo
residual por composteo y vermicomposteo, cuyo resultado para el parámetro de nitrógeno fue
identificado dentro del rango de (2.0-4.5)%. Este rango es similar al encontrado en los abonos
orgánicos Monroy y Viniegra, (1990) (citados en el mismo documento).
11.4. pH
De acuerdo con la gráfica 4 y según los datos obtenidos en el análisis estadístico para esta
variable, se determina que la diferencia que existe entre los diferentes tratamientos no es
significativa.
Gráfica 4. pH
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
64
El pH aumentó al finalizar la prueba piloto pasando de registrar un valor 7 antes de iniciar el
proceso de lombricultura a valores entre 7.5 a 8.9. En la prueba de Vera-Reza y otros, el lodo
crudo empleado obtuvo un valor de pH de 6.82 que corresponde a un lodo ligeramente ácido
Ortiz- Hernández & al. (1993) antes de someterlo a lombricultura se observó una ligera
disminución de pH en aquellos tratamientos con material orgánico adicional al lodo residual en
los demás hubo aumento de esta varible.
Se consideran valores óptimos para el desarrollo de la lombriz Roja Califroniana, Eisenia
foetida, aquellos que se encuentran en el rango que incluye valores de 5.5 a 8.5 (Toccalino,
2004; Barbado, 2004). Es preciso mencionar que sólo el, tratamiento 1-repetición 1, se sale
del rango óptimo de pH reportando un valor igual a 8.9. Los demás están dentro de este
rango ideal
No obstante de lo anterior, en ocasiones para obtener liberar los biosólidos de un alto
contenido de patógenos se usa la estabilización alacalina que consiste en mantener el pH por
encima de 12 unidades durante 2 h (EPA, 2003).
Las principales desventajas de la estabilización alcalina radican en que el material final es
aplicable principalmente a suelos ácidos y el volumen de biosólidos se incrementa por la
aplicación de cal, lo que genera mayores costos de transporte y tratamiento final (Mahamud
P. & al., 1996; Barrios & Cabirol, 2002). Citado por (Torres, P.; Madera, A. & Silva,
A.2008).
Después de la estabilización de biosólido la alcalinidad total aumenta y descienden el
nitrógeno- amoniacal y el fosforo total (Andreoli et al., 2001; Williford, et al., 2007).
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
65
11.5. Carbono Orgánico Total
De acuerdo con la gráfica número 5 y según los datos obtenidos en el análisis estadístico
para este parámetro, se determina que la diferencia que existe entre los diferentes
tratamientos no es estadísticamente significativa.
Este parámetro se hace fundamental en el momento de determinar la relación
carbono/nitrógeno que es una variable que necesita medirse en cualquier proceso de
lombricultura (Garcia, P. 2003).
Los materiales orgánicos fueron fuente de energía y carbono para las lombrices,
suministrando nutrientes que ajustaron el contenido de carbono de los tratamientos y con éste,
permitieron ajustar su contenido de humedad. (Kutter, P. & al. 1995).
Gráfica 5. Carbono Orgánico Total (mg/L)
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
66
En la prueba piloto el contenido de carbono orgánico medido por el laboratorio Ingeniería
Medio Ambiental vario en los tratamientos dentro de un rango de (25 a 38) mg/g, reportando
el menor valor el tratamiento 1-repetición 1 y el mayor valor el tratamiento 3-repetición 1. En
relación con la prueba de Rodriguez, G. & Paniagua, M sobre el vermicomposteo de
biosólidos y agua tratada en el noroeste de México, es preciso mencionar que se reportan
valores parecidos, pues los autores tienen en sus tablas de datos un contenido de carbono para
los distintos tratamientos ubicado en el rango de (30-70) mg/g.
11.6. Molibdeno y Cobre
De acuerdo con las gráficas número 6 y 7, según los datos obtenidos en el análisis estadístico
para estas variables, se determina que la diferencia que existe entre los diferentes tratamientos
no es estadísticamente significativa.
