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COORDINACIÓN DE PROYECTOS DE VINCULACIÓN CON LA SOCIEDAD
IMPLEMENTACIÓN DE 20 BIODIGESTORES PARA LA ASOCIACIÓN
DE PRODUCTORES AGROPECUARIOS “YANUNCAY” UBICADOS
EN EL BIOCORREDOR DEL RIO YANUNCAY DE LA PARROQUIA
SAN JOAQUÍN CANTÓN CUENCA.
ASOCIACIÓN DE PRODUCTORES AGROPECUARIOS ¨YANUNCAY¨
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA – MATRIZ CUENCA
SAMANTHA DEL PILAR ROSALES MITTE
CARRERA DE INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGIA DE LOS RECURSOS
NATURALES
1
1. ETAPA I: Planificación del Proyecto (Esto ya está entregado) ___________ 4
2. ETAPA II: Ejecución y Monitoreo del Proyecto ________________________ 4
A. INTRODUCCIÓN _______________________________________________ 4
1.1. Título del programa____________________________________________ 4
1.2. Título del Proyecto ____________________________________________ 4
1.3. Entidades Participantes ________________________________________ 4
1.4. Ubicación del Proyecto _________________________________________ 4
1.5. Objetivos del Proyecto _________________________________________ 4
B. MARCO TEÓRICO _____________________________________________ 5
2.6. Antecedentes históricos ______________________________________ 5
2.6.1. Contextualización _________________________________________ 5
2.6.2. Historia de la biodigestión ___________________________________ 6
2.6.3. Subproductos de la biodigestión ______________________________ 6
2.6.4. Distribución histórica mundial de los biodigestores ________________ 7
2.7. Antecedentes conceptuales y referenciales de los biodigestores _____ 8
2.7.1. Procesos de la digestión anaeróbica _______________________________ 8
2.7.1.1. Hidrólisis_________________________________________________________ 8
2.7.1.2. Acidogénesis ____________________________________________________ 8
2.7.1.3. Acetogénesis _____________________________________________________8
2.7.1.4. Metanogénesis___________________________________________________ 8
2.7.2. Biodigestores____________________________________________ 9
2.7.2.1. Partes fundamentales de un biodigestor___________________________ 9
i. Entrada de mezcla desperdicios/agua_______________________________ 9
ii. Cámara de fermentación ___________________________________________ 9
iii. Depósito de salida ________________________________________________ 9
2.7.2.2. Funcionamiento del biodigestor ___________________________________ 9
2.7.2.3. Condiciones para la biodigestión _________________________________ 10
2.7.2.4. Biomasa o sustrato a utilizar _____________________________________ 10
2.7.2.5. Características de un Biodigestor ________________________________ 10
2.7.2.6.Tipos de biodigestores ___________________________________________ 11
Biodigestores discontinuos ________________________________________ 11
Biodigestores Semi-continuos______________________________________ 11
Biodigestores de mezcla completa _________________________________ 11
Modelo Horizontal_________________________________________________ 11
2.7.3. Biol ___________________________________________________ 12
2.7.3.1. Funciones del biol ______________________________________________ 12
2.7.3.2. Ventajas y desventajas del biol__________________________________ 13
2.7.3.3. Factores que intervienen en la formación del biol_________________ 14
2.8. Antecedentes contextuales (situación actual) ____________________ 14
2.8.1. Alcance del Proyecto ______________________________________ 14
2.8.2. Población Beneficiaria _____________________________________ 15
PLAN DE ACCIÓN _______________________________________ 16
ÍNDICE DE CONTENIDOS
2
2.9. Fundamentación teórica de la implementación de biodigestores en la
sociedad agro- productora apay ____________________________________ 16
2.9.1. Utilidad de los biofertilizantes _______________________________ 16
2.9.2. Acción del estiércol en el suelo ______________________________ 16
2.9.3. Estiércol de cuy __________________________________________ 16
2.10. Información pre- propuesta ___________________________________ 17
2.10.1. Entrevista______________________________________________ 17
2.10.2. Recursos para explotar ___________________________________ 17
2.10.3. Características climáticas y edáficas de la zona ________________ 18
III. EJECUCIÓN _________________________________________________ 18
2.11. Desarrollo de la propuesta____________________________________ 18
2.11.1. Proceso de diseño y construcción del biodigestor _______________ 19
Diseño del biodigestor ___________________________________________ 19
Construcción del biodigestor _____________________________________ 19
Capacitaciones Previas a la instalación del biodigestor ____________ 19
Materiales_______________________________________________________ 19
Reactivos _______________________________________________________ 20
2.11.2. Montaje del biodigestor ___________________________________ 20
ETAPA III: Evaluación_______________________________________________ 22
3.1. Pruebas y análisis del biol de guano de cuy _____________________ 22
3.1.1. Medición de características físico-químicas del biol obtenido. _______ 22
Pruebas Físico- Químicas _______________________________________ 22
pH______________________________________________________________ 22
Conductividad Eléctrica__________________________________________ 23
Densidad _______________________________________________________ 23
Ensayos Químicos – Instrumentales _______________________________ 24
i. Determinación de N y P por cromatografía iónica __________________ 24
3.1.1.1. Resultados y discusión _________________________________ 25
3. CONCLUSIONES GENERALES A LA VALIDACIÓN POST IMPLEMENTACIÓN
DE BIODIGESTORES EN LA COMUNIDAD AGRO- PRODUCTORA APAY ___ 26
4. RECOMENDACIONES GENERALES A LA VALIDACIÓN POST
IMPLEMENTACIÓN DE BIODIGESTORES EN LA COMUNIDAD AGRO-
PRODUCTORA APAY _____________________________________________ 26
5. BIBLIOGRAFÍA______________________________________________ 27
3
ANEXOS _________________________________________________________ 31
ANEXO 1: Manual de uso___________________________________________ 31
ANEXO 2: Manual de construcción, uso y mantenimiento de los biodigestores
entregado a cada uno de los beneficiarios ______________________________ 49
ANEXO 3: Evidencias fotográficas ____________________________________ 51
ANEXO 4. Resultado de las concentraciones de nitratos calculado en el cromatógrafo
iónico ____________________________________________________________ 69
ANEXO 5. Resultado de las concentraciones de fosfatos calculado en el
cromatógrafo iónico ________________________________________________ 70
4
1. ETAPA I: Planificación del Proyecto (Esto ya está entregado)
2. ETAPA II: Ejecución y Monitoreo del Proyecto
A. INTRODUCCIÓN
1.1. Título del programa
CARRERA DE ING. BIOTECNOLOGIA DE LOS RECURSOS NATURALES.
COORDINACIÓN DE PROYECTOS DE VINCULACIÓN CON LA SOCIEDAD –
EXTENSIONES
1.2. Título del Proyecto
IMPLEMENTACIÓN DE 20 BIODIGESTORES PARA LA
ASOCIACIÓN DE PRODUCTORES AGROPECUARIOS
“YANUNCAY” UBICADOS EN EL BIOCORREDOR DEL RIO
YANUNCAY DE LA PARROQUIA SAN JOAQUÍN CANTÓN CUENCA.
1.3. Entidades Participantes
 ASOCIACION DE PRODUCTORES AGROPECUARIOS
“YANUNCAY”
 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA – MATRIZ CUENCA
1.4. Ubicación del Proyecto
a) Provincia: Azuay
b) Cantón: Cuenca.
c) Parroquia: San Joaquín
1.5. Objetivos del Proyecto
1.5.1 GENERAL
 Vincular a la UPS con la Asociación de Productores Agropecuarios
“Yanuncay”, mediante la realización de actividades de capacitación,
construcción e instalación de 20 biodigestores en sitios estratégicos.
5
1.5.1.1. ESPECÍFICOS
 Capacitar a estudiantes en temas relacionados al manejo, construcción e
implementación de los biodigestores.
 Construir 20 biodigestores para implementarlos con 20 productores de la
Asociación “Yanuncay”
 Ubicar los sitios y necesidades estratégicas para su implementación
 Desarrollar talleres de uso, manejo e implementación de biodigestores
con los 20 productores de la Asociación “Yanuncay”
 Instalar 20 biodigestores en los sitios escogidos para el efecto.
 Evaluar la efectividad y la utilidad de la implementación
 Presentar un informe del proceso desarrollado
ETAPA II: Ejecución y Monitoreo del Proyecto
B. MARCO TEÓRICO
2.6. ANTECEDENTES HISTÓRICOS
2.6.1. Contextualización
En el mercado ecuatoriano existen varios tipos de fertilizantes y pesticidas los
cuales se han utilizado para incrementar el rendimiento de las cosechas y
reducir los daños que provocan los insectos y las enfermedades de los cultivos,
se ha dejado de lado el uso de productos naturales como estiércoles, bioles, te
de estiércol, bocashi, la proliferación de microorganismos benéficos en el suelo
y la generación de medios de auto defensas de las plantas contra las
plagas y enfermedades. Si bien los fertilizantes químicos aumentan la
producción de alimentos, los efectos negativos en el medio ambiente son
indiscutibles (Toalombo, 2013).
Por otro lado el crecimiento continuo de la población humana mundial influye en
el aumento de la producción de alimentos. Del alimento generado por el sector
agrícola, 40 % es de origen animal. Algunos grupos ambientalistas consideran
que la industria pecuaria tiene gran responsabilidad en el calentamiento global
por la generación de contaminantes vertidos al suelo, agua y atmósfera. Los
gobiernos, principalmente de los países industrializados y algunos en desarrollo,
han establecido regulaciones sobre uso, manejo y tratamiento de excretas
ganaderas para que su impacto ambiental sea el menor posible (Pinos-
Rodríguez et al., 2012).
Un informe de la FAO señala que la producción pecuaria es una de las causas
principales de los problemas ambientales más apremiantes del mundo, como el
calentamiento del planeta, la degradación de las tierras, la contaminación
atmosférica y del agua, y la pérdida de biodiversidad. Con una metodología que
contempla la totalidad de la cadena del producto, el informe estima que el ganado
es responsable del 18% de las emisiones de gases que producen el efecto
invernadero, un porcentaje mayor que el del transporte (FAO, 2006).
6
Existen varias alternativas que pueden ser implementadas en las fincas
ganaderas para la solución de estos problemas en la cual se debe de introducir
el manejo de desechos como una de las mejores alternativas ya que no solo
estamos contribuyendo al bienestar del medio ambiente sino que también
aprovechamos todos los recursos que la finca genera e incrementando la
rentabilidad de nuestro sistema de producción. La mejor forma de aprovechar el
estiércol y reducir la contaminación es diversificando el uso del mismo a través
de alternativas como la producción de abonos orgánicos como: bioles, bokashi,
compost, humus de lombriz y la generación de gas (biodigestor) (Cedeño, 2005)
2.6.2. Historia de la biodigestión
En el año 1890 se construye el primer Biodigestor a escala real en la
India fomentando la producción de biogás y bioabono impulsados por la
necesidad energética de campesinos para usarse como calefacción en
invierno, eran apropiados para hogares aldeanos y alimentados con estiércol
y desechos vegetales (CONCYTEG, 2006)
En 1896 en Exeter, Inglaterra, las lámparas de alumbrado público
eran alimentadas por el gas recolectado de los digestores que fermentaban los
lodos cloacales de la ciudad (Wang, 2016).
En 1920 Karl Imhoff puso en práctica el primer tanque digestor en Alemania de
los cuales posteriormente se hizo una difusión por todo el mundo (PROSAP,
2009)
Posterior a la primera y la segunda guerra mundial comienzan a difundirse
en Europa las llamadas fábricas productoras de biogás, este producto se
empleaba en tractores y automóviles de la época. El gas producido se utilizó
para el funcionamiento de las propias plantas, en vehículos municipales y
en algunas ciudades y se llegó a inyectar en la red de gas comunal (Ávila, 2009)
En 1930 el gobierno chino comienza a alentar la construcción de
biodigestores para el hogar mayormente en las zonas rurales.Esto a raíz de que
el problema no era para cubrir una necesidad energética sino sanitaria (Wang,
2016)
Durante la década de 1950, en Asia y particularmente en la India, se
desarrollan modelos simples de cámaras de fermentación más conocidos como
biodigestores, para la producción de biogás y bioabono. En China, India y
Sudáfrica, debido a la escasez de recursos económicos estos métodos
fueron difundiéndose y desarrollándose de tal manera que en la actualidad
estos países cuentan con más e 30 millones de Biodigestores funcionando,
además desarrollaron técnicas de generación gaseosa a pequeña y gran
escala (Sayas & et al, 2012).
2.6.3. Subproductos de la biodigestión
Además del biogás, con los biodigestores se obtienen como residuo final abonos
orgánicos (biol y biosol) éstos ofrecen una solución, a la terminación del uso
de agroquímicos con los cuales se está dañando los suelos de cultivo. No es
nuevo el uso de abonos orgánico, desde la antigüedad se usaba el excremento
de animales como abono, con la finalidad de nutrir los suelos y mejorar la
7
calidad de la cosecha. El uso de agroquímicos está terminando los niveles de
materia orgánica y desbalance nutricional, en los campos de cultivo con el
paso del tiempo los campos serán estériles (SAGARPA, 2014).
2.6.4. Distribución histórica mundial de los biodigestores
Cuando se habla de una distribución histórica y mundial, vemos que a nivel de
globo; se difunden tanques Imhoff3 para tratar aguas cloacales colectivas (Figura
1). El gas producido se lo utilizó para el funcionamiento de plantas propias, en
vehículos municipales y en algunas ciudades se lo llegó a inyectar en la red de
gas comunal (Asamblea Nacional del Ecuador, 2004). En la segunda guerra
mundial comienza la difusión de los biodigestores a escala rural tanto en Europa
como a nivel de China e India que se transforman en los pioneros de la materia.
Esta difusión se ve interrumpida por el fácil acceso a los combustibles fósiles y
recién en la crisis energética de la década de los años 70 se reinicia con gran
ímpetu la investigación y extensión en todo el mundo incluyendo la mayoría de
los países latinoamericanos. Los últimos 20 años han sido fructíferos en cuanto
a descubrimientos sobre el funcionamiento del proceso microbiológico y
bioquímico gracias al nuevo material de laboratorio que permitió el estudio de los
microorganismos intervinientes en condiciones anaeróbicas (ausencia de
oxígeno). Estos progresos en la comprensión del proceso microbiológico han
estado acompañados por importantes logros de la investigación aplicada,
obteniéndose grandes avances en el campo tecnológico. Los países
generadores de tecnología más importantes en la actualidad son: China, India,
Holanda, Francia, Gran Bretaña, Suiza, Italia, EE.UU., Filipinas y Alemania,
cuyas plantas de tratamiento de desechos industriales, han tenido una
importante evolución (Asamblea Nacional del Ecuador, 2004).
Figura 1. Primer modelo histórico de biodigestor anaeróbico.
Fuente: Alvear, 2002
8
2.7. ANTECEDENTES CONCEPTUALES Y REFERENCIALES DE LOS
BIODIGESTORES
Dentro del proceso de biodigestión existen dos tipos de digestión para la
descomposición biológica de la materia orgánica: la digestión aerobia y la
anaerobia.
2.7.1. Procesos de la digestión anaeróbica
2.7.1.1. Hidrólisis
Para la hidrolisis las proteínas, carbohidratos y grasas son transformados en
compuestos solubles por acción de bacterias proteolíticas, celulíticas y lipolíticas.
Esta etapa es muy importante para suministrar los compuestos orgánicos
necesarios para la estabilización anaeróbica en forma que pueden ser utilizados
por las bacterias responsables de las etapas que siguen al proceso al interior de
un biodigestor (Albarracín, 1995).
2.7.1.2. Acidogénesis
Después de sufrir hidrolisis los compuestos solubles resultados de la primera
etapa, ahora sufren por acción bacteriana transformación a ácidos orgánicos
simples volátiles, acetatos, amoniacos, hidrógeno y por supuesto a bióxido de
carbono. Esta etapa la pueden de hecho la llevan a cabo bacterias anaeróbicas
o facultativas (Besel, 2007).
2.7.1.3. Acetogénesis
“En esta etapa las bacterias acetogénicas interactúan con las Archaeas
metanogénicas colaborando entre sí, a fin de transformar los ácidos grasos
resultantes en los sustratos propios de la metanogénesis ” (Alvear, 2002).
2.7.1.4. Metanogénesis
Finalmente según Besel en 2007 transcurre la metanogenesis: mediante la
acción de las bacterias metanogénicas, el hidrogeno y parte de los acetatos, son
transformados en metano y bióxido de carbono. El amoniaco se estabiliza en
forma de sales de amonio, permaneciendo en esta forma todo el contenido
original de nitrógeno de la materia orgánica, que está sometido al proceso de
biodegradación anaeróbica (Figura 2). El metabolismo de estas bacterias es más
lento, y son más sensibles a distintas condiciones ambientales.
Figura 2. Esquema grafico ilustrado de la metanogénesis
Fuente: Alvear, 2002
9
2.7.2. Biodigestores
Un biodigestor es un tanque cerrado, hermético e impermeable, dentro del cual
se coloca la biomasa, en relaciones de estiércol-agua (en nuestro caso
colocamos una relación 1:3), y tiempos de retenciones para la degradación
anaerobia (es decir en ausencia de oxigeno), generando gas metano y
fertilizantes como el biol, disminuyendo el potencial contaminante de los
excrementos. Puede ser construido con una infinidad de materiales como metal,
ladrillos, plásticos, cemento etc. (Wilkie, 2005).
2.7.2.1. Partes fundamentales de un biodigestor
i. Entrada de mezcla desperdicios/agua
Según Wilikie, 2005 la entrada de mezcla “es un depósito cuadrado o cilíndrico
donde se recibe el material orgánico, en el cual se realiza la mezcla con agua,
para obtener un sustrato óptimo para la fermentación”.
ii. Cámara de fermentación
“Es el lugar donde se produce la degradación del material orgánico en ausencia
de oxígeno en tiempos prolongados de fermentación, generando biogás y biol
(Wilkie, 2005)”.
iii. Depósito de salida
En el depósito de salida se recoge el biol producido de manera temporal. Como
resultado de esta transformación de la biomasa, se generan productos con una
alta gama de concentración de NPK que pueden ser empleados de forma rápida,
ya que el tratamiento anaerobio elimina los malos olores y la proliferación de
contaminantes.
Una de las características más importantes de la biodigestión es que disminuye
el potencial contaminante de los excrementos de origen animal y humano,
disminuyendo la DQO y la DBO hasta en un 90%. El biodigestor puede ser
empleado por familias campesinas, ya que se puede utilizar materiales de bajos
precios, es fácil de construir, además se aprovecha el estiércol como materia
prima, minimizando la contaminación ambiental y ayudando a resolver
problemas energéticos de las familias campesinas de las zonas rurales (García,
2009).
2.7.2.2. Funcionamiento del biodigestor
Para obtener biogás y bioles de alta gama, dependerá principalmente de la
relación estiércol-agua, condiciones de temperatura y pH, conductividad eléctrica
el biodigestor tendrá buena aceptación comercial dependiendo de la biomasa
que se deposite en el tanque, y el tiempo de retención necesarios para completar
las etapas de la digestión anaerobia. Se puede utilizar excretas de ganado
porcino, bobino, caprino, humanos y animales, como también restos vegetales,
etc. (son más recomendadas las excretas de ganado vacuno en este proyecto
se emplea, de hecho solo excremento vacuno) que son fácilmente degradados
en el biodigestor. No se toma en cuenta en la mezcla del sustrato huesos, grasas,
tierra, piedras, maderas verdes; ramas, troncos, aserrín, viruta. Dado que no
supera el ataque de los microorganismos, impidiendo la degradación completa
10
del sustrato. El biodigestor debe estar en permanente monitoreo del operario
técnico, procurando que no tengas fugas, o a su vez esté lleno de presión
hermética, lo cual correría riesgo de explotar (El Mundo, 2009).
2.7.2.3. Condiciones para la biodigestión
Las condiciones para la obtención de un biol de calidad en el digestor, según el
portal Universo Porcino en 2011 son las siguientes:
a) Un factor primordial es la temperatura, pues de ella depende que los
microorganismos se encuentren activos y trabajando, debemos simular las
condiciones óptimas para minimizar los tiempos de retención del sustrato. La
temperatura ideal para la biodigestión es de 30° a 35°C aproximadamente.
b) Un pH neutro.
c) Herméticamente sellado, lo que facilita el trabajo de los microorganismos en
un ambiente anaerobio y óptimo.
d) Un nivel de humedad alto.
e) El sustrato se encuentre bien mezclado y no tenga tamaños grandes que
dificulten la degradación.
f) Equilibrio de carbono/ nitrógeno (CONCYTEG, 2006).
2.7.2.4. Biomasa o sustrato a utilizar
“En general cualquier substrato puede ser utilizado como biomasa en cuanto
contengan carbohidratos, proteínas, grasas, celulosa y hemicelulosa como
componentes principales” (Toalombo, 2013).
Para seleccionar la biomasa se deben tener en cuenta los siguientes puntos
según UCA en 2011:
a) El contenido de substancias orgánicas debe ser el apropiado para el tipo de
fermentación elegido.
b) El valor nutricional de la sustancia orgánica se relaciona directamente con el
potencial de formación de biogás, por ende se busca que sea lo más alto
posible.
c) El substrato debe estar libre de agentes patógenos que puedan inhibir el
procese de fermentación.
d) El contenido de sustancias perjudiciales o toxicas debe ser controlado para
permitir una tranquila evolución de la fermentación.
e) Es importante que el resultado final del substrato (después de haber
aprovechado la fermentación para generar biogás) sea un desecho utilizable
como por ejemplo fertilizante.
2.7.2.5. Características de un Biodigestor para que opere en forma
correcta
a) Se debe evitar la entrada de aire, cerrándolo herméticamente de este
modo se evita también fugas del Biogás o biol producido.
b) Se evita cambios bruscos de temperaturas aislándolos térmicamente.
11
c) Obligatorio contener una válvula de control del biogás y el biol generado.
d) Poseer medios adecuados para efectuar la carga y la descarga del
sistema.
e) Acceso para limpiar la cámara de biodigestión anaeróbica, también un
mantenimiento y purgado adecuado.
f) Todo biodigestor debe contar con un medio de romper las natas que se
forman a su interior (Herrero, 2008).
2.7.2.6. Tipos de biodigestores
Los biodigestores se pueden clasificar en formas muy diversas, pero su grandeza
se reflejada en la frecuencia de cargado, ya que esta determina la cantidad de
biomasa que entrará en el proceso de digestión anaerobia. Es así que tenemos
la siguiente clasificación.
 Biodigestores discontinuos
Cuando hemos finalizado la carga del sustrato, ya no se puede meter o sacar
más material hasta que finalice el proceso de biodigestión, es decir hasta cuando
ya no se genere más biogás o biol, el cual se vaciará y volverá a cargar
nuevamente con el sustrato para iniciar con el proceso sin ausencia de oxígeno.
Nuestras extensiones se basan en este modelo por excelencia. Este tipo de
digestores anaerobios permiten mayor carga de materiales poco diluidos, por lo
que no usa mayor cantidad de agua que los sistemas que tienen continuidad.
Teniendo como ventaja que no afecta significativamente la presencia de material
de alto peso molecular (López, 2003).
 Biodigestores Semi-continuos
Aquí tienen que hacerse cargas diariamente es decir; una porción pequeña de
sustrato en relación al contenido total, en estos biodigestores; el volumen es
constante de sustrato en el interior. Es importante la disponibilidad para el
contenido de agua, debido a que el sustrato que ingresará al proceso de
biodigestión debe componerse a una relación 1:4, es decir una parte del material
orgánico y cuatro partes de agua como máximo (UCA, 2011).
 Biodigestores de mezcla completa
Según el portal Energía Casera en 2011; este tipo de biodigestores también es
conocidos como:
Biodigestores continuos, se compone una con una entrada continua del
sustrato y una salida continua del producto, este tipo de biodigestores no se
completa al 100% el proceso, por lo que no garantizar la eliminación total de
agentes causantes patógenos, por lo que es necesaria la recirculación del
efluente.
 Modelo Horizontal
Tienen una cámara de digestión alargada, aquí el material orgánico se recorre a
lo largo del biodigestor produciéndose la degradación anaerobia, por los
extremos se sitúan tenemos una cámara de carga y la cámara de descarga del
sistema. Al ser horizontal, ayuda a que el la carga inicial no se mezcle con el
efluente, haciéndolo que el aprovechamiento de residuos requieran un
12
tratamiento prolongado (Figura 3).”Estos modelos horizontales son conocidos
como biodigestores familiares de bajo costo, donde las familias campesinas que
no tienen suficiente recursos optan por la construcción este modelo, son fáciles
de implementar utilizando plásticos tubulares de polietileno” (López, 2003).
Figura 3. Modelo de un biodigestor horizontal
Fuente: PROSAP, 2009
2.7.3. Biol
El Biol es una fuente de fitorreguladores producto de la descomposición
anaeróbica de los desechos orgánicos que se puede obtener por dos métodos:
 Como afluente líquido resultante de la descomposición anaeróbica o
biodigestión de materia orgánica, que aparece como residuo liquido
resultante de la fermentación metanogénica de los desechos orgánicos,
generalmente en un biodigestor que tiene como objetivo principal la
producción de biogás.
 Preparación específica, generalmente artesanal, que tiene como fin
principal la obtención de este abono líquido, bioestimulante, rico en
nutrientes y se lo puede obtener mediante la filtración al separar la parte
liquida de la sólida (Cordero, 2010)
2.7.3.1. Funciones del biol
Funcionan principalmente al interior de las plantas, activando el fortalecimiento
del equilibrio nutricional como un mecanismo de defensa de las mismas, a través
de los ácidos orgánicos, las hormonas de crecimiento, antibióticos, vitaminas,
minerales, enzimas y co-enzimas, carbohidratos, aminoácidos y azúcares
complejas, entre otros, presentes en la complejidad de las relaciones biológicas,
químicas, físicas y energéticas que se establecen entre las plantas y la vida del
suelo. Los biofertilizantes enriquecidos con cenizas o sales minerales, o con
harina de rocas molidas, después de su periodo de fermentación (30 a 90 días),
estarán listos y equilibrados en una solución tampón y coloidal, donde sus
efectos pueden ser superiores de 10 a 100.000 veces las cantidades de los
micronutrientes técnicamente recomendados por la agroindustria para ser
aplicados foliarmente al suelo y a los cultivos (Herrero, 2008).
13
Rolando (2009), menciona que la función del biol en el interior de las plantas se
logra a través de:
 Ácidos orgánicos
 Hormonas de crecimiento
 Antibióticos
 Vitaminas
 Minerales
 Enzimas
 Co-enzimas
 Azucares
 Relaciones biológicas
 Químicas
 Físicas
 Energéticas
Que de manera inherente se confiere entre las plantas y la vida del suelo.
2.7.3.2. Ventajas y desventajas del biol
En su libro ABC de la agricultura orgánica, Restrepo indica que las ventajas y los
resultados más comunes que se logran con los biofertilizantes en los cultivos,
entre otros, son:
• Utilización de recursos locales, fáciles de conseguir (mierda de vaca, melaza,
leche, suero, etc.).
• Inversión muy baja (tanques o barriles de plástico, niples, mangueras, botellas
desechables, etc.)
• Tecnología de fácil apropiación por los productores (preparación, aplicación,
almacenamiento).
• Se observan resultados a corto plazo.
• Independencia de la asistencia técnica viciada y mal intencionada.
• El aumento de la resistencia contra el ataque de insectos y enfermedades.
• El aumento de la precocidad en todas las etapas del desarrollo vegetal de los
cultivos.
• Los cultivos perennes tratados con los biofertilizantes se recuperan más
rápidamente del estrés poscosecha y pastoreo.
• La longevidad de los cultivos perennes es mayor
• El aumento de la cantidad, el tamaño y vigorosidad de la floración.
• El aumento en la cantidad, la uniformidad, el tamaño y la calidad nutricional; el
aroma y el sabor de lo que se cosecha.
• Los ahorros económicos que se logran a corto plazo, por la sustitución de los
insumos químicos (venenos y fertilizantes altamente solubles).
• La eliminación de residuos tóxicos en los alimentos.
14
• El aumento de la rentabilidad.
• La independencia de los productores del comercio al apropiarse de la
tecnología.
• La eliminación de los factores de riesgo para la salud de los trabajadores, al
abandonar el uso de venenos.
• El mejoramiento y la conservación del medio ambiente y la protección de los
recursos naturales, incluyendo la vida del suelo.
• El mejoramiento de la calidad de vida de las familias rurales y de los
consumidores.
• El aumento de un mayor número de ciclos productivos por área cultivada
Finalmente, los biofertilizantes economizan energía, aumentan la eficiencia de
los micronutrientes aplicados en los cultivos y baratean los costos de producción,
al mismo tiempo que aceleran la recuperación de los suelos degradados
(Restrepo, 2007).
Toalombo indica que las desventajas del uso del biol son:
a) El tiempo de preparación del biol es demás largo.
b) Cuando no se protege de los rayos solares directos tienden a dañarse por
defecto (Toalombo, 2013).
2.7.3.3. Factores que intervienen en la formación del biol
Según Cajamarca, para conseguir un buen funcionamiento del digestor debe
cuidarse:
 la calidad dela materia prima o biomasa,
 la temperatura de la digestión (25° a 35°),
 la acidez (pH) alrededor de 7 y
 las condiciones anaeróbicas del digestor del que se da cuando está
herméticamente cerrado.
Es importante considerar la relación de materia seca y agua, que implica el grado
de partículas en la solución. La cantidad de agua debe normalmente situarse
alrededor de 90% en peso del contenido total. Tanto el exceso como la falta de
agua son perjudiciales. La cantidad varía de acuerdo con la materia prima
destinada a la fermentación (Cajamarca, 2012).
2.8. ANTECEDENTES CONTEXTUALES (SITUACIÓN ACTUAL)
2.8.1. Alcance del Proyecto
El proyecto de Diseño e implementación de un biodigestor para la obtención de
biol a partir del estiércol de cuy se lo realizó en el sector de San José de Barabón
perteneciente a la parroquia de San Joaquín, ubicada en la ciudad de Cuenca,
provincia del Azuay. Dicho sector está situado al sur del Ecuador (Figura 4).
15
Figura 4. Localización satelital del proyecto ‘’ Diseño e implementación de un
Biodigestor para la obtención de biol a partir del estiércol de cuy en la cuenca
del Rio Yanuncay de la parroquia San Joaquín’’ cantón Cuenca, Azuay
Fuente: Google Earth
2.8.2. Población Beneficiaria
La población beneficiaria general son 20 personas del sector de Barabón y que
forman parte de la Asociación de Productores Agropecuarios ¨Yanuncay¨
(APAY). En el presente proyecto, se trabajó con la socia Mariana de Jesús
Saguay, cuyo domicilio y parcela se encuentran ubicados frente a la Iglesia de la
comunidad (Figura 5). El Biodigestor se instaló en la misma área de la
compostera, situada en las coordenadas 17M 071 2209 y UTM 9676780,
coordenadas georreferenciadas por un GPS (Anexo 3, fotografía 6).
Figura 5. Localización satelital del biodigestor de la señora Mariana de Jesús
Saguay en la parroquia San José de Barabón
Fuente: Google Earth
16
 PLAN DE ACCIÓN
2.9. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA DE LA IMPLEMENTACIÓN DE
BIODIGESTORES EN LA SOCIEDAD AGRO- PRODUCTORA APAY
2.9.1. Utilidad de los biofertilizantes
Restrepo indica que sirven para nutrir, recuperar y reactivar la vida del suelo,
fortalecer la fertilidad de las plantas y la salud de los animales, al mismo tiempo
que sirven para estimular la protección de los cultivos contra el ataque de
insectos y enfermedades. Por otro lado, sirven para sustituir los fertilizantes
químicos altamente solubles de la industria, los cuales son muy caros y vuelven
dependientes a los campesinos, haciéndolos cada vez más pobres (Restrepo,
2007).
2.9.2. Acción del estiércol en el suelo
El estiércol en el biol viene a ser parte del componente sólido que tendrá la
función de proveer nitrógeno y en menor cantidad fósforo, potasio, calcio,
magnesio, hierro, manganeso, zinc, cobre y boro al biol. La cantidad de
estiércol producido por animal está en función de su especie, peso,
alimentación, e incluso etapa de crecimiento (Cordero, 2010).
Tiene una acción benéfica, esencialmente en la provisión de nutrientes sobre
todo NPK, y en la mejora sustancialmente de las propiedades del suelo, ya que
aumenta considerablemente el contenido y la calidad de la materia orgánica. Una
buena calidad del estiércol, está en relación a la especie animal a partir del cual
se fabrique el biol, la alimentación generada por los ganaderos, y la zona agrícola
donde se los cría al animal, esto eleva su composición nutritiva entre un 30 y
80% de los tenores orgánicos, aplicando de forma constante y en reiteradas
ocasiones, el estiércol puede elevar el contenido de humus en el suelo,
aumentado la actividad microbiana durante la fase anaerobia. “El estercolado
actúa positivamente sobre la condición física de los suelos, aumento de los
espacios intersticiales del suelo, la macro porosidad y mejoras en la capacidad
de retención de agua, mediante la incorporación de varios tipos de estiércol al
suelo “(García, 2009).
2.9.3. Estiércol de cuy
Se considera el estiércol de cuy uno de los estiércoles de mejor calidad
de mejor calidad, junto con el de caballo, por sus propiedades físicas y
químicas, por lo que usualmente es usado por los agricultores como abono
directo. En el caso del estiércol de cuy se identifica la facilidad de
recolección en comparación del estiércol de otros animales, puesto que
normalmente se los encuentra en galpones, la cantidad de estiércol producido
por un cuy es de 2 a 3 kg por cada 100 kg de peso. La composición del estiércol
depende de la alimentación del animal (Cordero, 2010).
17
2.10. INFORMACIÓN PRE- PROPUESTA (Situación familiar, fuentes de
ingreso, realidad socio económica, datos de la parcela,
oportunidades)
2.10.1. ENTREVISTA
A través de una entrevista con la señora Mariana de Jesús Saguay se obtiene
datos (Tabla 1) sobre la actividad agrícola que realiza la familia, así como
también su situación socioeconómica. La entrevista se realiza con la finalidad de
conocer la situación antes de la implementación del proyecto y poder compararla
cuando se ejecute y culmine el mismo.
Tabla 1. Datos obtenidos de la entrevista.
ENTREVISTA
Número de integrantes
de la familia
8
Personas que trabajan
la parcela
2
Fuentes de ingresos
económicos
Venta de hortalizas y asadero de pollos y cuyes
Área de cultivo 400 m2
Número de especies
cultivadas
20
Abonos utilizados Abono obtenido por compostaje de gallinaza,
guano de cuy y restos de vegetales
Número de cuyes 30
Estiércol de cuy por
semana
75 kilos
Uso de abonos líquidos Comerciales
Fuente: Autor
2.10.2. RECURSOS PARA EXPLOTAR
La actividad agropecuaria es la fuente de ingreso de la familia de la señora
Marianita Saguay, y los residuos tanto de la actividad agrícola (restos vegetales
de la cosecha) como los de la actividad pecuaria (plumas, excremento de gallina
y guano de cuy) son usados para obtener compost.
Sin embargo, en el área de cultivo no sólo se utiliza abono sólido, sino también
abono líquido. Para éste último, se necesita una inversión económica de
aproximadamente 30 dólares mensuales. Una solución para evitar esta inversión
es la utilización del guano de cuy para la producción de su propio biol, prefiriendo
este excremento antes que la gallinaza porque se obtiene un biol de mejor
calidad gracias a sus propiedades físicas y químicas como ya se lo indicó
anteriormente.
Además se consideraría una nueva fuente de ingresos para la familia si se realiza
la venta de este producto.
18
2.10.3. CARACTERÍSTICAS CLIMÁTICAS Y EDÁFICAS DE LA ZONA
2.10.3.1. Climatología
Gracias a la ubicación de Barabón perteneciente a la parroquia San Joaquín,
situada en la cordillera occidental y en parte del valle de Cuenca, esta oscila
entre los 2.600 y 4.620 m.s.n.m., la temperatura varía desde los 5º centígrados
en las partes más altas, hasta los 13º centígrados en la parte oriental de la
parroquia que está asentada en el valle de Cuenca. Las precipitaciones fluctúan
entre los 750 y 1250 mm anuales (Figura 6). Estos datos ubican a Barabón,
según la división de climas en el Azuay, en el clima ecuatorial frio de alta montaña
en las zonas altas del occidente de la parroquia, donde la vegetación
corresponde a páramo (Guamán, 2011)
La precipitación en Barabón en general, en toda la parroquia San Joaquín fluctúa
entre los 500 y 2000 mm de lluvia anuales, ya que se generan lluvias orográficas
gracias a su ubicación en las partes altas de la cordillera de los Andes occidental
y en el sotavento de la misma. “En las zonas más altas el aire alcanza su máxima
saturación es decir las partes más altas de la parroquia y se condensa para
producir precipitaciones, en otras palabras, este es un ambiente de permanente
humedad” (Guamán, 2008).
Figura 6. Detalle de las Isotermas climáticas de la parroquia San Joaquín
localizado en el occidente de Cuenca
Fuente: Guamán, 2011
III. EJECUCIÓN
2.11. DESARROLLO DE LA PROPUESTA (PROCESO DE DISEÑO,
DESARROLLO E IMPLEMENTACIÓN DE BIODIGESTORES EN LA
COMUNIDAD AGRO- PRODUCTORA APAY)
 Identificación previa de la zona de estudio (asignación de familia) a
través de reuniones comunales
El trabajo de campo arranca el 21 de noviembre de 2016 con la primera
identificación de la zona de trabajo, con una reunión con la comunidad
beneficiaria de los biodigestores (Anexo 3, fotografía 7), un total de 20
19
agricultores de la comunidad agrícola Yanuncay, donde es miembro la señora
Mariana de Jesús Saguay.
La junta se celebra en la casa parroquial de Barabón, en donde se explica los
beneficios de ser poseedor de un equipo de biodigestión (Anexo 3, fotografía 1).
Posteriormente se celebran otras juntas siendo la más destacable el viernes 17
de febrero de 2017 donde se realiza la asignación de familias a cada estudiante,
a partir de esta junta nace todas las otras labores que se detallan en este informe.
2.11.1. PROCESO DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DEL BIODIGESTOR
Diseño del biodigestor
El diseño (Biodigestor discontinuo) y su capacidad (200 litros) se escogieron,
fundamentalmente por la cantidad de estiércol o residuos producidos
diariamente en cada vivienda.
Al no ser actividades a gran escala se obtienen, relativamente, pocas cantidades
de residuos, y por otro lado su manejo se limita a la carga de las materias primas
y la descarga de los productos, dando mayor facilidad a los beneficiario.
Construcción del biodigestor
La construcción del Biodigestor se llevó a cabo al interior de las instalaciones de
la Universidad Politécnica Salesiana.
Capacitaciones Previas a la instalación del biodigestor
Con la colaboración del Ingeniero Agrónomo J. Guamán el 9 de Marzo de 2017,
previo a una capacitación técnica interna llevada a cabo en la sede con los
estudiantes involucrados en la realización del proyecto (8 de marzo), se procede
a la capacitación mayor con todos los miembros de la comunidad APAY dando
como resultado la instalación piloto de un primer biodigestor (Anexo 3, fotografía
8) para la señora Rosa Pilco de esa manera se ejercita y se capacita a todos los
involucrados en el montaje de este importante recurso agrícola con todos los
reactivos que este equipo debe portar, no solo agua y estiércol en proporción
1:3.
Materiales
Los materiales utilizados para el biodigestor son los siguientes y están resumidos
en (Tabla 2):
20
Tabla 2. Tabla resumen con todos los materiales empleados en el montaje y
construcción del biodigestor discontinuo de 200 L de capacidad destinado a la
señora Mariana de Jesús Saguay
Material Cantidad
Caneca Rotoplast ® plástica con capacidad de 200 L. 1
Adaptador de media pulgada. 1
Neplos de media pulgada. 2
Codo de 90º de media pulgada. 1
Tee de media pulgada. 1
Llave de paso de media pulgada. 1
Tuvo Pvc de media pulgada. 1
Reducción rosca por fuera de media pulgada. 1
Manguera de gas. 2 metros
Boquilla. 3
Teflón o pega tuvo. 5 rollos.
Sylka pega. 5 envases.
Botella plástica. 3 litros.
Fuente: Autor
Reactivos
Los reactivos empleados el día de la instalación pueden verse citados en (Tabla
3):
Tabla 3 Tabla resumen con los reactivos empleados el día de la instalación
para el montaje del biodigestor en el que puede evidenciarse que la proporción
estiércol agua sigue el patrón 1:3.
Reactivo Cantidad
Agua entubada 180 litros
Guano de cuy 50 kilos
Melaza 2 litros
Leche cruda 2 litros
Ceniza 3 kilos
Alfalfa 2 kilos
Fuente: Autor
2.11.2. MONTAJE DEL BIODIGESTOR
a) Se destinó un área de construcción de biodigestores en los laboratorios
de ciencias de la vida de la UPS, para realizar las construcciones del
biodigestor que comenzaron a partir del 3 de febrero de 2017, hay que
tener en cuenta que los accesorios de PVC se encuentren
herméticamente sellados con teflón o pega tubo, además de Sylka pega,
21
para no tener fugas cuando se empiece a generar biogás, todos los
materiales fueron adquiridos en ‘’El Mega Hierro ®’’. Se hace un agujero
en la tapa de la caneca plástica (Anexo 3, fotografía 2), se coloca el acople
o adaptador de media pulgada (Anexo 3, fotografía 3), de tal modo que se
eviten fugas de gas, procurando que debe estar bien fijo. De esta manera
se garantiza la discontinuad en la biodigestión según (Seadi et al, 2009).
b) Se coloca el neplo en la parte superior del adaptador, seguido del codo
de 90º, procurando que enrosque hasta el final (Alviar, 2002) (Figura 7).
Figura 7. Instalación de los accesorios acoplados al biodigestor
Fuente: Saedi et al ,2009
c) A continuación, se toma el tubo PVC de media pulgada y se coloca la T,
el neplo, la llave de paso, la reducción y la manguera de gas con una
boquilla, según como lo indica Saedi et al en 2009 utilizando teflón o pega
tubo.
d) “Se coloca una botella plástica con un agujero en la parte superior, esta
funcionará como una válvula de escape del bio- gas cuando haya
demasiada presión” (UCA, 2011).
e) Para el día 15 de marzo de 2017, una vez armado el Biodigestor (Anexo
3, fotografía 4) a escala piloto en los laboratorios de ciencias de la vida de
la UPS, estos fueron transportados a San José de Barabón y se procedió
a llenar el sustrato con una relación de 1:3 de estiércol – agua, además
de los respectivos reactivos mencionados, se debe recalcar que este
montaje se lo realiza ya en el terreno destinado por la señora Marianita
Saguay para la producción de este complemento agrícola (Anexo 3,
fotografía 9).
f) Posterior a la instalación el día 16 de marzo, se realizaron chequeos cada
15 días, la penúltima visita se realizó el día 24 de junio donde se extrajo
una pequeña muestra del producto, el cual aún poseía un ligero olor a
guano pero el olor a fermentación si se presentaba, por lo que se decidió
dejarlo 15 días más para una mayor maduración (Anexo 3, fotografía 10).
22
g) Finalmente el día 9 de julio se da por concluido el proceso, tras 115 días
de fermentación. Sin embargo, el producto tuvo un olor a putrefacción,
incumpliendo la primera característica de un buen biol (Anexo 3,
fotografías 11,12 y 13).
ETAPA III: Evaluación
3.1. Pruebas y análisis del biol de guano de cuy
3.1.1. Medición de características físico-químicas del biol obtenido.
Pruebas Físico- Químicas
pH
La medición del pH tanto en el biol como en el fertilizante foliar comercial, se
realizó a través del uso de potenciómetro METTLER TOLEDO S220. El pH del
biol obtenido fue de 6.5 (Anexo 3, fotografía 14)
Martín en su tesis indica los siguientes valores de pH de un biol orgánico según
el tipo de estiércol usado:
Tabla 4. Valores de pH de bioles orgánicos obtenidos de diferentes sustratos
Componente
Estiércol
vacuno
Estiércol vacuno
y restos de
comida
Estiércol vacuno
con planta de
banano
Estiércol
bovino
Estiércol bovino
con roca fosfórica
PH 8.1 6.5 6.7 6.5 6.3
Fuente: Martín, 2003
Por otro lado, un fertilizante líquido nitrogenado de la Industria Sulfúrica S.A.
(ISUSA) llamado N30 líquido presenta un pH 5.8, de carácter ácido como la
mayoría de fertilizantes comerciales (ISUSA, 2016)
Gráfica 1. Comparación de valores de pH entre el biol obtenido en el proyecto,
biol de una revisión bibliográfica y un fertilizante líquido comercial
Fuente: Autor
6.5
6.5
5.8
5.4 5.6 5.8 6 6.2 6.4 6.6
BIOL/UPS
BIOL/ESTUDIOS
COMERCIAL
pH
23
Conductividad Eléctrica
La conductividad eléctrica del producto se midió de igual manera con el
potenciómetro METTLER TOLEDO S220, obteniendo una medida de 21 mS/cm
(Anexo 3, fotografía 15)
Quipuzco en su biol de estiércol bovino obtuvo una conductividad eléctrica de
15,4 dS/m que es igual a 15mS/cm (Quipuzco & et al, 2011).
Tabla 5. Conductividad eléctrica de biol de estiércol bovino
Fuente: Quipuzco & et al, 2011
Mientras que en el fertilizante de ISUSA presenta una conductividad de 0,66
mmhos/cm que transformadas a las unidades con las que trabajamos nos da 660
mS/cm (ISUSA, 2016)
Gráfica 2. Comparación de la conductividad eléctrica entre el biol obtenido en el
proyecto, biol de una revisión bibliográfica y un fertilizante líquido comercial
Fuente: Autor
Densidad
El cálculo de la densidad se realiza por el método del picnómetro. Sabiendo que
la densidad es igual a masa sobre volumen y el picnómetro tiene un volumen de
10mL, se toma el peso del picnómetro sin contenido, luego se pesa con el biol y
se saca la diferencia para saber la masa (Anexo 3, fotografía 16) y se aplica la
siguiente ecuación:
𝑫. 𝒓 = 𝑴𝒂𝒔𝒂 𝒅𝒆𝒍 𝒑𝒊𝒄𝒏ó𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐 𝒍𝒍𝒆𝒏𝒐 − 𝑴𝒂𝒔𝒂 𝒅𝒆𝒍 𝒑𝒊𝒄𝒏ó𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐 𝒗𝒂𝒄𝒊𝒐
𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 𝒑𝒊𝒄𝒏ó𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐
(Voet & Voet, 2006)
Aplicando la fórmula:
𝑫. 𝒓 = 𝟐𝟖. 𝟖𝟏𝒈 − 𝟏𝟖. 𝟑𝟗𝒈
𝟏𝟎𝒎𝑳
=
𝟏. 𝟎𝟒𝟐𝒈
𝒎𝑳
= 𝟏𝟎𝟒𝟐𝒈/𝑳
0
100
200
300
400
500
600
700
BIOL/UPS BIOL/ESTUDIOS COMERCIAL
Conductividad eléctricamS/cm
24
Dentro de un estudio de bioles obtenidos de estiércol bovino y porcino en la
Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro se obtuvo una densidad de 1g/cm3
(1000g/L) y 0.97g/cm3
(970g/L), respectivamente (Sistema de Biobolsa, 2015).
Tabla 6. Densidad de biol de estiércol bovino y porcino
Fuente: Sistema de Biobolsa, 2015
La densidad del fertilizante comercial es de 1295 gr/lt 10 gr/l (ISUSA, 2016).
Gráfica 3. Comparación de valores de densidad entre el biol obtenido en el
proyecto, biol de una revisión bibliográfica y un fertilizante líquido comercial
Fuente: Autor
Ensayos Químicos – Instrumentales
i. Determinación de Nitrógeno (N) y el Fósforo (P) por cromatografía
iónica
La cuantificación de nitratos y fosfatos se realizó en el cromatógrafo (Anexo
3, fotografía 17) obteniéndose 2.865 ppm (0.2865%) de nitratos (Anexo 4)
y 10.319 ppm (1.0319%) de fosfatos (Anexo 5).
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
BIOL/UPS BIOL/ESTUDIOS COMERCIAL
1042
970
1295
DENSIDAD TOTAL
g/L
25
En el estudio de Toalombo se concluye que el estiércol de cuy de buena
calidad posee concentraciones de nitratos de 0.05% y fosfatos de 0.32%
(Toalombo, 2013).
El abono orgánico líquido AnnQuímica obtenido para comparar los valores
de N y P posee 0.38g/L (0.38%) de nitrógeno y 0.064g/L de fósforo.
Gráfica 4. Comparación de las concentraciones de N y P entre el biol obtenido
en el proyecto, biol de una revisión bibliográfica y un fertilizante líquido
comercial
Fuente: Autor
3.1.1.1. Resultados y discusión
Según Restrepo loa dos primeros parámetros para determinar la calidad del biol
son un olor a fermentado y un color ámbar, aunque en nuestro caso el olor fue a
putrefacción y resultó un color verdoso, los análisis físico-químicos y el análisis
químico evidenciaron que los valores tanto de pH, conductividad eléctrica y
densidad se encuentra en rangos similares presentes en bioles obtenidos en
otros estudios, así como también su composición química demuestra un buen
contenido de nitratos y fosfatos.