Gráfica 6. Molibdeno (mg/L)
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
67
Pudo notarse que tanto el Molibdeno como el Cobre reportaron valores que según el
laboratorio Ingeniería Medio Ambiental registran como no detectables.
Estos metales pesados, como era de esperarse no tuvieron una variabilidad durante el proceso,
es decir sus valores se mantuvieron constantes durante el desarrollo de la prueba, pues la
lombriz Roja Californiana solo degrada materia orgánica (Fassbender, H. 1983).
Los metales pesados sobre las lombrices, en dosis subletales (dosis clasificadas por la EPA)
causan problemas en el crecimiento y la reproducción de las lombrices, acumulándose en sus
tejidos y perjudicando a animales que se alimentan de ellas ((Edwards y Bohlen 1992; Reyes
A. & al. 2004).
Gráfica 7. Cobre (mg/L)
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
68
Para la prueba piloto que se realizó, se encontró que los metales pesados posiblemente no
afectan de manera directa el desarrollo de las lombrices, en cuanto a su peso o biomasa por el
hecho de que los niveles de metales pesados fueron registrados como no detectables.
11.7. Cloro Residual
De acuerdo con la gráfica número 13 y según los datos obtenidos en el análisis estadístico
para estos parámetros, se determina que la diferencia que existe entre los diferentes
tratamientos no es estadísticamente significativa.
Este parámetro es parte de la naturaleza de lodo que se deshidrató porque proviene de aguas
residuales domesticas y aliviaderos. Sus valores según el laboratorio Ingenieria Medio
Ambiental son no detectables.
Gráfica 8. Cloro (mg/L)
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69
11.8. Nutirentes: Magnesio, Calcio y Potasio
Nota: el fósforo se analizó por separado ya que fue el nutriente que presentó los valores más
elevados.
De acuerdo con las figuras 14, 15 y 16, y según los datos obtenidos en el análisis estadístico
para estos parámetros se determina que la diferencia que existe entre los diferentes
tratamientos no es significativa.
Gráfica 9. Magnesio (mg/L)
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70
Gráfica 10. Calcio (mg/L)
Gráfica 11. Potasio (mg/L)
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
71
Los análisis de laboratorio realizados a los tratamientos de la prueba piloto, mostraron
un aumento significativo del potasio al aplicar al sólido residual el proceso de
lombricultura. El calcio por su parte aumentó en los tratamientos sus valores registrados,
con respecto al sólido residual sin aplicación de lombricultura. El magnesio por su parte,
registró valores constantes sobre el sustrato antes y después de la aplicación del proceso
de lombricultura.
Lo anterior contrasta con los resultados obtenidos por Rodriguez, G. & Paniagua, M.,
donde se encuentra que el nitrógeno, potasio, el fósforo y el calcio tuvieron un cambio
significativo en los tratamientos que se les adicionó estiércol comparado con el lodo sin
estiércol adicional durante el desarrollo del experimento.
Los datos reportados por el laboratorio, dejan ver que el sólido residual sin aplicación del
proceso de lombricultura tiene un alto contenido de nutrientes si se compara con las
Características agrológicas de los biosólidos de Colombia que se muestran en el Anexo 6
y que se cita en la investigación que lleva por nombre Gestión de biosólidos en Colombia
(Daguer, P. s.f.).
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
72
11.9. Parámetro Coliformes Totales
La incorporación de restos orgánicos al suelo produce una intensa actividad microbiana,
debido a la abundancia de restos fácilmente atacables, después disminuye la actividad al ir
quedando restos más estables que solo pueden ser atacados por los microorganismos más
fuertes. Al principio de la degradación actúan hongos seguidos por bacterias y por ultimo
actinomicetos, siendo los restos orgánicos como excremento o eses fecales de vacunos un
medio de cultivo propicio para la proliferación bacteriana de coliformes fecales y/o totales
debido al gran contenido de macronutrientes presentes en el sustrato y a la residualidad de
bacterias presentes en la digestión del vacuno producto de la degradación de pastos por medio
bacteriano (Brochuguet, E. 2000).