Una hipótesis sobre el mal olor del biol fue que se dejaron demasiados días para
la maduración sin embargo, ésta se descartó ya que en estudios de Toalombo y
Restrepo se indica que entre mayor tiempo de maduración mejor calidad tendrá
el biol. Por ello se concluye que esto fue resultado de algún orificio que permitió
la entrada de aire y estropeó el preparado.
NITRATOS
FOSFATOS
BIOL/UPS BIOL/ESTUDIOS COMERCIAL
0.29%
0.05%
0.38%
1.03%
0.32%
0.06%
CONCENTRACIÓN DE NITRATOS Y FOSFATOS
NITRATOS FOSFATOS
26
3. CONCLUSIONES GENERALES A LA VALIDACIÓN POST
IMPLEMENTACIÓN DE BIODIGESTORES EN LA COMUNIDAD AGRO-
PRODUCTORA APAY
a) E biol de guano de cuy representa uno de los bioles de mejor calidad,
gracias a su composición química, comparado con el estiércol de bovinos
o porcinos.
b) El biol de guano de cuy se debe cosechar después de 100 días (penúltima
visita) de fermentación, ya que a los 115 días (última visita) sus
propiedades físicas ya se habían modificado
c) Las concentraciones de nutrientes (N y P) del Biol son más altas que las
obtenidas en otros estudios, mientras que tienen similares
concentraciones que las de un fertilizante líquido comercial.
4. RECOMENDACIONES GENERALES A LA VALIDACIÓN POST
IMPLEMENTACIÓN DE BIODIGESTORES EN LA COMUNIDAD AGRO-
PRODUCTORA APAY
a) El residuo sólido restante llamado biosol también debería analizarse para
explotar también sus propiedades nutritivas.
b) Es necesaria la verificación de la calidad del biol mediante su aplicación
en los cultivos y sus respectivos análisis de resultados.
c) En un estudio próximo fuera conveniente combinar la gallinaza y el guano
de cuy para conocer si se puede obtener un biol con mejores
características y aprovechando ambos residuos.
27
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[28] Seadi, T., Rutz, D., et al. (2009).Biogas basic the compleat biogas
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[29] Sistema de Biobolsa. (2015). Manual del Biol. Universidad Autónoma
Agraria Antonio Narro. Recuperado a partir de http://sistema.bio/wp-
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[30] Toalombo, M. (2013). Aplicación de abonos orgánicos líquidos tipo biol
al cultivo de mora. (Trabajo de Investigación). Universidad Técnica de Ambato,
Ambato.
[31] Universidad de Cádiz (UCA). (2011). Caracterización cinética de la
degradación anaerobia termofílica seca de la forzó efecto de diferentes
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Ingeniería Química, Tecnología de Alimentos y Tecnologías del Medio Ambiente.
Cadiz – España. (Disponible en línea) [Fecha de consulta 22 de Abril de 2017]:
http://minerva.uca.es/publicaciones/asp/docs/tesis/LAFernandezGuelfo.pdf
[32] Voet, D., & Voet, J. G. (2006). Bioquímica. Ed. Médica Panamericana.
[33] Wang, C. (2016). Alternativa policies to subsideze rural house hold
biogas digesters. Energy Policy, 93, 187-195.
[34] Wilkie, A. (2005). Anaerobic digestion: biology and benefits. Florida,
EEUU. Pp. 66-6
30
31
ANEXOS
ANEXO 1: MANUAL DE USO
1. BIODIGESTOR: Un digestor de desechos orgánicos es un contenedor
cerrado, hermético e impermeable, en el cual se deposita el material orgánico a
fermentar, tales como los excrementos de animales y humanos, desechos
vegetales, etcétera, en determinada dilución de agua para que a través de la
fermentación anaerobia se produzca gas metano y fertilizantes orgánicos (biol)
ricos en nitrógeno, fósforo y potasio. El biodigestor puede ser construido con
diversos materiales como ladrillo y cemento, metal o plástico (Indiveri E. 2017).
1.1. Fermentación anaerobia
Es la descomposición de material biodegradable en ausencia de oxígeno para
dar como resultado dos productos principales: biogás (compuesto
mayoritariamente por metano) y el lodo estabilizado, conocido como digerido
para que exista la misma deben desarrollarse bacterias anaeróbicas y
metalogenicas, estas pueden encontrarse en líquidos ruminales (contenido del
estómago de vacas, ovejas, cabras, etc.), en guanos de cerdos y rumiantes, en
lodos de tratamiento de efluentes y de otros biodigestores (Indiveri E. 2017).
“Esta tecnología utiliza reactores (digestores) cerrados donde se controlan los
parámetros para favorecer el proceso de fermentación anaeróbica” (Indiveri E.
2017).
1.2. El biol
Es un abono foliar orgánico líquido, preparado a base de estiércol fresco y otros
ingredientes orgánicos, los cuales son fermentados en un biodigestor, donde no
debe ingresar aire. El biol por lo general se aplica al follaje (hojas y tallos) de las
plantas. Este estimula el crecimiento de las mismas, también permite la
protección contra las plagas y enfermedades, además ayuda a mantener el vigor
de las plantas y soportar eventos extremos del clima. Es especialmente útil,
luego de heladas y granizadas.
1.3. Operación del biodigestor
Es una práctica muy sencilla, pero se requiere tener en cuenta algunos
parámetros para lograr su correcto funcionamiento (Fig.1.). Estos asegurarán
una provisión de biol de buena calidad y un adecuado tratamiento de los residuos
(CEDECAP, 2007).
1.4. Partes que componen el biodigestor
El esquema que se muestra a continuación, contienes las partes principales del
de un biodigestor.
32
Figura. 1. Representación esquemática de un biodigestor.
Fuente: (CEDECAP, 2007).
1.5. Características
Para una buena operación del biodigestor, es necesario que reúna las siguientes
características (CEDECAP, 2007):
 Hermético, para evitar fugas del biogás o entradas del aire.
 Térmicamente aislado, para evitar cambios bruscos de temperatura.
 El contenedor primario del gas deberá contar con una válvula de seguridad.
 Deberán tener acceso para mantenimiento.
2. RESIDUOS
2.1. Tipos de residuos que se pueden utilizar
No todos los residuos pueden ser degradados en un biodigestor. Es muy
importante conocer los desechos que pueden ser descompuestos dentro de él
para poder alimentarlo correctamente. A continuación, se detallan los residuos
que pueden utilizarse (Indiveri, 2017):
2.1.1. Residuos de la cocina
a) Café;
b) Yerba;
c) Lácteos;
d) Restos de carnes;
e) Azúcares, dulce;
f) Restos de comidas;
g) Alimentos en mal estado;
h) Té (contenido del saquito);
i) Pan, pastas, harinas y granos;
j) Cáscaras y restos de frutas y verduras (Indiveri, 2017).
2.1.2. Residuos de granja
a) Aserrín, cama de corral de ganado, de pollos, etc.;
b) Estiércol y orina de animales
c) Residuos de alimentos de animales.
33
2.1.3. Residuos de la industria
a) Orujos
b) Escobajos
c) Lías, borras
d) Descartes de frutas y verduras.
2.1.3. Residuos de cultivos
a) Hojas
b) Malezas
c) Semillas
d) Residuos de poda
e) Rastrojos de cultivos
f) Frutas y verduras de descartes
g) Cortes de pasto y remanentes de jardín.
2.2. Tipos de residuos que no se pueden utilizar
a) Residuos que contengan insecticidas, lavandina, líquidos de limpieza, aguas
de lavado;
b) Latas;
c) Tierra;
d) Papeles;
e) Vidrio;
f) Cartón;
g) Plásticos;
h) Bolsas;
i) Cerámicas;
j) Metales;
k) Piedras;
l) Huesos;
m) Cáscara de huevos (Indiveri, 2017)
2.3. Tamaño de los residuos
Mientras menor sea el tamaño del residuo más rápida será su descomposición
dentro del digestor. Un residuo de gran tamaño puede provocar obstrucciones y
su descomposición será mucho más lenta. Por eso se recomienda acondicionar
los residuos de tal forma que su tamaño sea lo más pequeño posible. Una forma
sencilla es triturarlo con pala dentro de un balde, hasta que las partículas tengan
un tamaño de aproximadamente 2cm o menor (Tabla 1). También es posible
colocar una trituradora en la cámara de carga. (Indiveri, 2017).
3. OPERACIONES DE USO
3.1. Dilución
Siempre que se alimente el biodigestor con residuos orgánicos, es necesario
colocar la misma cantidad en volumen de agua. Por ejemplo, si se carga 10kg
de residuo, se debe agregar 10lt de agua. Para cargar el biodigestor se necesita
un recipiente, balde o similar, que nos ayude a visualizar el volumen de residuos
que se carga. (Herrero, 2005)Luego de medido el sólido en el balde, éste se
volcará en la cámara de carga y luego se agregará la misma cantidad de agua
34
que arrastrará los residuos hacia la cámara de digestión. Simultáneamente se
producirá la descarga que también debe ser recogida en tachos o baldes para
utilizarla luego como abono. Si durante la carga llegara a formarse un tapón con
los residuos agregados, éste puede removerse fácilmente empujándolo con una
varilla hacia adentro del caño de carga (CEDECAP, 2007).
3.2. Agitación
Cada vez que se alimenta el biodigestor debe agitarse. La agitación produce que
el sustrato cargado entre en íntimo contacto con las bacterias que se encuentran
dentro del biodigestor. Por eso se recomienda agitar lentamente el mayor tiempo
posible, luego de haber realizado la carga. Es recomendable agitar el digestor
varias veces por día, y siempre que se lo alimente para mejorar el rendimiento y
acelerar el proceso de degradación. (Espinel, 1995)
3.3. Aclimatación
Para a operar el biodigestor se debe procurar que la alimentación sea
gradual como se explica en la tabla de aclimatación (pág. 10), ya que las
bacterias deben aclimatarse al nuevo residuo a descomponer. Esto debe tenerse
en cuenta cuando se cambia la alimentación del biodigestor a otro tipo de
residuo. El cambio no puede ser repentino ya que puede ocurrir que la
producción de metano se detenga debido a la acidificación del medio. Sobre
todo, en los casos de residuos orgánicos en general de frutas, verduras y orujos
de la industria con tendencia a ser mucho más ácidos que el guano o las semillas
de sorgo (Espinel, 1995).
3.4. Utilizando sorgo
Para garantizar un buen arranque se pueden utilizar semillas de sorgo (y mejor
aún en forma de harina de sorgo) ya que éstas son altamente digeribles y
producen una buena cantidad de gas. Se puede comenzar la alimentación diaria
del digestor con doscientos gramos de sorgo o harina de sorgo e ir
incrementando hasta aplicar no más de medio kilogramo por metro cúbico de
digestor por día. Cuando ya se cuenta con una producción estable de biogás se
comienza la alimentación con el residuo o la mezcla de residuos para los que se
proyectó el biodigestor. (GALVÃO, 2001)
4. RECOMENDACIONES DE USO
a) El agua tratada que sale del Biodigestor debe ser descargada a suelo en un
pozo de absorción o zanja de infiltración, utilizando las recomendaciones
indicadas por la NOM-006-CONAGUA-1997 (Fig.2). Se recomienda la
instalación de un sistema de cloración para la desinfección del agua tratada;
tal sistema se instalará entre la salida del Biodigestor y el pozo de absorción
o zanja de infiltración. No reutilice el agua tratada; tampoco la descargue a
un cuerpo de agua como río, lago, mar (GALVÃO, 2001).
b) El biol se puede aplicar en todos los cultivos y variedades, pero se
recomienda su uso en aquellos de importancia económica, donde se espera
que pueda haber un retorno que cubra los costos de producción (Espinel,
1995).
35
c) Utilizar mayor concentración de biol en plantas adultas y/o más grandes
(Indiveri, 2017).
d) Aplicar el biol al suelo mezclado con el guano de corral para mejorar la
fertilizad natural (Indiveri, 2017).
e) Preparar el biol de acuerdo al calendario agrícola para disponer de este en el
momento que las plantas lo requieran (Restrepo, 2001).
f) El número de aplicaciones del biol varía de 3 a 4 según el ciclo del cultivo. En
cultivos con ciclo mayor a los cinco meses se recomienda usarlo hasta 4
veces y en aquellos con un periodo menor a 5 meses es suficiente 3
aplicaciones (Indiveri, 2017).
g) Aplicaciones tardías del biol pueden inducir al alargamiento del periodo
vegetativo, aspecto que puede ser negativo en cultivos como la papa ya que
se retarda la madurez del tubérculo (CEDECAP, 2007).
h) El residuo pastoso que queda en el biodigestor al final del proceso de
fermentación, puede ser usado directamente en el cultivo o ser almacenado
en fosas y/o ser secado al sol para aplicarse periódicamente. Este material
tiene más valor como abono y contiene alta carga microbiana benéfica por
unidad de peso (CEDECAP, 2007).
Figura. 2. Sistema de entrada, registro y purga de lodos del biodigestor acorde
a norma CONAGUA- 1997.
Fuente: (Restrepo Rivera, 2001).
El tanque inferior del acumulador de gas se encuentra relleno de agua, la cual
actúa como un sello, evitando el escape de gas. Y también funciona como válvula
de seguridad contra altas presiones. El nivel de agua debe mantenerse
constante, por lo que se tiene que controlar y rellenar si estuviera por debajo de
lo normal como se observa en la (Figura 3) (Guevara, 1996).
36
Figura. 3. Nivel de agua que actúa como sello para evitar escape de gas en la
válvula de seguridad del biodigestor.
Fuente: (Restrepo, 2001).
4.1. Algunas nociones básicas para su mantenimiento y control.
a) Procurar una alimentación continua ya que de esto dependerá el volumen de
biol obtenido;
b) Controlar la posición de las válvulas. Las mismas deben estar siempre dando
paso del gas que se produce en el biodigestor hacia el acumulador;
c) Controlar el nivel de agua en el filtro de agua y de ser necesario completar
hasta la altura marcada;
d) Revisar las juntas, válvulas, conexiones y tapa en busca de pérdidas de gas
y biol, sobre todo en caso de que no se esté acumulando biogás. Se re-
comienda utilizar agua, esponja y detergente;
e) Controlar que al alimentar el biodigestor, se produzca una descarga de
aproximadamente el mismo volumen cargado;
f) Controlar que los conductos de entrada y salida se encuentren libres de
obturaciones;
g) Controlar el nivel de agua del acumulador de biogás. Este debe llegar hasta
el borde de la botella de agua (Restrepo Rivera, 2001).
4.2. Revisión de pérdidas: ¿Cómo detectar fugas de biogás?
Para revisar las posibles pérdidas de biogás se debe contar con presión en el
sistema. En caso de no contar con biogás en la botella de agua, la presión
necesaria se logrará llenando la botella con aire. Al desplazar el tanque superior
de la botella hacia arriba con la válvula de salida de gas abierta, el aire ingresará
al tanque. Se cerrará la válvula de salida de gas y se dejará caer el tanque.
Mientras se tiene la botella llena de biogás o aire se debe dar presión con un
contrapeso. Con esponja y detergente se revisan todas las juntas selladas de las
cañerías, botella y biodigestor. En caso de existir una fuga se observarán
burbujas en la superficie que se cubrió con detergente. Si esto ocurriera se debe
volver a sellar (Nogues, et al., 2010).
37
5. FACTORES QUE AFECTAN EL FUNCIONAMIENTO
Para que el funcionamiento del biodigestor sea correcto es estrictamente
necesario controlar los siguientes factores resumidos en la tabla. 1.
Tabla. 1. Factores que afectan en el funcionamiento de un biodigestor.
Factor Descripción
Concentración de O2
en el medio
Debe ser adecuado en el caso de procesos aerobios y debe estar
ausente en procesos de digestión anaerobia.
Grado de contacto
A mejor contacto entre nutrientes, microorganismos y enzimas,
mayor grado de eficiencia de transformación de la materia orgánica.
Temperatura
Debe mantenerse constante para mantener la fauna microbiológica
concreta deseada. En general, a mayores temperaturas las bacterias
son más eficientes. Mientras que en sistemas aerobios se suele
trabajar a temperatura ambiente, los sistemas anaerobios pueden
trabajar en tres rangos de temperatura: psicrófilo (˂20°C), mesófilo
(20 a 40°C) y termófilo (˃50°C).
pH
Las bacterias actúan en unos rangos específicos de pH, por lo que
debe procurarse el mantenimiento de dichas condiciones.
Humedad del medio
Promueve el movimiento de nutrients. Puede ser necesario mantener
en un rango por especificaciones de funcionamiento de cada tipo de
Biodigestor.
Fuente: ( Nogués, Garcia Galindo, & Rezeau, 2010)
5.1. Cambios en la alimentación del biodigestor
Un cambio de dieta repentino puede producir una parada en el biodigestor, o
sea, una parada en la producción de biogás. Por eso los cambios deben ser
graduales. Un digestor funciona en forma similar al aparato digestivo. Por lo
tanto, implica ciertos cuidados ya que es un sistema vivo, operado por un diverso
grupo de bacterias, entre ellas se encuentran las bacterias metanogénicas
encargadas de producir el gas metano. Si un digestor fue alimentado
constantemente sólo con residuos de cocina y de repente se alimenta
únicamente con residuos de industrias, por ejemplo, descartes de frutas, puede
ocurrir la acidificación del mismo ya que estos residuos son bastante ácidos. Este
desequilibro trae aparejada la parada del biodigestor (Villverde, 1995).
5.2. Nivel del pH
Si el digestor experimentara una parada se deberá medir el pH del efluente
(bioabono): si éste se encuentra por debajo de 6, en primer lugar, es necesario
parar la alimentación, seguir agitando y medir el pH diariamente para observar
si éste aumenta hasta llegar a un valor entre 6,5 a 7,5. Si pasado menos de un
mes sin alimentar, no se ven cambios en el pH se debe comenzar a alimentar
con residuos que no sean ácidos, por ejemplo, semillas de sorgo, o neutralizar
con bicarbonato de sodio y seguir con el plan de aclimatación que se detalló
anteriormente. En caso de que ninguno de estos métodos resulte satisfactorio,
se procederá a vaciar el biodigestor y volver a cargarlo con nuevas bacterias
( Nogués, Garcia Galindo, & Rezeau, 2010).
5.3. Sobrealimentación
Otro factor a tener en cuenta es la cantidad de sustrato. La sobrealimentación
del biodigestor también puede producir paradas en la producción de biogás o
38
simplemente, al colocar mayor cantidad de desecho, el tiempo de retención del
mismo será menor por lo que el proceso de fermentación será incompleto. De
este modo, se obtiene menor cantidad de biogás y el efluente, el bioabono se
encontrará “inmaduro”. Esto quiere decir que, luego de ser extraído, puede seguir
fermentando o puede contener microorganismos patógenos que no fueron
degradados por no haber completado su proceso de descomposición. Las
semillas, a su vez, pueden no haber sido desactivadas debido a su corta
permanencia en el biodigestor. Para que no ocurra la sobrealimentación debe
respetarse la cantidad de residuo diaria por aplicar, calculada en el
dimensionamiento. Tener en cuenta que ésta varía según el tipo de residuo
(Villverde, 1995).
5.4. Bajas temperaturas
También pueden observarse paradas en el proceso debidas a las bajas
temperaturas, ya que las bacterias se inactivan parcialmente con temperaturas
menores a los 10ºC aproximadamente. Es recomendable que los biodigestores
se ubiquen en lugares con temperatura mayor a 20ºC y que la misma sea
constante porque las bacterias productoras de metano son muy sensibles a los
cambios bruscos de temperatura. Por esto conviene enterrar los digestores o
construirlos con una adecuada aislación (Villverde, 1995).
5.5. Tiempo de retención
Las bacterias requieren de un cierto tiempo para degradar la materia orgánica.
La velocidad de degradación depende en gran parte de la temperatura, ya que a
mayores temperaturas el tiempo de retención requerido para obtener una buena
producción de gas es menor.
En un digestor que trabaja a régimen estacionario o sea de lote, el tiempo de
retención es el que transcurre entre la carga del sistema y su descarga.
En un sistema de carga diaria, el tiempo de retención va a determinar el volumen
diario de carga que será necesario alimentar al digestor, ya que se tiene la
siguiente relación (Ecuación 1):
𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 𝒅𝒆𝒍 𝒅𝒊𝒈𝒆𝒔𝒕𝒐𝒓 (𝒎𝟑) = 𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒓𝒈𝒂 𝒅𝒊𝒂𝒓𝒊𝒂
𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒅𝒆 𝒓𝒆𝒕𝒆𝒏𝒄𝒊ó𝒏 (𝒅í𝒂𝒔) (
𝒎𝟑
𝒅í𝒂
) (Ecuación 1).
Es decir que, para un tiempo de retención de 30 días, cada día se carga 1/30 de
volumen total del digestor, y en promedio la materia orgánica y la masa
microbiana permanecen 30 días dentro del sistema. La cantidad de biogás
producido por una planta dependerá, entre otras cosas, de la cantidad de
desecho alimentado diariamente. Usualmente se trabaja con tiempos de
retención entre 20 y 55 días y la alimentación diaria entre 1 y 5 kg. De sólidos
totales por metro cúbico de digestor ( Nogués, Garcia Galindo, & Rezeau, 2010)
5.6. Relación Carbono- Nitrógeno
El carbono y el nitrógeno son las fuentes principales de alimentación de las
bacterias formadoras de metano; el carbono es la fuente de energía y el
nitrógeno contribuye a la formación de nuevas células. Estas bacterias
39
consumen 30 veces más carbono que nitrógeno, por lo que la relación óptima de
estos dos elementos en la materia prima es de 30.
Si no existe suficiente nitrógeno para permitir que las bacterias se multipliquen,
la velocidad de producción de gas se verá limitada; al estar presente el nitrógeno
en exceso, se produce amoníaco, el cual en grandes cantidades es tóxico e
inhibe el proceso ( Nogués, Garcia Galindo, & Rezeau, 2010) .
Entre las materias primas en la generación de biogás, están los desechos
animales, cuya relación C: N es siempre menor que la óptima, debido a que tiene
un contenido importante de nitrógeno. Otro material muy usado son los residuos
agrícolas, los que generalmente, tienen relaciones C: N muy altas, ya que
contienen muy poco nitrógeno, por lo que casi siempre se mezclan con desechos
animales o se les agrega un compuesto nitrogenado, como puede ser urea, para
acercarse a un balance adecuado de carbono y nitrógeno (Corace et al. 2006).
“Si hay demasiado carbón en la materia a fermentar, el proceso enlentece y
tiende a acidificarse. Si hay demasiado nitrógeno, éste se perderá como
amoníaco, elevando el pH y reduciendo el poder fertilizante y nutriente de los
lodos “(Alcayaga et al. 1999).
Los materiales de fermentación están compuestos en su mayor parte por
carbono (C) y también contienen nitrógeno (N), entonces se establece la relación
entre ellos (C/N), la cual influye sobre la producción de gas (Alcayaga et al.
1999). Una relación de 20:1 hasta 30:1 es aceptable (Alcayaga et al. 1999),
aunque el valor ideal es de 16 (Corace et al. 2006); mezclas de materiales de
fermentación con alto contenido de nitrógeno (como por ejemplo, el estiércol de
gallina) con material de fermentación con alto contenido de carbono (como el
tamo de arroz) generan una elevada producción de gas (Alcayaga et al. 1999).
La (Tabla 2), muestra las relaciones C/N para varios productos residuales
(Guevara 1996; Corace et al. 2006):
Tabla. 1. Relaciones C/N para varios productos.
Fuente: (Botero & Preston, 1986).
40
5.7. Niveles de amoniaco
Este parámetro es importante cuando se utilizan determinados materiales que
contienen un alto porcentaje, como es el caso de los estiércoles de aves (Álvarez
et al., sf). Se recomienda que los niveles dentro de los biodigestores se
mantengan por debajo de los 2000 mg/l, para lo cual se aumentan las diluciones
de entrada del material (Álvarez et al., sf, 1992).
5.8. Materiales orgánicos
Las actividades pecuarias y agrícolas, producen materiales orgánicos que
pueden ser tratados mediante el proceso anaeróbico (Acevedo 2006), como se
muestra en la (Tabla 3) (Botero & Preston 1986; Vargas 1992; Ramón et al.
2006). Otros materiales orgánicos de origen animal también pueden emplearse
como sustrato para la obtención de biogás y bioabono (Álvarez et al., sf; Torres
& Follari, sf, 2006), cuyas características se muestran en la (Tabla 4) (Vargas
1992). Los residuos vegetales como paja, pasto y desechos de verdura, pueden
fermentarse anaeróbicamente debiendo previamente triturarse para evitar la
formación de capa flotante y dar un tratamiento especial en plantas donde se
hace una sola carga hasta que el material se descompone (Vargas, 1992;
Ramón, et al., 2006).
Tabla. 2. Características de los estiércoles.
Fuente: (Botero & Preston, 1986; Vargas, 1992).
Tabla. 4. Características de otros materiales orgánicos de origen animal,
utilizados para carga en biodigestores.
Fuente: (Álvarez, et al., sf; Torres & Follari, sf, & Vargas, 1992).
41
5.9. Otros factores
La presencia de metales pesados, antibióticos y detergentes en los residuos con
los que se alimenta el biodigestor, puede inhibir e incluso interrumpir el proceso
fermentativo. También una elevada concentración de nitrógeno y amoníaco
destruye las bacterias metano génicas (Vargas, 1992; Ramón, et al., 2006).
6. BIOABONO
El bioabono, también llamado biosol, biol o disgestato, es el barro que se
encuentra en la descarga del biodigestor. Se trata del residuo con mucha energía
equilibrada y en armonía mineral, preparados a base de estiércol muy fresca,
disuelta en agua y enriquecida con leche, melaza y ceniza, que se ha colocado
a fermentar por varios días en toneles o tanques de plástico, bajo un sistema
anaeróbico (sin la presencia de oxígeno) y muchas veces enriquecidos con
harina de rocas molidas o algunas sales minerales como son los sulfatos de
magnesio, zinc, cobre, etc. (Fig.4) (Vargas, 1992; Ramón, et al., 2006).
Figura. 4. Biofermentador e ingredientes en fermentación
Fuente: (Restrepo, 2001).
6.1. ¿Para qué sirve el bioabono?
Sirven para nutrir, recuperar y reactivar la vida del suelo, fortalecer la fertilidad
de las plantas y la salud de los animales, al mismo tiempo que sirven para
estimular la protección de los cultivos contra el ataque de insectos y
enfermedades. Por otro lado, sirven para sustituir los fertilizantes químicos
altamente solubles de la industria, los cuales son muy caros y vuelven
dependientes a los campesinos, haciéndolos cada vez más pobres (Vargas
1992).
6.2. ¿Cómo funcionan los biofertilizantes?
Funcionan principalmente al interior de las plantas, activando el fortalecimiento
del equilibrio nutricional como un mecanismo de defensa de las mismas, a través
de los ácidos orgánicos, las hormonas de crecimiento, antibióticos, vitaminas,
minerales, enzimas y co-enzimas, carbohidratos, aminoácidos y azúcares
complejas, entre otros, presentes en la complejidad de las relaciones biológicas,
42
químicas, físicas y energéticas que se establecen entre las plantas y la vida del
suelo (Ramón, et al., 2006).
Los biofertilizantes enriquecidos con cenizas o sales minerales, o con harina de
rocas molidas, después de su periodo de fermentación (30 a 90 días), estarán
listos y equilibrados en una solución tampón y coloidal, donde sus efectos
pueden ser superiores de 10 a 100.000 veces las cantidades de los
micronutrientes técnicamente recomendados por la agroindustria para ser
aplicados foliarmente al suelo y a los cultivos (Restrepo, 2001) (Fig. 5).
Figura. 5. Funcionamiento de un biodigestor.
Fuente: (Restrepo, 2001).
6.3. Tiempo de fermentación del Biofertilizante.
Los biofertilizantes, estarán listos para ser utilizados cuando después de
prepararlos, pare o finalice el periodo más activo de la fermentación anaeróbica
de la mierda de vaca, lo cual es verificado cuando se haya paralizado por
completo la salida de gases por la manguera que está conectada a la tapa del
Biofermentador y a la botella desechable atrapa gases, en la cual no debe existir
más formación de burbujas y que se encuentra conectada al lado del recipiente
de plástico. El periodo de mayor fermentación se da durante los primeros 15 a
20 días después de su preparación. En lugares muy fríos el periodo de
envejecimiento puede durar de 2 hasta 3 meses (Vargas, 1992; Ramón, et al.,
2006).
6.4. Horarios para aplicar los biofertilizantes
La aplicación de los biofertilizantes en los cultivos es foliar y los mejores horarios
para hacer esta tarea son las primeras horas de la mañana hasta más o menos
las diez de la mañana y en las tardes, después de las cuatro, para aprovechar
que en estos horarios hay una mayor asimilación de los biofertilizantes porque
hay una mayor apertura de estómatos (es por donde las plantas comen vía foliar,
equivale a nuestra boca) en las hojas de las plantas. Se recomienda que su
aplicación sea realizada preferiblemente de la parte de abajo de las hojas, hacia
arriba (Álvarez et al., sf; Torres & Follari, sf, 2006). Otra recomendación
43
importante para la aplicación de los biofertilizantes, es la de poderles agregar un
adherente (ver Tabla 5) para maximizar su aplicación.
Tabla. 5. Lista de materiales alternativos que pueden ser empleados como
adherentes en la aplicación de biofertilizantes y caldos minerales.
Fuente: (Restrepo, 2001).
“Como adherente se debe elegir uno de los materiales alternativos; se mezcla
directamente con la preparación del biofertilizante o del caldo mineral a ser
aplicado en el cultivo” (Fig. 6) (Restrepo, 2001).
Figura. 4. Adición de adherentes en fertilizantes
Fuente: (Restrepo, 2001).
44
7. FUNCIONES DE CADA INGREDIENTE QUE COMPONE EL BIOL
7.1. Estiércol
Es la fuente excelente de materia orgánica, pero es relativamente bajo en
nutrimentos. El valor del abono depende del tipo de animal, la calidad de la dieta,
la calse y cantidad de cobertura usada y la manera en que el abono es
almacenado y aplicado. (Sánchez, 2003)
7.2. Leche
Tiene la función de reavivar el biopreparado de la misma forma que lo hace la
melaza; aporta vitaminas, proteínas, grasa y aminoácidos para la formación de
otros compuestos orgánicos que se generan durante el periodo de la
fermentación del biofertilizante, al mismo tiempo permite la reproducción de la
microbiología de la fermentación. (Restrepo, 2001).
7.3. Melaza
Aporta con la energía necesaria para activar el metabolismo microbiológico, para
que el proceso de fermentación se potencialice, además de aportar otros
componentes en menor escala como son algunos minerales, entre ellos; calcio,
potasio, fósforo, boro, hierro, azufre, manganeso, zinc y magnesio (Restrepo,
2001)
7.4. Agua
Tiene la función de facilitar el medio líquido donde se multiplica todas las
reacciones bioenergéticas y químicas de fermentación anaeróbica del
biofertilizante. Es importante resaltar que muchos organismos presentes en la
fermentación, tales como levaduras y bacterias, viven más uniformemente en la
masa líquida (Medina, 1992).
7.5. Cenizas
Aportan elementos minerales a los biopreparados. Suelen tener un aporte
importante en potasio, calcio y silicio y la presencia de numerosos
oligoelementos (Bizzozero, 2006).
8. CONCENTRACIÓN DE BIOFERTILIZANTES EN LOS CULTIVOS
Se emplea concentraciones que varían de 3 a 7 litros del biofertilizante
concentrado por 100 litros de agua. Otra forma de recomendarlos sería
experimentar la aplicación de 3⁄4 de litro o 750cc hasta un litro y medio por
mochila o bomba de 20 litros de agua (Restrepo, 2001).
8.1. Ventajas del bioabono
a) Utilización de recursos locales, fáciles de conseguir (estiércol, melaza, leche,
suero, etc.) (Sánchez, 2003).
b) Inversión muy baja (tanques o barriles de plástico, niples, mangueras,
botellas desechables, etc.) (Restrepo, 2001).
c) Tecnología de fácil apropiación por los productores (preparación, aplicación,
almacenamiento) (Sánchez, 2003).
45
d) Mejora la estructura del suelo, dejándolo más aireado, trabajable y facilitando
la penetración de raíces (Restrepo, 2001).
e) Mejora la retención de humedad en el suelo (Medina, 1992).
f) Favorece el desarrollo microbiano y las bacterias se multiplican dando vida al
suelo (Restrepo, 2001).
g) El biofertilizante está prácticamente estabilizado, pues ya sufrió fermentación
y no posee las desventajas del estiércol. Esto quiere decir que éste no
continuará su proceso de fermentación por lo que no quemará raíces o
semillas (Medina, 1992).
h) Al estar en forma líquida es de fácil aplicación (Restrepo, 2001).
i) No deja mal olor (Medina, 1992).
j) No trae problemas de malezas ya que las semillas se descomponen en el
biodigestor (Sánchez C., 2003).
k) No ofrece condiciones para la multiplicación de insectos como mosquitos, etc
(Restrepo, 2001).
l) El mejoramiento y la conservación del medio ambiente y la protección de los
recursos naturales, incluyendo la vida del suelo (Sánchez C., 2003).
m) La eliminación de los factores de riesgo para la salud de los trabajadores, al
abandonar el uso de venenos (Restrepo, 2001).
n) El mejoramiento de la calidad de vida de las familias rurales y de los
consumidores (Sánchez C., 2003).
8.2. Efectos de los bioabonos en el suelo.
a) El mejoramiento diversificado de la nutrición disponible del suelo para las
plantas (Vargas 1992).
b) El desbloqueo diversificado de muchos nutrimentos que no se encuentran
disponibles para los cultivos (Restrepo, 2001).
c) El mejoramiento de la biodiversidad, la actividad y la cantidad microbiológica
(eco evolución biológica del suelo) (Sánchez C., 2003).
d) El mejoramiento de la estructura y la profundidad de los suelos.
e) Aumento de la capacidad del intercambio catiónico (CIC) (Restrepo, 2001).
f) Aumento de la asimilación diversificada de nutrimentos por parte de las
plantas (Restrepo, 2001).
g) Mejoramiento de los procesos energéticos de los vegetales a través de las
raíces y su relación con la respiración y la síntesis de ácidos orgánicos
(Medina, 1992).
h) Estimulación precoz en la germinación de semillas y aumento del volumen
radicular de las plantas (Restrepo, 2001).
i) Aumento del contenido de vitaminas, auxinas y antibióticos en relaciones
complejas entre raíz y suelo (Vargas 1992).
j) Estimulación de la eco evolución vegetal diversificada, para la recuperación,
revestimiento y protección de los suelos con buenazas (capa vegetal verde)
(Medina, 1992).
k) Estimula la formación de ácidos húmicos, de gran utilidad para la salud del
suelo y los cultivos (Sánchez C., 2003).
l) Aumento de la micro diversidad mineral del suelo disponible para las plantas.
Aumento de la resistencia de las plantas contra el ataque de enfermedades
principalmente de las raíces (Medina, 1992).
m) Mejoran la bioestructuración del suelo y la penetración de las raíces hasta las
capas más profundas (Sánchez C., 2003).
46
n) Estimulan las rizas bacterias como promotoras del crecimiento de las plantas
y de la bioprotección. Aumento del tamaño y volumen de las raíces, con el
incremento de la materia orgánica en el suelo (abonera orgánica subterránea)
(Medina, 1992).
o) En muchos casos se pueden preparar biofertilizantes exclusivos que ayudan
a combatir la salinidad de los suelos (Sánchez C., 2003).
p) Finalmente, debido a las características altamente quemantes que poseen
los biofertilizantes, facilitan la nutrición equilibrada del suelo y maximizan el
aprovechamiento mineral por los cultivos (Medina, 1992).
9. NUTRIENTES DE UN BIOL
En los biofertilizantes fermentados a base de estiércol, enriquecidos con algunas
sales minerales, harinas de rocas, cenizas y hueso, podemos encontrar, entre
otros:
a. Elementos: Nitrógeno, potasio, fósforo, calcio, magnesio, sodio, azufre,
cloro, silicio, litio, vanadio, cobre, molibdeno, plata, cromo, zinc, selenio,
estroncio, iodo, cadmio, cobalto, plomo, níquel, rubidio, cesio, bario, estaño,
berilio, y bromo, entre otros (Medina, 1992).
b. Vitaminas: Tiamina, pirodoxina, ácido nicotínico, ácido pantoténico,
riboflavina, cobalamina, ácido ascórbico, ácido fólico, pro vitamina A,
ergosterol, alfa amilasa y aminoacilasa (Medina, 1992).
c. Ácidos orgánicos: Entre los principales se destacan, aconítico, carólico,
fumárico, gláucico, cítrico, byssoclámico, carolínico, gálico, glucuronico,
láctico, cárlico, fúlvico, gentésico, kójico y puberúlico (Medina, 1992).
En los biofertilizantes también podemos encontrar hormonas, hongos, bacterias
y levaduras muy importantes para lograr la producción de cultivos sanos y
saludables, “inmunes” al ataque de enfermedades y plagas (Sánchez C., 2003).
10. ENVASE Y TIEMPO DE ALMACENAMIENTO
Una vez listos los biofertilizantes y el sistema de fermentación, “maduro”, el
producto final, con características de color ámbar y olor agradable de
fermentación, lo podemos envasar en recipientes de preferencia oscuros, para
que la luz no los afecte, así sean de vidrio o de plástico. El tiempo que se pueden
guardar los biofertilizantes puede oscilar entre seis meses a un año, lo ideal es
ir preparándolos de acuerdo con las necesidades de los cultivos y planificar el
volumen que se requiere para cada ciclo de aplicaciones (Acevedo, 2006).
No olvide que para envasar los biopreparados en recipientes herméticos, se
debe tener la absoluta seguridad de que el producto se encuentra sin actividad
de fermentación, pues de lo contrario, se corre el riesgo de la explosión del
recipiente que contiene el biofermentado por la formación y acumulación de
gases (Acevedo, 2006).
47
REFERENCIAS
[1] Acevedo, P.; (2006). Biodigestor de doble propósito – producción e
investigación – para residuos de granja porcícola. Revista ION, 19 (1), 1-6,
Diciembre.
[2] Alcayaga, S.; Glaría, J.; Guerrero, L.; (1999). Regulaciones de temperatura
y potencial de hidrógeno en un biodigestor anaerobio de lecho de lodo
granular expandida. Universidad Técnica Federico Santa María, Valparaíso,
Marzo. 11p. Disponible en Internet:
http://profesores.elo.utfsm.cl/~jgb/ALCAYAGA1c.pdf (Consultada Marzo de
2017)
[3] Álvarez, J.M.; Caneta, L.; Moyano, C.; (sf). (2009). Biomasa y biogás.
Trabajo de Curso (Máquinas Térmicas II). Universidad Nacional del Nordeste.
15p. Disponible en Internet: http://ing.unne.edu.ar/pub/biomasa.pdf (Consultada
Marzo de 2017)
[4] Botero B., R.; Preston, T.R.; (1987). Biodigestor de bajo costo para la
producción de combustible y fertilizante a partir de excretas. Manual para
su instalación, operación y utilización. Escuela de Agricultura de la Región
Tropical Húmeda – Universidad EARTH. San José, Costa Rica, 20p.
[5] Campos Cuní, B. (2011). Metodología para determinar los parámetros de
diseño y construcción de biodigestores para el sector cooperativo y
campesino. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 20(2), 37-41.
[6] Corace, J.J.; Aeberhard, M.R.; Martina, P.A.; Ventín, A.M.; García S., E.;
(2006). Comparación del tiempo de reacción en el proceso de biodigestión
según el tamaño de las partículas de aserrín utilizado como materia
orgánica. Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2006, Universidad
Nacional del Nordeste, Resumen T-034, 4p.
[7] Espinel, R. (1995). Biodigestor plástico de flujo continuo, generador de
gas y bioabono. Escuela de Agricultura de la Región Tropical Húmeda –
Universidad EARTH. San José, Costa Rica, 20p.
[8] Galvão, A. D. (2001). Producción Semi-Intensiva De Cerdos Y Uso De
Desechos para Generar Biol. Brasilia- Brasil.
[9] Guevara V., A.; (1996). Fundamentos básicos para el diseño de
biodigestores anaeróbicos rurales. Producción de gas y saneamiento de
efluentes. Documento OPS/CEPIS/96. Centro Panamericano de Ingeniería
Sanitaria y Ciencias del Ambiente – Organización Panamericana de la Salud.
Lima- Perú, 80p.
[10] Herrero, J. M. (2005). Biodigestores familiares: Guía de diseño y manual
de instalación. México DF- México.
[11] Indiveri, E. (2017). Biodigestor Manual de Uso. Mendoza, República
Argentina, CP 5500
[12] Medina, A. (1992). El Biol y el Biosol en la agricultura. Bolivia: Programa
especial de energía. Sucre- Bolivia.
48
[13] Nogués, S., Garcia Galindo, D., & Rezeau, A. (2010). Energía de la
biomasa II: Prensas de la Universidad de Zaragoza. Zaragoza- España
[14] Nogués, S., Garcia Galindo, D., & Rezeau, A. (2010). Energía de la
biomasa II. Zaragoza-España: Prensas de la Universidad de Zaragoza.
[15] Ramón, J.A.; Romero, L.F.; Simanca, J.L.; (2006). Diseño de un
biodigestor de canecas en serie para obtener gas metano y fertilizantes a
partir de la fermentación de excrementos de cerdo. Revista Ambiental: Aire,
Agua y Suelo. Vol. 1, 15-23
[16] Restrepo Rivera, J. (2001). Biofertilizantes preparados y fermentados a
base de mierda de vaca. Porto Alegre
[17] Restrepo, J. (2001). Elaboración de Abonos Orgánicos Fermentados Y
Biofertilizantes Foliares. Costa Rica: Instituto Interamericano de Cooperación
para la Agricultura. San José de Costa Rica.
[18] Sánchez, C. (2003). Abonos Orgánicos. Servilibros. Guayaquil- Ecuador.
[19] Torres D., M.; Follari, J.; (sf). Un biodigestor de boñigas de cabra
calefaccionado con colectores planos. Laboratorio de Energía Solar. San
Luis, Argentina. 4p. Disponible en Internet:
http://capra.iespana.es/capra/biogas/biogas.pdf (Consultada Marzo de 2017)
[20] Vargas L., L.; (1992). Los biodigestores, alternativa de tratamiento para
residuos pecuarios. Tesis (Ingeniero Sanitario). Universidad del Valle,
Santiago de Cali.
[21] Villverde, H. (1995). Producción orgánica: experiencias, tecnologías y
posibilidades comerciales de la agricultura sustentable en el Uruguay.
Uruguay: CEADU/Agricultura Orgánica. Montevideo – Uruguay.
49
ANEXO 2: MANUAL DE CONSTRUCCIÓN, USO Y MANTENIMIENTO DE LOS
BIODIGESTORES ENTREGADO A CADA UNO DE LOS BENEFICIARIOS
Fuente: Autor
50
Fuente: Autor
51
ANEXO 3: EVIDENCIAS FOTOGRÁFICAS
Fotografía 1. Reunión de apertura y socialización del proyecto con las personas de la
Asociación de Productores Agropecuarios Yanuncay ¨APAY¨
Fuente: Autor.
52
Fotografía 2 Construcción del Biodigestor. Perforación de la tapa del tanque para la colocación
de la manguera por donde se liberará el gas metano que se forma durante el proceso de
biodigestión.
Fuente: Autor.
53
Fotografía 3. Armado del Biodigestor, colocación de teflón para asegurar las uniones y evitar
posibles fugas.
Fuente: Autor.
54
Fotografía 4. Biodigestores terminados ubicados en los laboratorios de Ciencias de la Vida de
la Universidad Politécnica Salesiana.
Fuente: Autor.
55
Fotografía 5. Acta de entrega del biodigestor firmada por la beneficiaria señora Marianita
Saguay
56
Fotografía 6. Georeferenciación del lugar de instalación del biodigestor en el área de
compostaje en la casa de la señora Marianita Saguay.
Fuente: Autor.
57
Fotografía 7. Reunión de capacitación previa a la entrega precedida por el Ing. Hernán Avilés
director del presente proyecto.
Fuente: Autor.
58
Fotografía 8. Capacitación práctica en el lugar de ubicación del primer Biodigestor instalado en
la casa de la beneficiaria Nancy Montaleza.
Fuente: Autor.
59
Fotografía 9. Instalación individual del Biodigestor (16/03/2017) en la casa de la señora
Marianita Saguay incorporando todos los insumos sólidos en un costal y posterior introducción
en el tanque donde se agregaron los ingredientes líquidos.
Fuente: Autor.
60
Fotografía 10. Seguimiento del proceso de fermentación, 30/03/2017, se revisa el estado del
Biodigestor, la ausencia de burbujas en la botella y ninguna fuga en las llaves.
Fuente: Autor
61
Fotografía 11. Última día de fermentación y extracción del biol (09/07/2017), se evidencia
coloración verdosa en la botella de agua y la manguera por donde se liberaba el gas.
Fuente: Autor.
62
Fotografía 12. BIol extraído del Biodigestor, con coloración verde oscuro (no ideal) y mal olor a
estiércol (indicador de un biol de mala calidad).
Fuente: Autor.
63
Fotografía 13. Formación de una nata blanca en la superficie del biol, característica normal del
producto al final del proceso
Fuente: Autor
64
Fotografía 14. Medición de parámetros físico-químicos del Biol obtenido mediante un
potenciómetro Mettler Toledo, dando como resultado un pH de 6.5.
Fuente: Autor.
65
Fotografía 15. Medición de parámetros físico-químicos del Biol obtenido mediante un
potenciómetro Mettler Toledo, dando como resultado de la conductividad eléctrica 21 mS/cm.
Fuente: Autor.
66
Fotografía 16. Método del picnómetro para el cálculo de la densidad del biol, en la foto A se
encuentra el picnómetro vacío y en la foto B el picnómetro con la muestra, la diferencia de
masas se utiliza para el cálculo de la densidad
Fuente: Autor
Foto A Foto B
67
Fotografía 17. Filtración del biol en filtros de 0.45m para que se pueda analizar en el
cromatógrafo iónico
Fuente: Autor
68
Fotografía 18. Fertilizante líquido comercial Flor Garden de la marca AnnQuímica (Foto A) con
sus respectivas concentraciones de N y P (Foto B).