De acuerdo a los resultados de laboratorio obtenidos puede mencionarse que el sólido residual
tiene un alto contenido de coliformes totales antes y después de ser sometido al proceso de
lombricultura.
Gráfica 12. Coliformes totales (mg/L)
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
73
El decreto ley que se encuentra en el anexo 1 y que en la actualidad se encuentra en estudio es
una herramienta valiosa que resulta útil para clasificar los biosólidos de acuerdo a sus
características. En relación con este decreto es preciso anotar que estos sólidos residuales son de
tipo C, pues tienen un alto grado de coliformes totales lo que implica que se necesite aplicar la
eliminación de patógenos por estabilización alcalina (un artículo relacionado con este tema se
encuentra en el Anexo 7) para que puedan entrar a convertirse en biosólidos, ya que el nivel de
patógenos presentes en el sustrato es el único parámetro que sobrepasa los límites permisibles
por la legislación.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
74
12. Conclusiones
En la prueba piloto, la lombricultura resultó ser una técnica de aplicación sencilla y de
resultados viables en cuanto a la transformación de los sólidos residuales que resultan de la
deshidratación de lodo proveniente del alcantarillado de Bogotá.
La temperatura y la humedad son variables independientes, susceptibles a los cambios
propios de la dinámica ambiental y debido a eso es fundamental generar las condiciones
necesarias para mantenerlas bajo control y supervisión durante el desarrollo del proceso de
lombricultura.
Los macronutrientes del sólido residual fueron alterados después de la aplicación del proceso
de lombricultura, en general su concentración aumentó de manera significativa, destacándose
en este aumento los parámetros de fósforo, calcio y potasio, considerándose este aumento en
los nutrientes como el mayor aporte de la lombricultura en la prueba piloto que se realizó.
Los metales pesados en concentraciones tales que sobrepasen los límites permitidos por la
legislación competente, pueden causar daños sobre la reproducción y el desarrollo normal de
la lombriz Roja Californiana, Eisenia foetida. en relación con la prueba piloto es preciso
anotar que estos efectos no son preocupantes porque los niveles registrados para los metales
pesados medidos fueron no detectables.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
75
Es necesario aplicar la técnica de eliminación de patógenos por estabilización alcalina debido
a que según el decreto ley que está en estudio como norma reguladora de los biosólidos en
Colombia, los valores que se registran para este parámetro tienen unos sólidos residuales tipo
C, es decir; su alto contenido de patógenos exige la remoción de los mismos de manera que se
cumpla con los requisitos necesarios para posicionarse según la norma en biosólidos tipo B
cuyo uso en separadores viales y en reforestación está permitido.
13. Recomendaciones
Teniendo en cuenta los niveles de patógenos presentes en los resultados de laboratorio de los
tratamientos evaluados se hace necesario implementar medidas de seguridad tales como seguir los
lineamientos señalados por el departamento de HSE de la empresa CDS LTDA, para que no
comprometan fitosanitariamente al personal que manipula el sólido residual.
Antes de usar el sólido residual como abono, es importante controlar y reducir el número de
patógenos presentes en el mismo. Para ello se recomienda usar la técnica de eliminación de
patógenos por estabilización alcalina (ver 5).
Se recomienda a la empresa CDS LTDA. aplicar lombricultura al sólido residual resultante del
proceso de deshidratación del lodo que se realiza en Gibraltar usando el tratamiento que en la
prueba piloto se denomino tratamiento 1 y que corresponde a la dieta de 100% sólido residual, ya
que según los resultados este tratamiento con la aplicación de lombricultura aumentó su contenido
de nutrientes en especial de fósforo y potasio, lo cual permitiría que sea aplicado a suelos con
deficiencias de estos nutrientes, una vez se le elimine su contenido de patógenos.
Para aplicar el tratamiento 1 a gran escala, se necesita un monitoreo de variables independientes tal
y como se describió en la metodología de la prueba piloto.
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
76
Prueba de transformación de sólidos residuales Stefanía Almanya Arbeláez
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14. Bibliografía
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