Fuente: Autor
Foto A
Foto B
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Inf.final corregido

  • 1. COORDINACIÓN DE PROYECTOS DE VINCULACIÓN CON LA SOCIEDAD IMPLEMENTACIÓN DE 20 BIODIGESTORES PARA LA ASOCIACIÓN DE PRODUCTORES AGROPECUARIOS “YANUNCAY” UBICADOS EN EL BIOCORREDOR DEL RIO YANUNCAY DE LA PARROQUIA SAN JOAQUÍN CANTÓN CUENCA. ASOCIACIÓN DE PRODUCTORES AGROPECUARIOS ¨YANUNCAY¨ UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA – MATRIZ CUENCA SAMANTHA DEL PILAR ROSALES MITTE CARRERA DE INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGIA DE LOS RECURSOS NATURALES
  • 2. 1 1. ETAPA I: Planificación del Proyecto (Esto ya está entregado) ___________ 4 2. ETAPA II: Ejecución y Monitoreo del Proyecto ________________________ 4 A. INTRODUCCIÓN _______________________________________________ 4 1.1. Título del programa____________________________________________ 4 1.2. Título del Proyecto ____________________________________________ 4 1.3. Entidades Participantes ________________________________________ 4 1.4. Ubicación del Proyecto _________________________________________ 4 1.5. Objetivos del Proyecto _________________________________________ 4 B. MARCO TEÓRICO _____________________________________________ 5 2.6. Antecedentes históricos ______________________________________ 5 2.6.1. Contextualización _________________________________________ 5 2.6.2. Historia de la biodigestión ___________________________________ 6 2.6.3. Subproductos de la biodigestión ______________________________ 6 2.6.4. Distribución histórica mundial de los biodigestores ________________ 7 2.7. Antecedentes conceptuales y referenciales de los biodigestores _____ 8 2.7.1. Procesos de la digestión anaeróbica _______________________________ 8 2.7.1.1. Hidrólisis_________________________________________________________ 8 2.7.1.2. Acidogénesis ____________________________________________________ 8 2.7.1.3. Acetogénesis _____________________________________________________8 2.7.1.4. Metanogénesis___________________________________________________ 8 2.7.2. Biodigestores____________________________________________ 9 2.7.2.1. Partes fundamentales de un biodigestor___________________________ 9 i. Entrada de mezcla desperdicios/agua_______________________________ 9 ii. Cámara de fermentación ___________________________________________ 9 iii. Depósito de salida ________________________________________________ 9 2.7.2.2. Funcionamiento del biodigestor ___________________________________ 9 2.7.2.3. Condiciones para la biodigestión _________________________________ 10 2.7.2.4. Biomasa o sustrato a utilizar _____________________________________ 10 2.7.2.5. Características de un Biodigestor ________________________________ 10 2.7.2.6.Tipos de biodigestores ___________________________________________ 11 Biodigestores discontinuos ________________________________________ 11 Biodigestores Semi-continuos______________________________________ 11 Biodigestores de mezcla completa _________________________________ 11 Modelo Horizontal_________________________________________________ 11 2.7.3. Biol ___________________________________________________ 12 2.7.3.1. Funciones del biol ______________________________________________ 12 2.7.3.2. Ventajas y desventajas del biol__________________________________ 13 2.7.3.3. Factores que intervienen en la formación del biol_________________ 14 2.8. Antecedentes contextuales (situación actual) ____________________ 14 2.8.1. Alcance del Proyecto ______________________________________ 14 2.8.2. Población Beneficiaria _____________________________________ 15 PLAN DE ACCIÓN _______________________________________ 16 ÍNDICE DE CONTENIDOS
  • 3. 2 2.9. Fundamentación teórica de la implementación de biodigestores en la sociedad agro- productora apay ____________________________________ 16 2.9.1. Utilidad de los biofertilizantes _______________________________ 16 2.9.2. Acción del estiércol en el suelo ______________________________ 16 2.9.3. Estiércol de cuy __________________________________________ 16 2.10. Información pre- propuesta ___________________________________ 17 2.10.1. Entrevista______________________________________________ 17 2.10.2. Recursos para explotar ___________________________________ 17 2.10.3. Características climáticas y edáficas de la zona ________________ 18 III. EJECUCIÓN _________________________________________________ 18 2.11. Desarrollo de la propuesta____________________________________ 18 2.11.1. Proceso de diseño y construcción del biodigestor _______________ 19 Diseño del biodigestor ___________________________________________ 19 Construcción del biodigestor _____________________________________ 19 Capacitaciones Previas a la instalación del biodigestor ____________ 19 Materiales_______________________________________________________ 19 Reactivos _______________________________________________________ 20 2.11.2. Montaje del biodigestor ___________________________________ 20 ETAPA III: Evaluación_______________________________________________ 22 3.1. Pruebas y análisis del biol de guano de cuy _____________________ 22 3.1.1. Medición de características físico-químicas del biol obtenido. _______ 22 Pruebas Físico- Químicas _______________________________________ 22 pH______________________________________________________________ 22 Conductividad Eléctrica__________________________________________ 23 Densidad _______________________________________________________ 23 Ensayos Químicos – Instrumentales _______________________________ 24 i. Determinación de N y P por cromatografía iónica __________________ 24 3.1.1.1. Resultados y discusión _________________________________ 25 3. CONCLUSIONES GENERALES A LA VALIDACIÓN POST IMPLEMENTACIÓN DE BIODIGESTORES EN LA COMUNIDAD AGRO- PRODUCTORA APAY ___ 26 4. RECOMENDACIONES GENERALES A LA VALIDACIÓN POST IMPLEMENTACIÓN DE BIODIGESTORES EN LA COMUNIDAD AGRO- PRODUCTORA APAY _____________________________________________ 26 5. BIBLIOGRAFÍA______________________________________________ 27
  • 4. 3 ANEXOS _________________________________________________________ 31 ANEXO 1: Manual de uso___________________________________________ 31 ANEXO 2: Manual de construcción, uso y mantenimiento de los biodigestores entregado a cada uno de los beneficiarios ______________________________ 49 ANEXO 3: Evidencias fotográficas ____________________________________ 51 ANEXO 4. Resultado de las concentraciones de nitratos calculado en el cromatógrafo iónico ____________________________________________________________ 69 ANEXO 5. Resultado de las concentraciones de fosfatos calculado en el cromatógrafo iónico ________________________________________________ 70
  • 5. 4 1. ETAPA I: Planificación del Proyecto (Esto ya está entregado) 2. ETAPA II: Ejecución y Monitoreo del Proyecto A. INTRODUCCIÓN 1.1. Título del programa CARRERA DE ING. BIOTECNOLOGIA DE LOS RECURSOS NATURALES. COORDINACIÓN DE PROYECTOS DE VINCULACIÓN CON LA SOCIEDAD – EXTENSIONES 1.2. Título del Proyecto IMPLEMENTACIÓN DE 20 BIODIGESTORES PARA LA ASOCIACIÓN DE PRODUCTORES AGROPECUARIOS “YANUNCAY” UBICADOS EN EL BIOCORREDOR DEL RIO YANUNCAY DE LA PARROQUIA SAN JOAQUÍN CANTÓN CUENCA. 1.3. Entidades Participantes  ASOCIACION DE PRODUCTORES AGROPECUARIOS “YANUNCAY”  UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA – MATRIZ CUENCA 1.4. Ubicación del Proyecto a) Provincia: Azuay b) Cantón: Cuenca. c) Parroquia: San Joaquín 1.5. Objetivos del Proyecto 1.5.1 GENERAL  Vincular a la UPS con la Asociación de Productores Agropecuarios “Yanuncay”, mediante la realización de actividades de capacitación, construcción e instalación de 20 biodigestores en sitios estratégicos.
  • 6. 5 1.5.1.1. ESPECÍFICOS  Capacitar a estudiantes en temas relacionados al manejo, construcción e implementación de los biodigestores.  Construir 20 biodigestores para implementarlos con 20 productores de la Asociación “Yanuncay”  Ubicar los sitios y necesidades estratégicas para su implementación  Desarrollar talleres de uso, manejo e implementación de biodigestores con los 20 productores de la Asociación “Yanuncay”  Instalar 20 biodigestores en los sitios escogidos para el efecto.  Evaluar la efectividad y la utilidad de la implementación  Presentar un informe del proceso desarrollado ETAPA II: Ejecución y Monitoreo del Proyecto B. MARCO TEÓRICO 2.6. ANTECEDENTES HISTÓRICOS 2.6.1. Contextualización En el mercado ecuatoriano existen varios tipos de fertilizantes y pesticidas los cuales se han utilizado para incrementar el rendimiento de las cosechas y reducir los daños que provocan los insectos y las enfermedades de los cultivos, se ha dejado de lado el uso de productos naturales como estiércoles, bioles, te de estiércol, bocashi, la proliferación de microorganismos benéficos en el suelo y la generación de medios de auto defensas de las plantas contra las plagas y enfermedades. Si bien los fertilizantes químicos aumentan la producción de alimentos, los efectos negativos en el medio ambiente son indiscutibles (Toalombo, 2013). Por otro lado el crecimiento continuo de la población humana mundial influye en el aumento de la producción de alimentos. Del alimento generado por el sector agrícola, 40 % es de origen animal. Algunos grupos ambientalistas consideran que la industria pecuaria tiene gran responsabilidad en el calentamiento global por la generación de contaminantes vertidos al suelo, agua y atmósfera. Los gobiernos, principalmente de los países industrializados y algunos en desarrollo, han establecido regulaciones sobre uso, manejo y tratamiento de excretas ganaderas para que su impacto ambiental sea el menor posible (Pinos- Rodríguez et al., 2012). Un informe de la FAO señala que la producción pecuaria es una de las causas principales de los problemas ambientales más apremiantes del mundo, como el calentamiento del planeta, la degradación de las tierras, la contaminación atmosférica y del agua, y la pérdida de biodiversidad. Con una metodología que contempla la totalidad de la cadena del producto, el informe estima que el ganado es responsable del 18% de las emisiones de gases que producen el efecto invernadero, un porcentaje mayor que el del transporte (FAO, 2006).
  • 7. 6 Existen varias alternativas que pueden ser implementadas en las fincas ganaderas para la solución de estos problemas en la cual se debe de introducir el manejo de desechos como una de las mejores alternativas ya que no solo estamos contribuyendo al bienestar del medio ambiente sino que también aprovechamos todos los recursos que la finca genera e incrementando la rentabilidad de nuestro sistema de producción. La mejor forma de aprovechar el estiércol y reducir la contaminación es diversificando el uso del mismo a través de alternativas como la producción de abonos orgánicos como: bioles, bokashi, compost, humus de lombriz y la generación de gas (biodigestor) (Cedeño, 2005) 2.6.2. Historia de la biodigestión En el año 1890 se construye el primer Biodigestor a escala real en la India fomentando la producción de biogás y bioabono impulsados por la necesidad energética de campesinos para usarse como calefacción en invierno, eran apropiados para hogares aldeanos y alimentados con estiércol y desechos vegetales (CONCYTEG, 2006) En 1896 en Exeter, Inglaterra, las lámparas de alumbrado público eran alimentadas por el gas recolectado de los digestores que fermentaban los lodos cloacales de la ciudad (Wang, 2016). En 1920 Karl Imhoff puso en práctica el primer tanque digestor en Alemania de los cuales posteriormente se hizo una difusión por todo el mundo (PROSAP, 2009) Posterior a la primera y la segunda guerra mundial comienzan a difundirse en Europa las llamadas fábricas productoras de biogás, este producto se empleaba en tractores y automóviles de la época. El gas producido se utilizó para el funcionamiento de las propias plantas, en vehículos municipales y en algunas ciudades y se llegó a inyectar en la red de gas comunal (Ávila, 2009) En 1930 el gobierno chino comienza a alentar la construcción de biodigestores para el hogar mayormente en las zonas rurales.Esto a raíz de que el problema no era para cubrir una necesidad energética sino sanitaria (Wang, 2016) Durante la década de 1950, en Asia y particularmente en la India, se desarrollan modelos simples de cámaras de fermentación más conocidos como biodigestores, para la producción de biogás y bioabono. En China, India y Sudáfrica, debido a la escasez de recursos económicos estos métodos fueron difundiéndose y desarrollándose de tal manera que en la actualidad estos países cuentan con más e 30 millones de Biodigestores funcionando, además desarrollaron técnicas de generación gaseosa a pequeña y gran escala (Sayas & et al, 2012). 2.6.3. Subproductos de la biodigestión Además del biogás, con los biodigestores se obtienen como residuo final abonos orgánicos (biol y biosol) éstos ofrecen una solución, a la terminación del uso de agroquímicos con los cuales se está dañando los suelos de cultivo. No es nuevo el uso de abonos orgánico, desde la antigüedad se usaba el excremento de animales como abono, con la finalidad de nutrir los suelos y mejorar la
  • 8. 7 calidad de la cosecha. El uso de agroquímicos está terminando los niveles de materia orgánica y desbalance nutricional, en los campos de cultivo con el paso del tiempo los campos serán estériles (SAGARPA, 2014). 2.6.4. Distribución histórica mundial de los biodigestores Cuando se habla de una distribución histórica y mundial, vemos que a nivel de globo; se difunden tanques Imhoff3 para tratar aguas cloacales colectivas (Figura 1). El gas producido se lo utilizó para el funcionamiento de plantas propias, en vehículos municipales y en algunas ciudades se lo llegó a inyectar en la red de gas comunal (Asamblea Nacional del Ecuador, 2004). En la segunda guerra mundial comienza la difusión de los biodigestores a escala rural tanto en Europa como a nivel de China e India que se transforman en los pioneros de la materia. Esta difusión se ve interrumpida por el fácil acceso a los combustibles fósiles y recién en la crisis energética de la década de los años 70 se reinicia con gran ímpetu la investigación y extensión en todo el mundo incluyendo la mayoría de los países latinoamericanos. Los últimos 20 años han sido fructíferos en cuanto a descubrimientos sobre el funcionamiento del proceso microbiológico y bioquímico gracias al nuevo material de laboratorio que permitió el estudio de los microorganismos intervinientes en condiciones anaeróbicas (ausencia de oxígeno). Estos progresos en la comprensión del proceso microbiológico han estado acompañados por importantes logros de la investigación aplicada, obteniéndose grandes avances en el campo tecnológico. Los países generadores de tecnología más importantes en la actualidad son: China, India, Holanda, Francia, Gran Bretaña, Suiza, Italia, EE.UU., Filipinas y Alemania, cuyas plantas de tratamiento de desechos industriales, han tenido una importante evolución (Asamblea Nacional del Ecuador, 2004). Figura 1. Primer modelo histórico de biodigestor anaeróbico. Fuente: Alvear, 2002
  • 9. 8 2.7. ANTECEDENTES CONCEPTUALES Y REFERENCIALES DE LOS BIODIGESTORES Dentro del proceso de biodigestión existen dos tipos de digestión para la descomposición biológica de la materia orgánica: la digestión aerobia y la anaerobia. 2.7.1. Procesos de la digestión anaeróbica 2.7.1.1. Hidrólisis Para la hidrolisis las proteínas, carbohidratos y grasas son transformados en compuestos solubles por acción de bacterias proteolíticas, celulíticas y lipolíticas. Esta etapa es muy importante para suministrar los compuestos orgánicos necesarios para la estabilización anaeróbica en forma que pueden ser utilizados por las bacterias responsables de las etapas que siguen al proceso al interior de un biodigestor (Albarracín, 1995). 2.7.1.2. Acidogénesis Después de sufrir hidrolisis los compuestos solubles resultados de la primera etapa, ahora sufren por acción bacteriana transformación a ácidos orgánicos simples volátiles, acetatos, amoniacos, hidrógeno y por supuesto a bióxido de carbono. Esta etapa la pueden de hecho la llevan a cabo bacterias anaeróbicas o facultativas (Besel, 2007). 2.7.1.3. Acetogénesis “En esta etapa las bacterias acetogénicas interactúan con las Archaeas metanogénicas colaborando entre sí, a fin de transformar los ácidos grasos resultantes en los sustratos propios de la metanogénesis ” (Alvear, 2002). 2.7.1.4. Metanogénesis Finalmente según Besel en 2007 transcurre la metanogenesis: mediante la acción de las bacterias metanogénicas, el hidrogeno y parte de los acetatos, son transformados en metano y bióxido de carbono. El amoniaco se estabiliza en forma de sales de amonio, permaneciendo en esta forma todo el contenido original de nitrógeno de la materia orgánica, que está sometido al proceso de biodegradación anaeróbica (Figura 2). El metabolismo de estas bacterias es más lento, y son más sensibles a distintas condiciones ambientales. Figura 2. Esquema grafico ilustrado de la metanogénesis Fuente: Alvear, 2002
  • 10. 9 2.7.2. Biodigestores Un biodigestor es un tanque cerrado, hermético e impermeable, dentro del cual se coloca la biomasa, en relaciones de estiércol-agua (en nuestro caso colocamos una relación 1:3), y tiempos de retenciones para la degradación anaerobia (es decir en ausencia de oxigeno), generando gas metano y fertilizantes como el biol, disminuyendo el potencial contaminante de los excrementos. Puede ser construido con una infinidad de materiales como metal, ladrillos, plásticos, cemento etc. (Wilkie, 2005). 2.7.2.1. Partes fundamentales de un biodigestor i. Entrada de mezcla desperdicios/agua Según Wilikie, 2005 la entrada de mezcla “es un depósito cuadrado o cilíndrico donde se recibe el material orgánico, en el cual se realiza la mezcla con agua, para obtener un sustrato óptimo para la fermentación”. ii. Cámara de fermentación “Es el lugar donde se produce la degradación del material orgánico en ausencia de oxígeno en tiempos prolongados de fermentación, generando biogás y biol (Wilkie, 2005)”. iii. Depósito de salida En el depósito de salida se recoge el biol producido de manera temporal. Como resultado de esta transformación de la biomasa, se generan productos con una alta gama de concentración de NPK que pueden ser empleados de forma rápida, ya que el tratamiento anaerobio elimina los malos olores y la proliferación de contaminantes. Una de las características más importantes de la biodigestión es que disminuye el potencial contaminante de los excrementos de origen animal y humano, disminuyendo la DQO y la DBO hasta en un 90%. El biodigestor puede ser empleado por familias campesinas, ya que se puede utilizar materiales de bajos precios, es fácil de construir, además se aprovecha el estiércol como materia prima, minimizando la contaminación ambiental y ayudando a resolver problemas energéticos de las familias campesinas de las zonas rurales (García, 2009). 2.7.2.2. Funcionamiento del biodigestor Para obtener biogás y bioles de alta gama, dependerá principalmente de la relación estiércol-agua, condiciones de temperatura y pH, conductividad eléctrica el biodigestor tendrá buena aceptación comercial dependiendo de la biomasa que se deposite en el tanque, y el tiempo de retención necesarios para completar las etapas de la digestión anaerobia. Se puede utilizar excretas de ganado porcino, bobino, caprino, humanos y animales, como también restos vegetales, etc. (son más recomendadas las excretas de ganado vacuno en este proyecto se emplea, de hecho solo excremento vacuno) que son fácilmente degradados en el biodigestor. No se toma en cuenta en la mezcla del sustrato huesos, grasas, tierra, piedras, maderas verdes; ramas, troncos, aserrín, viruta. Dado que no supera el ataque de los microorganismos, impidiendo la degradación completa
  • 11. 10 del sustrato. El biodigestor debe estar en permanente monitoreo del operario técnico, procurando que no tengas fugas, o a su vez esté lleno de presión hermética, lo cual correría riesgo de explotar (El Mundo, 2009). 2.7.2.3. Condiciones para la biodigestión Las condiciones para la obtención de un biol de calidad en el digestor, según el portal Universo Porcino en 2011 son las siguientes: a) Un factor primordial es la temperatura, pues de ella depende que los microorganismos se encuentren activos y trabajando, debemos simular las condiciones óptimas para minimizar los tiempos de retención del sustrato. La temperatura ideal para la biodigestión es de 30° a 35°C aproximadamente. b) Un pH neutro. c) Herméticamente sellado, lo que facilita el trabajo de los microorganismos en un ambiente anaerobio y óptimo. d) Un nivel de humedad alto. e) El sustrato se encuentre bien mezclado y no tenga tamaños grandes que dificulten la degradación. f) Equilibrio de carbono/ nitrógeno (CONCYTEG, 2006). 2.7.2.4. Biomasa o sustrato a utilizar “En general cualquier substrato puede ser utilizado como biomasa en cuanto contengan carbohidratos, proteínas, grasas, celulosa y hemicelulosa como componentes principales” (Toalombo, 2013). Para seleccionar la biomasa se deben tener en cuenta los siguientes puntos según UCA en 2011: a) El contenido de substancias orgánicas debe ser el apropiado para el tipo de fermentación elegido. b) El valor nutricional de la sustancia orgánica se relaciona directamente con el potencial de formación de biogás, por ende se busca que sea lo más alto posible. c) El substrato debe estar libre de agentes patógenos que puedan inhibir el procese de fermentación. d) El contenido de sustancias perjudiciales o toxicas debe ser controlado para permitir una tranquila evolución de la fermentación. e) Es importante que el resultado final del substrato (después de haber aprovechado la fermentación para generar biogás) sea un desecho utilizable como por ejemplo fertilizante. 2.7.2.5. Características de un Biodigestor para que opere en forma correcta a) Se debe evitar la entrada de aire, cerrándolo herméticamente de este modo se evita también fugas del Biogás o biol producido. b) Se evita cambios bruscos de temperaturas aislándolos térmicamente.
  • 12. 11 c) Obligatorio contener una válvula de control del biogás y el biol generado. d) Poseer medios adecuados para efectuar la carga y la descarga del sistema. e) Acceso para limpiar la cámara de biodigestión anaeróbica, también un mantenimiento y purgado adecuado. f) Todo biodigestor debe contar con un medio de romper las natas que se forman a su interior (Herrero, 2008). 2.7.2.6. Tipos de biodigestores Los biodigestores se pueden clasificar en formas muy diversas, pero su grandeza se reflejada en la frecuencia de cargado, ya que esta determina la cantidad de biomasa que entrará en el proceso de digestión anaerobia. Es así que tenemos la siguiente clasificación.  Biodigestores discontinuos Cuando hemos finalizado la carga del sustrato, ya no se puede meter o sacar más material hasta que finalice el proceso de biodigestión, es decir hasta cuando ya no se genere más biogás o biol, el cual se vaciará y volverá a cargar nuevamente con el sustrato para iniciar con el proceso sin ausencia de oxígeno. Nuestras extensiones se basan en este modelo por excelencia. Este tipo de digestores anaerobios permiten mayor carga de materiales poco diluidos, por lo que no usa mayor cantidad de agua que los sistemas que tienen continuidad. Teniendo como ventaja que no afecta significativamente la presencia de material de alto peso molecular (López, 2003).  Biodigestores Semi-continuos Aquí tienen que hacerse cargas diariamente es decir; una porción pequeña de sustrato en relación al contenido total, en estos biodigestores; el volumen es constante de sustrato en el interior. Es importante la disponibilidad para el contenido de agua, debido a que el sustrato que ingresará al proceso de biodigestión debe componerse a una relación 1:4, es decir una parte del material orgánico y cuatro partes de agua como máximo (UCA, 2011).  Biodigestores de mezcla completa Según el portal Energía Casera en 2011; este tipo de biodigestores también es conocidos como: Biodigestores continuos, se compone una con una entrada continua del sustrato y una salida continua del producto, este tipo de biodigestores no se completa al 100% el proceso, por lo que no garantizar la eliminación total de agentes causantes patógenos, por lo que es necesaria la recirculación del efluente.  Modelo Horizontal Tienen una cámara de digestión alargada, aquí el material orgánico se recorre a lo largo del biodigestor produciéndose la degradación anaerobia, por los extremos se sitúan tenemos una cámara de carga y la cámara de descarga del sistema. Al ser horizontal, ayuda a que el la carga inicial no se mezcle con el efluente, haciéndolo que el aprovechamiento de residuos requieran un
  • 13. 12 tratamiento prolongado (Figura 3).”Estos modelos horizontales son conocidos como biodigestores familiares de bajo costo, donde las familias campesinas que no tienen suficiente recursos optan por la construcción este modelo, son fáciles de implementar utilizando plásticos tubulares de polietileno” (López, 2003). Figura 3. Modelo de un biodigestor horizontal Fuente: PROSAP, 2009 2.7.3. Biol El Biol es una fuente de fitorreguladores producto de la descomposición anaeróbica de los desechos orgánicos que se puede obtener por dos métodos:  Como afluente líquido resultante de la descomposición anaeróbica o biodigestión de materia orgánica, que aparece como residuo liquido resultante de la fermentación metanogénica de los desechos orgánicos, generalmente en un biodigestor que tiene como objetivo principal la producción de biogás.  Preparación específica, generalmente artesanal, que tiene como fin principal la obtención de este abono líquido, bioestimulante, rico en nutrientes y se lo puede obtener mediante la filtración al separar la parte liquida de la sólida (Cordero, 2010) 2.7.3.1. Funciones del biol Funcionan principalmente al interior de las plantas, activando el fortalecimiento del equilibrio nutricional como un mecanismo de defensa de las mismas, a través de los ácidos orgánicos, las hormonas de crecimiento, antibióticos, vitaminas, minerales, enzimas y co-enzimas, carbohidratos, aminoácidos y azúcares complejas, entre otros, presentes en la complejidad de las relaciones biológicas, químicas, físicas y energéticas que se establecen entre las plantas y la vida del suelo. Los biofertilizantes enriquecidos con cenizas o sales minerales, o con harina de rocas molidas, después de su periodo de fermentación (30 a 90 días), estarán listos y equilibrados en una solución tampón y coloidal, donde sus efectos pueden ser superiores de 10 a 100.000 veces las cantidades de los micronutrientes técnicamente recomendados por la agroindustria para ser aplicados foliarmente al suelo y a los cultivos (Herrero, 2008).
  • 14. 13 Rolando (2009), menciona que la función del biol en el interior de las plantas se logra a través de:  Ácidos orgánicos  Hormonas de crecimiento  Antibióticos  Vitaminas  Minerales  Enzimas  Co-enzimas  Azucares  Relaciones biológicas  Químicas  Físicas  Energéticas Que de manera inherente se confiere entre las plantas y la vida del suelo. 2.7.3.2. Ventajas y desventajas del biol En su libro ABC de la agricultura orgánica, Restrepo indica que las ventajas y los resultados más comunes que se logran con los biofertilizantes en los cultivos, entre otros, son: • Utilización de recursos locales, fáciles de conseguir (mierda de vaca, melaza, leche, suero, etc.). • Inversión muy baja (tanques o barriles de plástico, niples, mangueras, botellas desechables, etc.) • Tecnología de fácil apropiación por los productores (preparación, aplicación, almacenamiento). • Se observan resultados a corto plazo. • Independencia de la asistencia técnica viciada y mal intencionada. • El aumento de la resistencia contra el ataque de insectos y enfermedades. • El aumento de la precocidad en todas las etapas del desarrollo vegetal de los cultivos. • Los cultivos perennes tratados con los biofertilizantes se recuperan más rápidamente del estrés poscosecha y pastoreo. • La longevidad de los cultivos perennes es mayor • El aumento de la cantidad, el tamaño y vigorosidad de la floración. • El aumento en la cantidad, la uniformidad, el tamaño y la calidad nutricional; el aroma y el sabor de lo que se cosecha. • Los ahorros económicos que se logran a corto plazo, por la sustitución de los insumos químicos (venenos y fertilizantes altamente solubles). • La eliminación de residuos tóxicos en los alimentos.
  • 15. 14 • El aumento de la rentabilidad. • La independencia de los productores del comercio al apropiarse de la tecnología. • La eliminación de los factores de riesgo para la salud de los trabajadores, al abandonar el uso de venenos. • El mejoramiento y la conservación del medio ambiente y la protección de los recursos naturales, incluyendo la vida del suelo. • El mejoramiento de la calidad de vida de las familias rurales y de los consumidores. • El aumento de un mayor número de ciclos productivos por área cultivada Finalmente, los biofertilizantes economizan energía, aumentan la eficiencia de los micronutrientes aplicados en los cultivos y baratean los costos de producción, al mismo tiempo que aceleran la recuperación de los suelos degradados (Restrepo, 2007). Toalombo indica que las desventajas del uso del biol son: a) El tiempo de preparación del biol es demás largo. b) Cuando no se protege de los rayos solares directos tienden a dañarse por defecto (Toalombo, 2013). 2.7.3.3. Factores que intervienen en la formación del biol Según Cajamarca, para conseguir un buen funcionamiento del digestor debe cuidarse:  la calidad dela materia prima o biomasa,  la temperatura de la digestión (25° a 35°),  la acidez (pH) alrededor de 7 y  las condiciones anaeróbicas del digestor del que se da cuando está herméticamente cerrado. Es importante considerar la relación de materia seca y agua, que implica el grado de partículas en la solución. La cantidad de agua debe normalmente situarse alrededor de 90% en peso del contenido total. Tanto el exceso como la falta de agua son perjudiciales. La cantidad varía de acuerdo con la materia prima destinada a la fermentación (Cajamarca, 2012). 2.8. ANTECEDENTES CONTEXTUALES (SITUACIÓN ACTUAL) 2.8.1. Alcance del Proyecto El proyecto de Diseño e implementación de un biodigestor para la obtención de biol a partir del estiércol de cuy se lo realizó en el sector de San José de Barabón perteneciente a la parroquia de San Joaquín, ubicada en la ciudad de Cuenca, provincia del Azuay. Dicho sector está situado al sur del Ecuador (Figura 4).
  • 16. 15 Figura 4. Localización satelital del proyecto ‘’ Diseño e implementación de un Biodigestor para la obtención de biol a partir del estiércol de cuy en la cuenca del Rio Yanuncay de la parroquia San Joaquín’’ cantón Cuenca, Azuay Fuente: Google Earth 2.8.2. Población Beneficiaria La población beneficiaria general son 20 personas del sector de Barabón y que forman parte de la Asociación de Productores Agropecuarios ¨Yanuncay¨ (APAY). En el presente proyecto, se trabajó con la socia Mariana de Jesús Saguay, cuyo domicilio y parcela se encuentran ubicados frente a la Iglesia de la comunidad (Figura 5). El Biodigestor se instaló en la misma área de la compostera, situada en las coordenadas 17M 071 2209 y UTM 9676780, coordenadas georreferenciadas por un GPS (Anexo 3, fotografía 6). Figura 5. Localización satelital del biodigestor de la señora Mariana de Jesús Saguay en la parroquia San José de Barabón Fuente: Google Earth
  • 17. 16  PLAN DE ACCIÓN 2.9. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA DE LA IMPLEMENTACIÓN DE BIODIGESTORES EN LA SOCIEDAD AGRO- PRODUCTORA APAY 2.9.1. Utilidad de los biofertilizantes Restrepo indica que sirven para nutrir, recuperar y reactivar la vida del suelo, fortalecer la fertilidad de las plantas y la salud de los animales, al mismo tiempo que sirven para estimular la protección de los cultivos contra el ataque de insectos y enfermedades. Por otro lado, sirven para sustituir los fertilizantes químicos altamente solubles de la industria, los cuales son muy caros y vuelven dependientes a los campesinos, haciéndolos cada vez más pobres (Restrepo, 2007). 2.9.2. Acción del estiércol en el suelo El estiércol en el biol viene a ser parte del componente sólido que tendrá la función de proveer nitrógeno y en menor cantidad fósforo, potasio, calcio, magnesio, hierro, manganeso, zinc, cobre y boro al biol. La cantidad de estiércol producido por animal está en función de su especie, peso, alimentación, e incluso etapa de crecimiento (Cordero, 2010). Tiene una acción benéfica, esencialmente en la provisión de nutrientes sobre todo NPK, y en la mejora sustancialmente de las propiedades del suelo, ya que aumenta considerablemente el contenido y la calidad de la materia orgánica. Una buena calidad del estiércol, está en relación a la especie animal a partir del cual se fabrique el biol, la alimentación generada por los ganaderos, y la zona agrícola donde se los cría al animal, esto eleva su composición nutritiva entre un 30 y 80% de los tenores orgánicos, aplicando de forma constante y en reiteradas ocasiones, el estiércol puede elevar el contenido de humus en el suelo, aumentado la actividad microbiana durante la fase anaerobia. “El estercolado actúa positivamente sobre la condición física de los suelos, aumento de los espacios intersticiales del suelo, la macro porosidad y mejoras en la capacidad de retención de agua, mediante la incorporación de varios tipos de estiércol al suelo “(García, 2009). 2.9.3. Estiércol de cuy Se considera el estiércol de cuy uno de los estiércoles de mejor calidad de mejor calidad, junto con el de caballo, por sus propiedades físicas y químicas, por lo que usualmente es usado por los agricultores como abono directo. En el caso del estiércol de cuy se identifica la facilidad de recolección en comparación del estiércol de otros animales, puesto que normalmente se los encuentra en galpones, la cantidad de estiércol producido por un cuy es de 2 a 3 kg por cada 100 kg de peso. La composición del estiércol depende de la alimentación del animal (Cordero, 2010).
  • 18. 17 2.10. INFORMACIÓN PRE- PROPUESTA (Situación familiar, fuentes de ingreso, realidad socio económica, datos de la parcela, oportunidades) 2.10.1. ENTREVISTA A través de una entrevista con la señora Mariana de Jesús Saguay se obtiene datos (Tabla 1) sobre la actividad agrícola que realiza la familia, así como también su situación socioeconómica. La entrevista se realiza con la finalidad de conocer la situación antes de la implementación del proyecto y poder compararla cuando se ejecute y culmine el mismo. Tabla 1. Datos obtenidos de la entrevista. ENTREVISTA Número de integrantes de la familia 8 Personas que trabajan la parcela 2 Fuentes de ingresos económicos Venta de hortalizas y asadero de pollos y cuyes Área de cultivo 400 m2 Número de especies cultivadas 20 Abonos utilizados Abono obtenido por compostaje de gallinaza, guano de cuy y restos de vegetales Número de cuyes 30 Estiércol de cuy por semana 75 kilos Uso de abonos líquidos Comerciales Fuente: Autor 2.10.2. RECURSOS PARA EXPLOTAR La actividad agropecuaria es la fuente de ingreso de la familia de la señora Marianita Saguay, y los residuos tanto de la actividad agrícola (restos vegetales de la cosecha) como los de la actividad pecuaria (plumas, excremento de gallina y guano de cuy) son usados para obtener compost. Sin embargo, en el área de cultivo no sólo se utiliza abono sólido, sino también abono líquido. Para éste último, se necesita una inversión económica de aproximadamente 30 dólares mensuales. Una solución para evitar esta inversión es la utilización del guano de cuy para la producción de su propio biol, prefiriendo este excremento antes que la gallinaza porque se obtiene un biol de mejor calidad gracias a sus propiedades físicas y químicas como ya se lo indicó anteriormente. Además se consideraría una nueva fuente de ingresos para la familia si se realiza la venta de este producto.
  • 19. 18 2.10.3. CARACTERÍSTICAS CLIMÁTICAS Y EDÁFICAS DE LA ZONA 2.10.3.1. Climatología Gracias a la ubicación de Barabón perteneciente a la parroquia San Joaquín, situada en la cordillera occidental y en parte del valle de Cuenca, esta oscila entre los 2.600 y 4.620 m.s.n.m., la temperatura varía desde los 5º centígrados en las partes más altas, hasta los 13º centígrados en la parte oriental de la parroquia que está asentada en el valle de Cuenca. Las precipitaciones fluctúan entre los 750 y 1250 mm anuales (Figura 6). Estos datos ubican a Barabón, según la división de climas en el Azuay, en el clima ecuatorial frio de alta montaña en las zonas altas del occidente de la parroquia, donde la vegetación corresponde a páramo (Guamán, 2011) La precipitación en Barabón en general, en toda la parroquia San Joaquín fluctúa entre los 500 y 2000 mm de lluvia anuales, ya que se generan lluvias orográficas gracias a su ubicación en las partes altas de la cordillera de los Andes occidental y en el sotavento de la misma. “En las zonas más altas el aire alcanza su máxima saturación es decir las partes más altas de la parroquia y se condensa para producir precipitaciones, en otras palabras, este es un ambiente de permanente humedad” (Guamán, 2008). Figura 6. Detalle de las Isotermas climáticas de la parroquia San Joaquín localizado en el occidente de Cuenca Fuente: Guamán, 2011 III. EJECUCIÓN 2.11. DESARROLLO DE LA PROPUESTA (PROCESO DE DISEÑO, DESARROLLO E IMPLEMENTACIÓN DE BIODIGESTORES EN LA COMUNIDAD AGRO- PRODUCTORA APAY)  Identificación previa de la zona de estudio (asignación de familia) a través de reuniones comunales El trabajo de campo arranca el 21 de noviembre de 2016 con la primera identificación de la zona de trabajo, con una reunión con la comunidad beneficiaria de los biodigestores (Anexo 3, fotografía 7), un total de 20
  • 20. 19 agricultores de la comunidad agrícola Yanuncay, donde es miembro la señora Mariana de Jesús Saguay. La junta se celebra en la casa parroquial de Barabón, en donde se explica los beneficios de ser poseedor de un equipo de biodigestión (Anexo 3, fotografía 1). Posteriormente se celebran otras juntas siendo la más destacable el viernes 17 de febrero de 2017 donde se realiza la asignación de familias a cada estudiante, a partir de esta junta nace todas las otras labores que se detallan en este informe. 2.11.1. PROCESO DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DEL BIODIGESTOR Diseño del biodigestor El diseño (Biodigestor discontinuo) y su capacidad (200 litros) se escogieron, fundamentalmente por la cantidad de estiércol o residuos producidos diariamente en cada vivienda. Al no ser actividades a gran escala se obtienen, relativamente, pocas cantidades de residuos, y por otro lado su manejo se limita a la carga de las materias primas y la descarga de los productos, dando mayor facilidad a los beneficiario. Construcción del biodigestor La construcción del Biodigestor se llevó a cabo al interior de las instalaciones de la Universidad Politécnica Salesiana. Capacitaciones Previas a la instalación del biodigestor Con la colaboración del Ingeniero Agrónomo J. Guamán el 9 de Marzo de 2017, previo a una capacitación técnica interna llevada a cabo en la sede con los estudiantes involucrados en la realización del proyecto (8 de marzo), se procede a la capacitación mayor con todos los miembros de la comunidad APAY dando como resultado la instalación piloto de un primer biodigestor (Anexo 3, fotografía 8) para la señora Rosa Pilco de esa manera se ejercita y se capacita a todos los involucrados en el montaje de este importante recurso agrícola con todos los reactivos que este equipo debe portar, no solo agua y estiércol en proporción 1:3. Materiales Los materiales utilizados para el biodigestor son los siguientes y están resumidos en (Tabla 2):
  • 21. 20 Tabla 2. Tabla resumen con todos los materiales empleados en el montaje y construcción del biodigestor discontinuo de 200 L de capacidad destinado a la señora Mariana de Jesús Saguay Material Cantidad Caneca Rotoplast ® plástica con capacidad de 200 L. 1 Adaptador de media pulgada. 1 Neplos de media pulgada. 2 Codo de 90º de media pulgada. 1 Tee de media pulgada. 1 Llave de paso de media pulgada. 1 Tuvo Pvc de media pulgada. 1 Reducción rosca por fuera de media pulgada. 1 Manguera de gas. 2 metros Boquilla. 3 Teflón o pega tuvo. 5 rollos. Sylka pega. 5 envases. Botella plástica. 3 litros. Fuente: Autor Reactivos Los reactivos empleados el día de la instalación pueden verse citados en (Tabla 3): Tabla 3 Tabla resumen con los reactivos empleados el día de la instalación para el montaje del biodigestor en el que puede evidenciarse que la proporción estiércol agua sigue el patrón 1:3. Reactivo Cantidad Agua entubada 180 litros Guano de cuy 50 kilos Melaza 2 litros Leche cruda 2 litros Ceniza 3 kilos Alfalfa 2 kilos Fuente: Autor 2.11.2. MONTAJE DEL BIODIGESTOR a) Se destinó un área de construcción de biodigestores en los laboratorios de ciencias de la vida de la UPS, para realizar las construcciones del biodigestor que comenzaron a partir del 3 de febrero de 2017, hay que tener en cuenta que los accesorios de PVC se encuentren herméticamente sellados con teflón o pega tubo, además de Sylka pega,
  • 22. 21 para no tener fugas cuando se empiece a generar biogás, todos los materiales fueron adquiridos en ‘’El Mega Hierro ®’’. Se hace un agujero en la tapa de la caneca plástica (Anexo 3, fotografía 2), se coloca el acople o adaptador de media pulgada (Anexo 3, fotografía 3), de tal modo que se eviten fugas de gas, procurando que debe estar bien fijo. De esta manera se garantiza la discontinuad en la biodigestión según (Seadi et al, 2009). b) Se coloca el neplo en la parte superior del adaptador, seguido del codo de 90º, procurando que enrosque hasta el final (Alviar, 2002) (Figura 7). Figura 7. Instalación de los accesorios acoplados al biodigestor Fuente: Saedi et al ,2009 c) A continuación, se toma el tubo PVC de media pulgada y se coloca la T, el neplo, la llave de paso, la reducción y la manguera de gas con una boquilla, según como lo indica Saedi et al en 2009 utilizando teflón o pega tubo. d) “Se coloca una botella plástica con un agujero en la parte superior, esta funcionará como una válvula de escape del bio- gas cuando haya demasiada presión” (UCA, 2011). e) Para el día 15 de marzo de 2017, una vez armado el Biodigestor (Anexo 3, fotografía 4) a escala piloto en los laboratorios de ciencias de la vida de la UPS, estos fueron transportados a San José de Barabón y se procedió a llenar el sustrato con una relación de 1:3 de estiércol – agua, además de los respectivos reactivos mencionados, se debe recalcar que este montaje se lo realiza ya en el terreno destinado por la señora Marianita Saguay para la producción de este complemento agrícola (Anexo 3, fotografía 9). f) Posterior a la instalación el día 16 de marzo, se realizaron chequeos cada 15 días, la penúltima visita se realizó el día 24 de junio donde se extrajo una pequeña muestra del producto, el cual aún poseía un ligero olor a guano pero el olor a fermentación si se presentaba, por lo que se decidió dejarlo 15 días más para una mayor maduración (Anexo 3, fotografía 10).
  • 23. 22 g) Finalmente el día 9 de julio se da por concluido el proceso, tras 115 días de fermentación. Sin embargo, el producto tuvo un olor a putrefacción, incumpliendo la primera característica de un buen biol (Anexo 3, fotografías 11,12 y 13). ETAPA III: Evaluación 3.1. Pruebas y análisis del biol de guano de cuy 3.1.1. Medición de características físico-químicas del biol obtenido. Pruebas Físico- Químicas pH La medición del pH tanto en el biol como en el fertilizante foliar comercial, se realizó a través del uso de potenciómetro METTLER TOLEDO S220. El pH del biol obtenido fue de 6.5 (Anexo 3, fotografía 14) Martín en su tesis indica los siguientes valores de pH de un biol orgánico según el tipo de estiércol usado: Tabla 4. Valores de pH de bioles orgánicos obtenidos de diferentes sustratos Componente Estiércol vacuno Estiércol vacuno y restos de comida Estiércol vacuno con planta de banano Estiércol bovino Estiércol bovino con roca fosfórica PH 8.1 6.5 6.7 6.5 6.3 Fuente: Martín, 2003 Por otro lado, un fertilizante líquido nitrogenado de la Industria Sulfúrica S.A. (ISUSA) llamado N30 líquido presenta un pH 5.8, de carácter ácido como la mayoría de fertilizantes comerciales (ISUSA, 2016) Gráfica 1. Comparación de valores de pH entre el biol obtenido en el proyecto, biol de una revisión bibliográfica y un fertilizante líquido comercial Fuente: Autor 6.5 6.5 5.8 5.4 5.6 5.8 6 6.2 6.4 6.6 BIOL/UPS BIOL/ESTUDIOS COMERCIAL pH
  • 24. 23 Conductividad Eléctrica La conductividad eléctrica del producto se midió de igual manera con el potenciómetro METTLER TOLEDO S220, obteniendo una medida de 21 mS/cm (Anexo 3, fotografía 15) Quipuzco en su biol de estiércol bovino obtuvo una conductividad eléctrica de 15,4 dS/m que es igual a 15mS/cm (Quipuzco & et al, 2011). Tabla 5. Conductividad eléctrica de biol de estiércol bovino Fuente: Quipuzco & et al, 2011 Mientras que en el fertilizante de ISUSA presenta una conductividad de 0,66 mmhos/cm que transformadas a las unidades con las que trabajamos nos da 660 mS/cm (ISUSA, 2016) Gráfica 2. Comparación de la conductividad eléctrica entre el biol obtenido en el proyecto, biol de una revisión bibliográfica y un fertilizante líquido comercial Fuente: Autor Densidad El cálculo de la densidad se realiza por el método del picnómetro. Sabiendo que la densidad es igual a masa sobre volumen y el picnómetro tiene un volumen de 10mL, se toma el peso del picnómetro sin contenido, luego se pesa con el biol y se saca la diferencia para saber la masa (Anexo 3, fotografía 16) y se aplica la siguiente ecuación: 𝑫. 𝒓 = 𝑴𝒂𝒔𝒂 𝒅𝒆𝒍 𝒑𝒊𝒄𝒏ó𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐 𝒍𝒍𝒆𝒏𝒐 − 𝑴𝒂𝒔𝒂 𝒅𝒆𝒍 𝒑𝒊𝒄𝒏ó𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐 𝒗𝒂𝒄𝒊𝒐 𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 𝒑𝒊𝒄𝒏ó𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐 (Voet & Voet, 2006) Aplicando la fórmula: 𝑫. 𝒓 = 𝟐𝟖. 𝟖𝟏𝒈 − 𝟏𝟖. 𝟑𝟗𝒈 𝟏𝟎𝒎𝑳 = 𝟏. 𝟎𝟒𝟐𝒈 𝒎𝑳 = 𝟏𝟎𝟒𝟐𝒈/𝑳 0 100 200 300 400 500 600 700 BIOL/UPS BIOL/ESTUDIOS COMERCIAL Conductividad eléctricamS/cm
  • 25. 24 Dentro de un estudio de bioles obtenidos de estiércol bovino y porcino en la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro se obtuvo una densidad de 1g/cm3 (1000g/L) y 0.97g/cm3 (970g/L), respectivamente (Sistema de Biobolsa, 2015). Tabla 6. Densidad de biol de estiércol bovino y porcino Fuente: Sistema de Biobolsa, 2015 La densidad del fertilizante comercial es de 1295 gr/lt 10 gr/l (ISUSA, 2016). Gráfica 3. Comparación de valores de densidad entre el biol obtenido en el proyecto, biol de una revisión bibliográfica y un fertilizante líquido comercial Fuente: Autor Ensayos Químicos – Instrumentales i. Determinación de Nitrógeno (N) y el Fósforo (P) por cromatografía iónica La cuantificación de nitratos y fosfatos se realizó en el cromatógrafo (Anexo 3, fotografía 17) obteniéndose 2.865 ppm (0.2865%) de nitratos (Anexo 4) y 10.319 ppm (1.0319%) de fosfatos (Anexo 5). 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 BIOL/UPS BIOL/ESTUDIOS COMERCIAL 1042 970 1295 DENSIDAD TOTAL g/L
  • 26. 25 En el estudio de Toalombo se concluye que el estiércol de cuy de buena calidad posee concentraciones de nitratos de 0.05% y fosfatos de 0.32% (Toalombo, 2013). El abono orgánico líquido AnnQuímica obtenido para comparar los valores de N y P posee 0.38g/L (0.38%) de nitrógeno y 0.064g/L de fósforo. Gráfica 4. Comparación de las concentraciones de N y P entre el biol obtenido en el proyecto, biol de una revisión bibliográfica y un fertilizante líquido comercial Fuente: Autor 3.1.1.1. Resultados y discusión Según Restrepo loa dos primeros parámetros para determinar la calidad del biol son un olor a fermentado y un color ámbar, aunque en nuestro caso el olor fue a putrefacción y resultó un color verdoso, los análisis físico-químicos y el análisis químico evidenciaron que los valores tanto de pH, conductividad eléctrica y densidad se encuentra en rangos similares presentes en bioles obtenidos en otros estudios, así como también su composición química demuestra un buen contenido de nitratos y fosfatos. Una hipótesis sobre el mal olor del biol fue que se dejaron demasiados días para la maduración sin embargo, ésta se descartó ya que en estudios de Toalombo y Restrepo se indica que entre mayor tiempo de maduración mejor calidad tendrá el biol. Por ello se concluye que esto fue resultado de algún orificio que permitió la entrada de aire y estropeó el preparado. NITRATOS FOSFATOS BIOL/UPS BIOL/ESTUDIOS COMERCIAL 0.29% 0.05% 0.38% 1.03% 0.32% 0.06% CONCENTRACIÓN DE NITRATOS Y FOSFATOS NITRATOS FOSFATOS
  • 27. 26 3. CONCLUSIONES GENERALES A LA VALIDACIÓN POST IMPLEMENTACIÓN DE BIODIGESTORES EN LA COMUNIDAD AGRO- PRODUCTORA APAY a) E biol de guano de cuy representa uno de los bioles de mejor calidad, gracias a su composición química, comparado con el estiércol de bovinos o porcinos. b) El biol de guano de cuy se debe cosechar después de 100 días (penúltima visita) de fermentación, ya que a los 115 días (última visita) sus propiedades físicas ya se habían modificado c) Las concentraciones de nutrientes (N y P) del Biol son más altas que las obtenidas en otros estudios, mientras que tienen similares concentraciones que las de un fertilizante líquido comercial. 4. RECOMENDACIONES GENERALES A LA VALIDACIÓN POST IMPLEMENTACIÓN DE BIODIGESTORES EN LA COMUNIDAD AGRO- PRODUCTORA APAY a) El residuo sólido restante llamado biosol también debería analizarse para explotar también sus propiedades nutritivas. b) Es necesaria la verificación de la calidad del biol mediante su aplicación en los cultivos y sus respectivos análisis de resultados. c) En un estudio próximo fuera conveniente combinar la gallinaza y el guano de cuy para conocer si se puede obtener un biol con mejores características y aprovechando ambos residuos.
  • 28. 27 5. BIBLIOGRAFÍA [1] Ávila, S. E. (2009). Biogas. Opción real de seguridad energética para México. (Máster). Instituto Politécnico Nacional, Mexico. [2] Albarracín, D. (1995). Biblioteca del campo granja integral autosuficiente - 3a.ed. Disloque Editores. Santa Fé de Bogotá-Colombia., Pp. 240-247. [3] Alvear, T. (2002). Manual agropecuario tecnologías orgánicas de la granja integral autosuficiente., 1a.ed. Limerín S.A. Bogotá- Colombia., Pp. 402-404. [4] Asamblea Nacional República del Ecuador. (2014). Marco legal sobre cuidado ambiental y aguas de riego del ecuador. Quito – Ecuador. (Disponible en línea) [Fecha de consulta 15 de Abril de 2017]: http://www.ambiente.gob.ec/wp- content/uploads/downloads/2012/09/constitucion_de_bolsillo_final.pdf [5] Besel, S. (2007). Biomasa digestores anaerobios. Idea Editorial. Madrid- España. Pp. 7-10. (Disponible en línea E- Book). [Fecha de consulta 20 de Abril de 2017]: http://www.idae.es/index_Biomasa_digestores.pdf [6] Cajamarca, D. (2012). Procedimientos para la elaboración de abonos orgánicos (Agropecuaria). Universidad de Cuenca, Cuenca. Recuperado a partir de http://dspace.ucuenca.edu.ec/bitstream/123456789/3277/1/TESIS.pdf [7] Cedeño, L. (2005). Alternativas eco-amigables para el uso de estiércol bovino, 1ra. Parte. Recuperado 13 de julio de 2017, a partir de https://www.engormix.com/ganaderia-carne/articulos/alternativas-eco- amigables-uso-t26225.htm [8] CONCYTEG. (2006). Biogas y biometanación. Recuperado a partir de Uso de biodigestores en la industria pecuaria 68 Celia Ávila Velázquez Civilgeeks . (2015). ”Los biodigestores importancia y beneficios” [Página e n línea], [consulta 2 de Junio de 2016], disponible en internet: http://civilgeeks.com [9] Cordero, M. (2010). “APLICACIÓN DE BIOL A PARTIR DE RESIDUOS: GANADEROS, DE CUY Y GALLINAZA, EN CULTIVOS DE RAPH.ANUS SATIVUSL PARA DETERMINAR SU INCIDENCIA EN LA CALIDAD DEL SUELO PARA AGRICULTURA” (Ingeniería Ambiental). Universidad de Cuenca, Cuenca. Recuperado a partir de http://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/1505/13/UPS-CT002009.pdf [10] Diario Español - El Mundo. (2009).España una potencia mundial en biogás. Publicaciones de Ciencia y Tecnología. Madrid - España. (Disponible en línea) [Fecha de consulta 22 de Abril de 2017]: http://www.elmundo.es/elmundo/2009/07/09/ciencia/1247134 985/html 2011-11- 29 [11] FAO. (2006). Enfoques: Las repercusiones del ganado en el medio ambiente. Recuperado 13 de julio de 2017, a partir de http://www.fao.org/ag/esp/revista/0612sp1.htm
  • 29. 28 [12] García, K. (2009). Codigestión anaeróbica de estiércol y lodos de depuradora para producción de biogás. Universidad de Cádiz., Facultad de Ciencias del Mar y Ambientales., Cádiz- España. (Disponible en línea E- Book) [Fecha de consulta 23 de Mayo de 2017]: http://rodin.uca.es/xmlui/bitstream/handle/VERSION%20FINAL.pdf?sequence= 1 [13] Guamán (2011). Análisis de las actividades turísticas que se desarrollan en el biocorredor Yanuncay para determinar su sostenibilidad. Tesis Universidad de Cuenca. Cuenca- Ecuador p. 289-295 [14] Herrero, M. (2008). Guía de diseño y manual de instalación de biodigestores familiares., La Paz- Bolivia. Pp. 3-26. [15] Herrero, M. (2008). Guía de diseño y manual de instalación de biodigestores familiares., La Paz - Bolivia., 2008., Pp. 3-26. (Disponible en línea E- Book) [Fecha de consulta 20 de Abril de 2017]: http://grecdh.upc.edu/publicacions/documents.pdf [16] ISUSA. (2016). Fertilizantes líquidos nitrogenados. Industria Sulfúrica S.A. Recuperado a partir de http://isusa.com.uy/files/2016-01/fertilizantes-l-quidos- nitrogenados.pdf [17] López, P., Antonio, C. (2003). Valorización del estiércol de cerdo a través de la producción de biogás. Bogotá- Colombia Pp. 78-83. (Disponible en línea E- Book) [Fecha de consulta 20 de Abril de 2017]: http://es.scribd.com/doc/- Manual-Bio-DigestOr [18] Martin, F. 2003. La fertilización mineral en la agricultura ecológica. Consultado 16 de junio del 2008. Disponible en w.w.w.agroinformación.com [19] Pinos-Rodríguez, J. M., García-López, J. C., Peña-Avelino, L. Y., Rendón- Huerta, J. A., González-González, C., & Tristán-Patiño, F. (2012). Impactos y regulaciones ambientales del estiércol generado por los sistemas ganaderos de algunos países de América. Agrociencia, 46(4), 359-370. [20] Portal Universo Porcino. (2011). Funcionamiento del biodigestor. El portal Argentino del Cerdo. La Rioja- Argentina. (Disponible en línea) [Fecha de consulta 22 de Abril de 2017]: http://www.produccion- animal.com.ar/Biodigestores/08-cerdos.pdf [21] Portal Word Press. (2009). La energía casera. La clasificación de los Biodigestores. México DF- México (Disponible en línea) [Fecha de consulta 18 de Mayo]: http://energiacasera.wordpress.com/2009/09/17/clasificacionde- biodigestores [22] PROSAP. (2009). Biodigestores y biogás en la actividad rural. Recuperado a partir de www.Prosap.gor.ar/docs/biodigestores.pdf. [23] Quipuzco, L., & et al. (2011). Evaluación de la calidad de biogas y biol a partir de dos mezclas de estiércol de vaca en biodigestores tubulares de pvc. Recuperado a partir de http://revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe/index.php/iigeo/article/viewFile/690/5 43
  • 30. 29 [24] Restrepo Rivera Jairo. (2001). Elaboración de abonos orgánicos, fermentados y biofertilizantes foliares. IICA, Costa Rica, 114 p. [25] Rolando C., Elba V. (2009). Identificación y clasificación de los distintos tipos de biomasa disponibles en chile para la generación de biogás., Escuela de Ingeniería Bioquímica. Pontificia Universidad Católica de Valparaíso., Santiago de Chile. Pp. 16-18. [26] SAGARPA. (2014). Programas Curso Fortalecimiento Institucional Sistema de Biodigestión. México, D.F. Recuperado a partir de www.proyectodeenergiarenovable.com . [27] Sayas, P., & et al. (2012). Biodigestores una alternativa tecnológica para el futuro. Universidad Agraria la Molina. Recuperado a partir de http://bio - digestores.blogspot.mx/2012/06/ perfil.html. [28] Seadi, T., Rutz, D., et al. (2009).Biogas basic the compleat biogas handbook. Oregon- EEUU. Pp. 154 [29] Sistema de Biobolsa. (2015). Manual del Biol. Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro. Recuperado a partir de http://sistema.bio/wp- content/uploads/2016/03/12.-MANUAL-DEL-BIOL_16.pdf [30] Toalombo, M. (2013). Aplicación de abonos orgánicos líquidos tipo biol al cultivo de mora. (Trabajo de Investigación). Universidad Técnica de Ambato, Ambato. [31] Universidad de Cádiz (UCA). (2011). Caracterización cinética de la degradación anaerobia termofílica seca de la forzó efecto de diferentes pretratamientos sobre la biodegradabilidad del residuo. Departamento de Ingeniería Química, Tecnología de Alimentos y Tecnologías del Medio Ambiente. Cadiz – España. (Disponible en línea) [Fecha de consulta 22 de Abril de 2017]: http://minerva.uca.es/publicaciones/asp/docs/tesis/LAFernandezGuelfo.pdf [32] Voet, D., & Voet, J. G. (2006). Bioquímica. Ed. Médica Panamericana. [33] Wang, C. (2016). Alternativa policies to subsideze rural house hold biogas digesters. Energy Policy, 93, 187-195. [34] Wilkie, A. (2005). Anaerobic digestion: biology and benefits. Florida, EEUU. Pp. 66-6
  • 31. 30
  • 32. 31 ANEXOS ANEXO 1: MANUAL DE USO 1. BIODIGESTOR: Un digestor de desechos orgánicos es un contenedor cerrado, hermético e impermeable, en el cual se deposita el material orgánico a fermentar, tales como los excrementos de animales y humanos, desechos vegetales, etcétera, en determinada dilución de agua para que a través de la fermentación anaerobia se produzca gas metano y fertilizantes orgánicos (biol) ricos en nitrógeno, fósforo y potasio. El biodigestor puede ser construido con diversos materiales como ladrillo y cemento, metal o plástico (Indiveri E. 2017). 1.1. Fermentación anaerobia Es la descomposición de material biodegradable en ausencia de oxígeno para dar como resultado dos productos principales: biogás (compuesto mayoritariamente por metano) y el lodo estabilizado, conocido como digerido para que exista la misma deben desarrollarse bacterias anaeróbicas y metalogenicas, estas pueden encontrarse en líquidos ruminales (contenido del estómago de vacas, ovejas, cabras, etc.), en guanos de cerdos y rumiantes, en lodos de tratamiento de efluentes y de otros biodigestores (Indiveri E. 2017). “Esta tecnología utiliza reactores (digestores) cerrados donde se controlan los parámetros para favorecer el proceso de fermentación anaeróbica” (Indiveri E. 2017). 1.2. El biol Es un abono foliar orgánico líquido, preparado a base de estiércol fresco y otros ingredientes orgánicos, los cuales son fermentados en un biodigestor, donde no debe ingresar aire. El biol por lo general se aplica al follaje (hojas y tallos) de las plantas. Este estimula el crecimiento de las mismas, también permite la protección contra las plagas y enfermedades, además ayuda a mantener el vigor de las plantas y soportar eventos extremos del clima. Es especialmente útil, luego de heladas y granizadas. 1.3. Operación del biodigestor Es una práctica muy sencilla, pero se requiere tener en cuenta algunos parámetros para lograr su correcto funcionamiento (Fig.1.). Estos asegurarán una provisión de biol de buena calidad y un adecuado tratamiento de los residuos (CEDECAP, 2007). 1.4. Partes que componen el biodigestor El esquema que se muestra a continuación, contienes las partes principales del de un biodigestor.
  • 33. 32 Figura. 1. Representación esquemática de un biodigestor. Fuente: (CEDECAP, 2007). 1.5. Características Para una buena operación del biodigestor, es necesario que reúna las siguientes características (CEDECAP, 2007):  Hermético, para evitar fugas del biogás o entradas del aire.  Térmicamente aislado, para evitar cambios bruscos de temperatura.  El contenedor primario del gas deberá contar con una válvula de seguridad.  Deberán tener acceso para mantenimiento. 2. RESIDUOS 2.1. Tipos de residuos que se pueden utilizar No todos los residuos pueden ser degradados en un biodigestor. Es muy importante conocer los desechos que pueden ser descompuestos dentro de él para poder alimentarlo correctamente. A continuación, se detallan los residuos que pueden utilizarse (Indiveri, 2017): 2.1.1. Residuos de la cocina a) Café; b) Yerba; c) Lácteos; d) Restos de carnes; e) Azúcares, dulce; f) Restos de comidas; g) Alimentos en mal estado; h) Té (contenido del saquito); i) Pan, pastas, harinas y granos; j) Cáscaras y restos de frutas y verduras (Indiveri, 2017). 2.1.2. Residuos de granja a) Aserrín, cama de corral de ganado, de pollos, etc.; b) Estiércol y orina de animales c) Residuos de alimentos de animales.
  • 34. 33 2.1.3. Residuos de la industria a) Orujos b) Escobajos c) Lías, borras d) Descartes de frutas y verduras. 2.1.3. Residuos de cultivos a) Hojas b) Malezas c) Semillas d) Residuos de poda e) Rastrojos de cultivos f) Frutas y verduras de descartes g) Cortes de pasto y remanentes de jardín. 2.2. Tipos de residuos que no se pueden utilizar a) Residuos que contengan insecticidas, lavandina, líquidos de limpieza, aguas de lavado; b) Latas; c) Tierra; d) Papeles; e) Vidrio; f) Cartón; g) Plásticos; h) Bolsas; i) Cerámicas; j) Metales; k) Piedras; l) Huesos; m) Cáscara de huevos (Indiveri, 2017) 2.3. Tamaño de los residuos Mientras menor sea el tamaño del residuo más rápida será su descomposición dentro del digestor. Un residuo de gran tamaño puede provocar obstrucciones y su descomposición será mucho más lenta. Por eso se recomienda acondicionar los residuos de tal forma que su tamaño sea lo más pequeño posible. Una forma sencilla es triturarlo con pala dentro de un balde, hasta que las partículas tengan un tamaño de aproximadamente 2cm o menor (Tabla 1). También es posible colocar una trituradora en la cámara de carga. (Indiveri, 2017). 3. OPERACIONES DE USO 3.1. Dilución Siempre que se alimente el biodigestor con residuos orgánicos, es necesario colocar la misma cantidad en volumen de agua. Por ejemplo, si se carga 10kg de residuo, se debe agregar 10lt de agua. Para cargar el biodigestor se necesita un recipiente, balde o similar, que nos ayude a visualizar el volumen de residuos que se carga. (Herrero, 2005)Luego de medido el sólido en el balde, éste se volcará en la cámara de carga y luego se agregará la misma cantidad de agua
  • 35. 34 que arrastrará los residuos hacia la cámara de digestión. Simultáneamente se producirá la descarga que también debe ser recogida en tachos o baldes para utilizarla luego como abono. Si durante la carga llegara a formarse un tapón con los residuos agregados, éste puede removerse fácilmente empujándolo con una varilla hacia adentro del caño de carga (CEDECAP, 2007). 3.2. Agitación Cada vez que se alimenta el biodigestor debe agitarse. La agitación produce que el sustrato cargado entre en íntimo contacto con las bacterias que se encuentran dentro del biodigestor. Por eso se recomienda agitar lentamente el mayor tiempo posible, luego de haber realizado la carga. Es recomendable agitar el digestor varias veces por día, y siempre que se lo alimente para mejorar el rendimiento y acelerar el proceso de degradación. (Espinel, 1995) 3.3. Aclimatación Para a operar el biodigestor se debe procurar que la alimentación sea gradual como se explica en la tabla de aclimatación (pág. 10), ya que las bacterias deben aclimatarse al nuevo residuo a descomponer. Esto debe tenerse en cuenta cuando se cambia la alimentación del biodigestor a otro tipo de residuo. El cambio no puede ser repentino ya que puede ocurrir que la producción de metano se detenga debido a la acidificación del medio. Sobre todo, en los casos de residuos orgánicos en general de frutas, verduras y orujos de la industria con tendencia a ser mucho más ácidos que el guano o las semillas de sorgo (Espinel, 1995). 3.4. Utilizando sorgo Para garantizar un buen arranque se pueden utilizar semillas de sorgo (y mejor aún en forma de harina de sorgo) ya que éstas son altamente digeribles y producen una buena cantidad de gas. Se puede comenzar la alimentación diaria del digestor con doscientos gramos de sorgo o harina de sorgo e ir incrementando hasta aplicar no más de medio kilogramo por metro cúbico de digestor por día. Cuando ya se cuenta con una producción estable de biogás se comienza la alimentación con el residuo o la mezcla de residuos para los que se proyectó el biodigestor. (GALVÃO, 2001) 4. RECOMENDACIONES DE USO a) El agua tratada que sale del Biodigestor debe ser descargada a suelo en un pozo de absorción o zanja de infiltración, utilizando las recomendaciones indicadas por la NOM-006-CONAGUA-1997 (Fig.2). Se recomienda la instalación de un sistema de cloración para la desinfección del agua tratada; tal sistema se instalará entre la salida del Biodigestor y el pozo de absorción o zanja de infiltración. No reutilice el agua tratada; tampoco la descargue a un cuerpo de agua como río, lago, mar (GALVÃO, 2001). b) El biol se puede aplicar en todos los cultivos y variedades, pero se recomienda su uso en aquellos de importancia económica, donde se espera que pueda haber un retorno que cubra los costos de producción (Espinel, 1995).
  • 36. 35 c) Utilizar mayor concentración de biol en plantas adultas y/o más grandes (Indiveri, 2017). d) Aplicar el biol al suelo mezclado con el guano de corral para mejorar la fertilizad natural (Indiveri, 2017). e) Preparar el biol de acuerdo al calendario agrícola para disponer de este en el momento que las plantas lo requieran (Restrepo, 2001). f) El número de aplicaciones del biol varía de 3 a 4 según el ciclo del cultivo. En cultivos con ciclo mayor a los cinco meses se recomienda usarlo hasta 4 veces y en aquellos con un periodo menor a 5 meses es suficiente 3 aplicaciones (Indiveri, 2017). g) Aplicaciones tardías del biol pueden inducir al alargamiento del periodo vegetativo, aspecto que puede ser negativo en cultivos como la papa ya que se retarda la madurez del tubérculo (CEDECAP, 2007). h) El residuo pastoso que queda en el biodigestor al final del proceso de fermentación, puede ser usado directamente en el cultivo o ser almacenado en fosas y/o ser secado al sol para aplicarse periódicamente. Este material tiene más valor como abono y contiene alta carga microbiana benéfica por unidad de peso (CEDECAP, 2007). Figura. 2. Sistema de entrada, registro y purga de lodos del biodigestor acorde a norma CONAGUA- 1997. Fuente: (Restrepo Rivera, 2001). El tanque inferior del acumulador de gas se encuentra relleno de agua, la cual actúa como un sello, evitando el escape de gas. Y también funciona como válvula de seguridad contra altas presiones. El nivel de agua debe mantenerse constante, por lo que se tiene que controlar y rellenar si estuviera por debajo de lo normal como se observa en la (Figura 3) (Guevara, 1996).
  • 37. 36 Figura. 3. Nivel de agua que actúa como sello para evitar escape de gas en la válvula de seguridad del biodigestor. Fuente: (Restrepo, 2001). 4.1. Algunas nociones básicas para su mantenimiento y control. a) Procurar una alimentación continua ya que de esto dependerá el volumen de biol obtenido; b) Controlar la posición de las válvulas. Las mismas deben estar siempre dando paso del gas que se produce en el biodigestor hacia el acumulador; c) Controlar el nivel de agua en el filtro de agua y de ser necesario completar hasta la altura marcada; d) Revisar las juntas, válvulas, conexiones y tapa en busca de pérdidas de gas y biol, sobre todo en caso de que no se esté acumulando biogás. Se re- comienda utilizar agua, esponja y detergente; e) Controlar que al alimentar el biodigestor, se produzca una descarga de aproximadamente el mismo volumen cargado; f) Controlar que los conductos de entrada y salida se encuentren libres de obturaciones; g) Controlar el nivel de agua del acumulador de biogás. Este debe llegar hasta el borde de la botella de agua (Restrepo Rivera, 2001). 4.2. Revisión de pérdidas: ¿Cómo detectar fugas de biogás? Para revisar las posibles pérdidas de biogás se debe contar con presión en el sistema. En caso de no contar con biogás en la botella de agua, la presión necesaria se logrará llenando la botella con aire. Al desplazar el tanque superior de la botella hacia arriba con la válvula de salida de gas abierta, el aire ingresará al tanque. Se cerrará la válvula de salida de gas y se dejará caer el tanque. Mientras se tiene la botella llena de biogás o aire se debe dar presión con un contrapeso. Con esponja y detergente se revisan todas las juntas selladas de las cañerías, botella y biodigestor. En caso de existir una fuga se observarán burbujas en la superficie que se cubrió con detergente. Si esto ocurriera se debe volver a sellar (Nogues, et al., 2010).
  • 38. 37 5. FACTORES QUE AFECTAN EL FUNCIONAMIENTO Para que el funcionamiento del biodigestor sea correcto es estrictamente necesario controlar los siguientes factores resumidos en la tabla. 1. Tabla. 1. Factores que afectan en el funcionamiento de un biodigestor. Factor Descripción Concentración de O2 en el medio Debe ser adecuado en el caso de procesos aerobios y debe estar ausente en procesos de digestión anaerobia. Grado de contacto A mejor contacto entre nutrientes, microorganismos y enzimas, mayor grado de eficiencia de transformación de la materia orgánica. Temperatura Debe mantenerse constante para mantener la fauna microbiológica concreta deseada. En general, a mayores temperaturas las bacterias son más eficientes. Mientras que en sistemas aerobios se suele trabajar a temperatura ambiente, los sistemas anaerobios pueden trabajar en tres rangos de temperatura: psicrófilo (˂20°C), mesófilo (20 a 40°C) y termófilo (˃50°C). pH Las bacterias actúan en unos rangos específicos de pH, por lo que debe procurarse el mantenimiento de dichas condiciones. Humedad del medio Promueve el movimiento de nutrients. Puede ser necesario mantener en un rango por especificaciones de funcionamiento de cada tipo de Biodigestor. Fuente: ( Nogués, Garcia Galindo, & Rezeau, 2010) 5.1. Cambios en la alimentación del biodigestor Un cambio de dieta repentino puede producir una parada en el biodigestor, o sea, una parada en la producción de biogás. Por eso los cambios deben ser graduales. Un digestor funciona en forma similar al aparato digestivo. Por lo tanto, implica ciertos cuidados ya que es un sistema vivo, operado por un diverso grupo de bacterias, entre ellas se encuentran las bacterias metanogénicas encargadas de producir el gas metano. Si un digestor fue alimentado constantemente sólo con residuos de cocina y de repente se alimenta únicamente con residuos de industrias, por ejemplo, descartes de frutas, puede ocurrir la acidificación del mismo ya que estos residuos son bastante ácidos. Este desequilibro trae aparejada la parada del biodigestor (Villverde, 1995). 5.2. Nivel del pH Si el digestor experimentara una parada se deberá medir el pH del efluente (bioabono): si éste se encuentra por debajo de 6, en primer lugar, es necesario parar la alimentación, seguir agitando y medir el pH diariamente para observar si éste aumenta hasta llegar a un valor entre 6,5 a 7,5. Si pasado menos de un mes sin alimentar, no se ven cambios en el pH se debe comenzar a alimentar con residuos que no sean ácidos, por ejemplo, semillas de sorgo, o neutralizar con bicarbonato de sodio y seguir con el plan de aclimatación que se detalló anteriormente. En caso de que ninguno de estos métodos resulte satisfactorio, se procederá a vaciar el biodigestor y volver a cargarlo con nuevas bacterias ( Nogués, Garcia Galindo, & Rezeau, 2010). 5.3. Sobrealimentación Otro factor a tener en cuenta es la cantidad de sustrato. La sobrealimentación del biodigestor también puede producir paradas en la producción de biogás o
  • 39. 38 simplemente, al colocar mayor cantidad de desecho, el tiempo de retención del mismo será menor por lo que el proceso de fermentación será incompleto. De este modo, se obtiene menor cantidad de biogás y el efluente, el bioabono se encontrará “inmaduro”. Esto quiere decir que, luego de ser extraído, puede seguir fermentando o puede contener microorganismos patógenos que no fueron degradados por no haber completado su proceso de descomposición. Las semillas, a su vez, pueden no haber sido desactivadas debido a su corta permanencia en el biodigestor. Para que no ocurra la sobrealimentación debe respetarse la cantidad de residuo diaria por aplicar, calculada en el dimensionamiento. Tener en cuenta que ésta varía según el tipo de residuo (Villverde, 1995). 5.4. Bajas temperaturas También pueden observarse paradas en el proceso debidas a las bajas temperaturas, ya que las bacterias se inactivan parcialmente con temperaturas menores a los 10ºC aproximadamente. Es recomendable que los biodigestores se ubiquen en lugares con temperatura mayor a 20ºC y que la misma sea constante porque las bacterias productoras de metano son muy sensibles a los cambios bruscos de temperatura. Por esto conviene enterrar los digestores o construirlos con una adecuada aislación (Villverde, 1995). 5.5. Tiempo de retención Las bacterias requieren de un cierto tiempo para degradar la materia orgánica. La velocidad de degradación depende en gran parte de la temperatura, ya que a mayores temperaturas el tiempo de retención requerido para obtener una buena producción de gas es menor. En un digestor que trabaja a régimen estacionario o sea de lote, el tiempo de retención es el que transcurre entre la carga del sistema y su descarga. En un sistema de carga diaria, el tiempo de retención va a determinar el volumen diario de carga que será necesario alimentar al digestor, ya que se tiene la siguiente relación (Ecuación 1): 𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 𝒅𝒆𝒍 𝒅𝒊𝒈𝒆𝒔𝒕𝒐𝒓 (𝒎𝟑) = 𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒓𝒈𝒂 𝒅𝒊𝒂𝒓𝒊𝒂 𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒅𝒆 𝒓𝒆𝒕𝒆𝒏𝒄𝒊ó𝒏 (𝒅í𝒂𝒔) ( 𝒎𝟑 𝒅í𝒂 ) (Ecuación 1). Es decir que, para un tiempo de retención de 30 días, cada día se carga 1/30 de volumen total del digestor, y en promedio la materia orgánica y la masa microbiana permanecen 30 días dentro del sistema. La cantidad de biogás producido por una planta dependerá, entre otras cosas, de la cantidad de desecho alimentado diariamente. Usualmente se trabaja con tiempos de retención entre 20 y 55 días y la alimentación diaria entre 1 y 5 kg. De sólidos totales por metro cúbico de digestor ( Nogués, Garcia Galindo, & Rezeau, 2010) 5.6. Relación Carbono- Nitrógeno El carbono y el nitrógeno son las fuentes principales de alimentación de las bacterias formadoras de metano; el carbono es la fuente de energía y el nitrógeno contribuye a la formación de nuevas células. Estas bacterias
  • 40. 39 consumen 30 veces más carbono que nitrógeno, por lo que la relación óptima de estos dos elementos en la materia prima es de 30. Si no existe suficiente nitrógeno para permitir que las bacterias se multipliquen, la velocidad de producción de gas se verá limitada; al estar presente el nitrógeno en exceso, se produce amoníaco, el cual en grandes cantidades es tóxico e inhibe el proceso ( Nogués, Garcia Galindo, & Rezeau, 2010) . Entre las materias primas en la generación de biogás, están los desechos animales, cuya relación C: N es siempre menor que la óptima, debido a que tiene un contenido importante de nitrógeno. Otro material muy usado son los residuos agrícolas, los que generalmente, tienen relaciones C: N muy altas, ya que contienen muy poco nitrógeno, por lo que casi siempre se mezclan con desechos animales o se les agrega un compuesto nitrogenado, como puede ser urea, para acercarse a un balance adecuado de carbono y nitrógeno (Corace et al. 2006). “Si hay demasiado carbón en la materia a fermentar, el proceso enlentece y tiende a acidificarse. Si hay demasiado nitrógeno, éste se perderá como amoníaco, elevando el pH y reduciendo el poder fertilizante y nutriente de los lodos “(Alcayaga et al. 1999). Los materiales de fermentación están compuestos en su mayor parte por carbono (C) y también contienen nitrógeno (N), entonces se establece la relación entre ellos (C/N), la cual influye sobre la producción de gas (Alcayaga et al. 1999). Una relación de 20:1 hasta 30:1 es aceptable (Alcayaga et al. 1999), aunque el valor ideal es de 16 (Corace et al. 2006); mezclas de materiales de fermentación con alto contenido de nitrógeno (como por ejemplo, el estiércol de gallina) con material de fermentación con alto contenido de carbono (como el tamo de arroz) generan una elevada producción de gas (Alcayaga et al. 1999). La (Tabla 2), muestra las relaciones C/N para varios productos residuales (Guevara 1996; Corace et al. 2006): Tabla. 1. Relaciones C/N para varios productos. Fuente: (Botero & Preston, 1986).
  • 41. 40 5.7. Niveles de amoniaco Este parámetro es importante cuando se utilizan determinados materiales que contienen un alto porcentaje, como es el caso de los estiércoles de aves (Álvarez et al., sf). Se recomienda que los niveles dentro de los biodigestores se mantengan por debajo de los 2000 mg/l, para lo cual se aumentan las diluciones de entrada del material (Álvarez et al., sf, 1992). 5.8. Materiales orgánicos Las actividades pecuarias y agrícolas, producen materiales orgánicos que pueden ser tratados mediante el proceso anaeróbico (Acevedo 2006), como se muestra en la (Tabla 3) (Botero & Preston 1986; Vargas 1992; Ramón et al. 2006). Otros materiales orgánicos de origen animal también pueden emplearse como sustrato para la obtención de biogás y bioabono (Álvarez et al., sf; Torres & Follari, sf, 2006), cuyas características se muestran en la (Tabla 4) (Vargas 1992). Los residuos vegetales como paja, pasto y desechos de verdura, pueden fermentarse anaeróbicamente debiendo previamente triturarse para evitar la formación de capa flotante y dar un tratamiento especial en plantas donde se hace una sola carga hasta que el material se descompone (Vargas, 1992; Ramón, et al., 2006). Tabla. 2. Características de los estiércoles. Fuente: (Botero & Preston, 1986; Vargas, 1992). Tabla. 4. Características de otros materiales orgánicos de origen animal, utilizados para carga en biodigestores. Fuente: (Álvarez, et al., sf; Torres & Follari, sf, & Vargas, 1992).
  • 42. 41 5.9. Otros factores La presencia de metales pesados, antibióticos y detergentes en los residuos con los que se alimenta el biodigestor, puede inhibir e incluso interrumpir el proceso fermentativo. También una elevada concentración de nitrógeno y amoníaco destruye las bacterias metano génicas (Vargas, 1992; Ramón, et al., 2006). 6. BIOABONO El bioabono, también llamado biosol, biol o disgestato, es el barro que se encuentra en la descarga del biodigestor. Se trata del residuo con mucha energía equilibrada y en armonía mineral, preparados a base de estiércol muy fresca, disuelta en agua y enriquecida con leche, melaza y ceniza, que se ha colocado a fermentar por varios días en toneles o tanques de plástico, bajo un sistema anaeróbico (sin la presencia de oxígeno) y muchas veces enriquecidos con harina de rocas molidas o algunas sales minerales como son los sulfatos de magnesio, zinc, cobre, etc. (Fig.4) (Vargas, 1992; Ramón, et al., 2006). Figura. 4. Biofermentador e ingredientes en fermentación Fuente: (Restrepo, 2001). 6.1. ¿Para qué sirve el bioabono? Sirven para nutrir, recuperar y reactivar la vida del suelo, fortalecer la fertilidad de las plantas y la salud de los animales, al mismo tiempo que sirven para estimular la protección de los cultivos contra el ataque de insectos y enfermedades. Por otro lado, sirven para sustituir los fertilizantes químicos altamente solubles de la industria, los cuales son muy caros y vuelven dependientes a los campesinos, haciéndolos cada vez más pobres (Vargas 1992). 6.2. ¿Cómo funcionan los biofertilizantes? Funcionan principalmente al interior de las plantas, activando el fortalecimiento del equilibrio nutricional como un mecanismo de defensa de las mismas, a través de los ácidos orgánicos, las hormonas de crecimiento, antibióticos, vitaminas, minerales, enzimas y co-enzimas, carbohidratos, aminoácidos y azúcares complejas, entre otros, presentes en la complejidad de las relaciones biológicas,
  • 43. 42 químicas, físicas y energéticas que se establecen entre las plantas y la vida del suelo (Ramón, et al., 2006). Los biofertilizantes enriquecidos con cenizas o sales minerales, o con harina de rocas molidas, después de su periodo de fermentación (30 a 90 días), estarán listos y equilibrados en una solución tampón y coloidal, donde sus efectos pueden ser superiores de 10 a 100.000 veces las cantidades de los micronutrientes técnicamente recomendados por la agroindustria para ser aplicados foliarmente al suelo y a los cultivos (Restrepo, 2001) (Fig. 5). Figura. 5. Funcionamiento de un biodigestor. Fuente: (Restrepo, 2001). 6.3. Tiempo de fermentación del Biofertilizante. Los biofertilizantes, estarán listos para ser utilizados cuando después de prepararlos, pare o finalice el periodo más activo de la fermentación anaeróbica de la mierda de vaca, lo cual es verificado cuando se haya paralizado por completo la salida de gases por la manguera que está conectada a la tapa del Biofermentador y a la botella desechable atrapa gases, en la cual no debe existir más formación de burbujas y que se encuentra conectada al lado del recipiente de plástico. El periodo de mayor fermentación se da durante los primeros 15 a 20 días después de su preparación. En lugares muy fríos el periodo de envejecimiento puede durar de 2 hasta 3 meses (Vargas, 1992; Ramón, et al., 2006). 6.4. Horarios para aplicar los biofertilizantes La aplicación de los biofertilizantes en los cultivos es foliar y los mejores horarios para hacer esta tarea son las primeras horas de la mañana hasta más o menos las diez de la mañana y en las tardes, después de las cuatro, para aprovechar que en estos horarios hay una mayor asimilación de los biofertilizantes porque hay una mayor apertura de estómatos (es por donde las plantas comen vía foliar, equivale a nuestra boca) en las hojas de las plantas. Se recomienda que su aplicación sea realizada preferiblemente de la parte de abajo de las hojas, hacia arriba (Álvarez et al., sf; Torres & Follari, sf, 2006). Otra recomendación
  • 44. 43 importante para la aplicación de los biofertilizantes, es la de poderles agregar un adherente (ver Tabla 5) para maximizar su aplicación. Tabla. 5. Lista de materiales alternativos que pueden ser empleados como adherentes en la aplicación de biofertilizantes y caldos minerales. Fuente: (Restrepo, 2001). “Como adherente se debe elegir uno de los materiales alternativos; se mezcla directamente con la preparación del biofertilizante o del caldo mineral a ser aplicado en el cultivo” (Fig. 6) (Restrepo, 2001). Figura. 4. Adición de adherentes en fertilizantes Fuente: (Restrepo, 2001).
  • 45. 44 7. FUNCIONES DE CADA INGREDIENTE QUE COMPONE EL BIOL 7.1. Estiércol Es la fuente excelente de materia orgánica, pero es relativamente bajo en nutrimentos. El valor del abono depende del tipo de animal, la calidad de la dieta, la calse y cantidad de cobertura usada y la manera en que el abono es almacenado y aplicado. (Sánchez, 2003) 7.2. Leche Tiene la función de reavivar el biopreparado de la misma forma que lo hace la melaza; aporta vitaminas, proteínas, grasa y aminoácidos para la formación de otros compuestos orgánicos que se generan durante el periodo de la fermentación del biofertilizante, al mismo tiempo permite la reproducción de la microbiología de la fermentación. (Restrepo, 2001). 7.3. Melaza Aporta con la energía necesaria para activar el metabolismo microbiológico, para que el proceso de fermentación se potencialice, además de aportar otros componentes en menor escala como son algunos minerales, entre ellos; calcio, potasio, fósforo, boro, hierro, azufre, manganeso, zinc y magnesio (Restrepo, 2001) 7.4. Agua Tiene la función de facilitar el medio líquido donde se multiplica todas las reacciones bioenergéticas y químicas de fermentación anaeróbica del biofertilizante. Es importante resaltar que muchos organismos presentes en la fermentación, tales como levaduras y bacterias, viven más uniformemente en la masa líquida (Medina, 1992). 7.5. Cenizas Aportan elementos minerales a los biopreparados. Suelen tener un aporte importante en potasio, calcio y silicio y la presencia de numerosos oligoelementos (Bizzozero, 2006). 8. CONCENTRACIÓN DE BIOFERTILIZANTES EN LOS CULTIVOS Se emplea concentraciones que varían de 3 a 7 litros del biofertilizante concentrado por 100 litros de agua. Otra forma de recomendarlos sería experimentar la aplicación de 3⁄4 de litro o 750cc hasta un litro y medio por mochila o bomba de 20 litros de agua (Restrepo, 2001). 8.1. Ventajas del bioabono a) Utilización de recursos locales, fáciles de conseguir (estiércol, melaza, leche, suero, etc.) (Sánchez, 2003). b) Inversión muy baja (tanques o barriles de plástico, niples, mangueras, botellas desechables, etc.) (Restrepo, 2001). c) Tecnología de fácil apropiación por los productores (preparación, aplicación, almacenamiento) (Sánchez, 2003).
  • 46. 45 d) Mejora la estructura del suelo, dejándolo más aireado, trabajable y facilitando la penetración de raíces (Restrepo, 2001). e) Mejora la retención de humedad en el suelo (Medina, 1992). f) Favorece el desarrollo microbiano y las bacterias se multiplican dando vida al suelo (Restrepo, 2001). g) El biofertilizante está prácticamente estabilizado, pues ya sufrió fermentación y no posee las desventajas del estiércol. Esto quiere decir que éste no continuará su proceso de fermentación por lo que no quemará raíces o semillas (Medina, 1992). h) Al estar en forma líquida es de fácil aplicación (Restrepo, 2001). i) No deja mal olor (Medina, 1992). j) No trae problemas de malezas ya que las semillas se descomponen en el biodigestor (Sánchez C., 2003). k) No ofrece condiciones para la multiplicación de insectos como mosquitos, etc (Restrepo, 2001). l) El mejoramiento y la conservación del medio ambiente y la protección de los recursos naturales, incluyendo la vida del suelo (Sánchez C., 2003). m) La eliminación de los factores de riesgo para la salud de los trabajadores, al abandonar el uso de venenos (Restrepo, 2001). n) El mejoramiento de la calidad de vida de las familias rurales y de los consumidores (Sánchez C., 2003). 8.2. Efectos de los bioabonos en el suelo. a) El mejoramiento diversificado de la nutrición disponible del suelo para las plantas (Vargas 1992). b) El desbloqueo diversificado de muchos nutrimentos que no se encuentran disponibles para los cultivos (Restrepo, 2001). c) El mejoramiento de la biodiversidad, la actividad y la cantidad microbiológica (eco evolución biológica del suelo) (Sánchez C., 2003). d) El mejoramiento de la estructura y la profundidad de los suelos. e) Aumento de la capacidad del intercambio catiónico (CIC) (Restrepo, 2001). f) Aumento de la asimilación diversificada de nutrimentos por parte de las plantas (Restrepo, 2001). g) Mejoramiento de los procesos energéticos de los vegetales a través de las raíces y su relación con la respiración y la síntesis de ácidos orgánicos (Medina, 1992). h) Estimulación precoz en la germinación de semillas y aumento del volumen radicular de las plantas (Restrepo, 2001). i) Aumento del contenido de vitaminas, auxinas y antibióticos en relaciones complejas entre raíz y suelo (Vargas 1992). j) Estimulación de la eco evolución vegetal diversificada, para la recuperación, revestimiento y protección de los suelos con buenazas (capa vegetal verde) (Medina, 1992). k) Estimula la formación de ácidos húmicos, de gran utilidad para la salud del suelo y los cultivos (Sánchez C., 2003). l) Aumento de la micro diversidad mineral del suelo disponible para las plantas. Aumento de la resistencia de las plantas contra el ataque de enfermedades principalmente de las raíces (Medina, 1992). m) Mejoran la bioestructuración del suelo y la penetración de las raíces hasta las capas más profundas (Sánchez C., 2003).
  • 47. 46 n) Estimulan las rizas bacterias como promotoras del crecimiento de las plantas y de la bioprotección. Aumento del tamaño y volumen de las raíces, con el incremento de la materia orgánica en el suelo (abonera orgánica subterránea) (Medina, 1992). o) En muchos casos se pueden preparar biofertilizantes exclusivos que ayudan a combatir la salinidad de los suelos (Sánchez C., 2003). p) Finalmente, debido a las características altamente quemantes que poseen los biofertilizantes, facilitan la nutrición equilibrada del suelo y maximizan el aprovechamiento mineral por los cultivos (Medina, 1992). 9. NUTRIENTES DE UN BIOL En los biofertilizantes fermentados a base de estiércol, enriquecidos con algunas sales minerales, harinas de rocas, cenizas y hueso, podemos encontrar, entre otros: a. Elementos: Nitrógeno, potasio, fósforo, calcio, magnesio, sodio, azufre, cloro, silicio, litio, vanadio, cobre, molibdeno, plata, cromo, zinc, selenio, estroncio, iodo, cadmio, cobalto, plomo, níquel, rubidio, cesio, bario, estaño, berilio, y bromo, entre otros (Medina, 1992). b. Vitaminas: Tiamina, pirodoxina, ácido nicotínico, ácido pantoténico, riboflavina, cobalamina, ácido ascórbico, ácido fólico, pro vitamina A, ergosterol, alfa amilasa y aminoacilasa (Medina, 1992). c. Ácidos orgánicos: Entre los principales se destacan, aconítico, carólico, fumárico, gláucico, cítrico, byssoclámico, carolínico, gálico, glucuronico, láctico, cárlico, fúlvico, gentésico, kójico y puberúlico (Medina, 1992). En los biofertilizantes también podemos encontrar hormonas, hongos, bacterias y levaduras muy importantes para lograr la producción de cultivos sanos y saludables, “inmunes” al ataque de enfermedades y plagas (Sánchez C., 2003). 10. ENVASE Y TIEMPO DE ALMACENAMIENTO Una vez listos los biofertilizantes y el sistema de fermentación, “maduro”, el producto final, con características de color ámbar y olor agradable de fermentación, lo podemos envasar en recipientes de preferencia oscuros, para que la luz no los afecte, así sean de vidrio o de plástico. El tiempo que se pueden guardar los biofertilizantes puede oscilar entre seis meses a un año, lo ideal es ir preparándolos de acuerdo con las necesidades de los cultivos y planificar el volumen que se requiere para cada ciclo de aplicaciones (Acevedo, 2006). No olvide que para envasar los biopreparados en recipientes herméticos, se debe tener la absoluta seguridad de que el producto se encuentra sin actividad de fermentación, pues de lo contrario, se corre el riesgo de la explosión del recipiente que contiene el biofermentado por la formación y acumulación de gases (Acevedo, 2006).
  • 48. 47 REFERENCIAS [1] Acevedo, P.; (2006). Biodigestor de doble propósito – producción e investigación – para residuos de granja porcícola. Revista ION, 19 (1), 1-6, Diciembre. [2] Alcayaga, S.; Glaría, J.; Guerrero, L.; (1999). Regulaciones de temperatura y potencial de hidrógeno en un biodigestor anaerobio de lecho de lodo granular expandida. Universidad Técnica Federico Santa María, Valparaíso, Marzo. 11p. Disponible en Internet: http://profesores.elo.utfsm.cl/~jgb/ALCAYAGA1c.pdf (Consultada Marzo de 2017) [3] Álvarez, J.M.; Caneta, L.; Moyano, C.; (sf). (2009). Biomasa y biogás. Trabajo de Curso (Máquinas Térmicas II). Universidad Nacional del Nordeste. 15p. Disponible en Internet: http://ing.unne.edu.ar/pub/biomasa.pdf (Consultada Marzo de 2017) [4] Botero B., R.; Preston, T.R.; (1987). Biodigestor de bajo costo para la producción de combustible y fertilizante a partir de excretas. Manual para su instalación, operación y utilización. Escuela de Agricultura de la Región Tropical Húmeda – Universidad EARTH. San José, Costa Rica, 20p. [5] Campos Cuní, B. (2011). Metodología para determinar los parámetros de diseño y construcción de biodigestores para el sector cooperativo y campesino. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 20(2), 37-41. [6] Corace, J.J.; Aeberhard, M.R.; Martina, P.A.; Ventín, A.M.; García S., E.; (2006). Comparación del tiempo de reacción en el proceso de biodigestión según el tamaño de las partículas de aserrín utilizado como materia orgánica. Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2006, Universidad Nacional del Nordeste, Resumen T-034, 4p. [7] Espinel, R. (1995). Biodigestor plástico de flujo continuo, generador de gas y bioabono. Escuela de Agricultura de la Región Tropical Húmeda – Universidad EARTH. San José, Costa Rica, 20p. [8] Galvão, A. D. (2001). Producción Semi-Intensiva De Cerdos Y Uso De Desechos para Generar Biol. Brasilia- Brasil. [9] Guevara V., A.; (1996). Fundamentos básicos para el diseño de biodigestores anaeróbicos rurales. Producción de gas y saneamiento de efluentes. Documento OPS/CEPIS/96. Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente – Organización Panamericana de la Salud. Lima- Perú, 80p. [10] Herrero, J. M. (2005). Biodigestores familiares: Guía de diseño y manual de instalación. México DF- México. [11] Indiveri, E. (2017). Biodigestor Manual de Uso. Mendoza, República Argentina, CP 5500 [12] Medina, A. (1992). El Biol y el Biosol en la agricultura. Bolivia: Programa especial de energía. Sucre- Bolivia.
  • 49. 48 [13] Nogués, S., Garcia Galindo, D., & Rezeau, A. (2010). Energía de la biomasa II: Prensas de la Universidad de Zaragoza. Zaragoza- España [14] Nogués, S., Garcia Galindo, D., & Rezeau, A. (2010). Energía de la biomasa II. Zaragoza-España: Prensas de la Universidad de Zaragoza. [15] Ramón, J.A.; Romero, L.F.; Simanca, J.L.; (2006). Diseño de un biodigestor de canecas en serie para obtener gas metano y fertilizantes a partir de la fermentación de excrementos de cerdo. Revista Ambiental: Aire, Agua y Suelo. Vol. 1, 15-23 [16] Restrepo Rivera, J. (2001). Biofertilizantes preparados y fermentados a base de mierda de vaca. Porto Alegre [17] Restrepo, J. (2001). Elaboración de Abonos Orgánicos Fermentados Y Biofertilizantes Foliares. Costa Rica: Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura. San José de Costa Rica. [18] Sánchez, C. (2003). Abonos Orgánicos. Servilibros. Guayaquil- Ecuador. [19] Torres D., M.; Follari, J.; (sf). Un biodigestor de boñigas de cabra calefaccionado con colectores planos. Laboratorio de Energía Solar. San Luis, Argentina. 4p. Disponible en Internet: http://capra.iespana.es/capra/biogas/biogas.pdf (Consultada Marzo de 2017) [20] Vargas L., L.; (1992). Los biodigestores, alternativa de tratamiento para residuos pecuarios. Tesis (Ingeniero Sanitario). Universidad del Valle, Santiago de Cali. [21] Villverde, H. (1995). Producción orgánica: experiencias, tecnologías y posibilidades comerciales de la agricultura sustentable en el Uruguay. Uruguay: CEADU/Agricultura Orgánica. Montevideo – Uruguay.
  • 50. 49 ANEXO 2: MANUAL DE CONSTRUCCIÓN, USO Y MANTENIMIENTO DE LOS BIODIGESTORES ENTREGADO A CADA UNO DE LOS BENEFICIARIOS Fuente: Autor
  • 52. 51 ANEXO 3: EVIDENCIAS FOTOGRÁFICAS Fotografía 1. Reunión de apertura y socialización del proyecto con las personas de la Asociación de Productores Agropecuarios Yanuncay ¨APAY¨ Fuente: Autor.
  • 53. 52 Fotografía 2 Construcción del Biodigestor. Perforación de la tapa del tanque para la colocación de la manguera por donde se liberará el gas metano que se forma durante el proceso de biodigestión. Fuente: Autor.
  • 54. 53 Fotografía 3. Armado del Biodigestor, colocación de teflón para asegurar las uniones y evitar posibles fugas. Fuente: Autor.
  • 55. 54 Fotografía 4. Biodigestores terminados ubicados en los laboratorios de Ciencias de la Vida de la Universidad Politécnica Salesiana. Fuente: Autor.
  • 56. 55 Fotografía 5. Acta de entrega del biodigestor firmada por la beneficiaria señora Marianita Saguay
  • 57. 56 Fotografía 6. Georeferenciación del lugar de instalación del biodigestor en el área de compostaje en la casa de la señora Marianita Saguay. Fuente: Autor.
  • 58. 57 Fotografía 7. Reunión de capacitación previa a la entrega precedida por el Ing. Hernán Avilés director del presente proyecto. Fuente: Autor.
  • 59. 58 Fotografía 8. Capacitación práctica en el lugar de ubicación del primer Biodigestor instalado en la casa de la beneficiaria Nancy Montaleza. Fuente: Autor.
  • 60. 59 Fotografía 9. Instalación individual del Biodigestor (16/03/2017) en la casa de la señora Marianita Saguay incorporando todos los insumos sólidos en un costal y posterior introducción en el tanque donde se agregaron los ingredientes líquidos. Fuente: Autor.
  • 61. 60 Fotografía 10. Seguimiento del proceso de fermentación, 30/03/2017, se revisa el estado del Biodigestor, la ausencia de burbujas en la botella y ninguna fuga en las llaves. Fuente: Autor
  • 62. 61 Fotografía 11. Última día de fermentación y extracción del biol (09/07/2017), se evidencia coloración verdosa en la botella de agua y la manguera por donde se liberaba el gas. Fuente: Autor.
  • 63. 62 Fotografía 12. BIol extraído del Biodigestor, con coloración verde oscuro (no ideal) y mal olor a estiércol (indicador de un biol de mala calidad). Fuente: Autor.
  • 64. 63 Fotografía 13. Formación de una nata blanca en la superficie del biol, característica normal del producto al final del proceso Fuente: Autor
  • 65. 64 Fotografía 14. Medición de parámetros físico-químicos del Biol obtenido mediante un potenciómetro Mettler Toledo, dando como resultado un pH de 6.5. Fuente: Autor.
  • 66. 65 Fotografía 15. Medición de parámetros físico-químicos del Biol obtenido mediante un potenciómetro Mettler Toledo, dando como resultado de la conductividad eléctrica 21 mS/cm. Fuente: Autor.
  • 67. 66 Fotografía 16. Método del picnómetro para el cálculo de la densidad del biol, en la foto A se encuentra el picnómetro vacío y en la foto B el picnómetro con la muestra, la diferencia de masas se utiliza para el cálculo de la densidad Fuente: Autor Foto A Foto B
  • 68. 67 Fotografía 17. Filtración del biol en filtros de 0.45m para que se pueda analizar en el cromatógrafo iónico Fuente: Autor
  • 69. 68 Fotografía 18. Fertilizante líquido comercial Flor Garden de la marca AnnQuímica (Foto A) con sus respectivas concentraciones de N y P (Foto B). Fuente: Autor Foto A Foto B