Estudio comparativo medioambiental y económico de sistemas de aireación para el compostaje de residuos vegetales con estiércol de cobaya

Abstract

La superficie destinada a la actividad agrícola en Ecuador se ha duplicado con relación a años anteriores, con un consecuente incremento en la cantidad de los residuos generados en dicha actividad, que por sus características causan problemas de contaminación ambiental. Además, en Ecuador, otra actividad productiva que ha registrado un crecimiento acelerado es la cavicultura, actividad enfocada a la crianza, reproducción y comercialización de cobayas, con la consecuente generación de estiércol y deyecciones liquidas, que en su mayoría son vertidas directamente sobre el suelo, causando contaminación por su elevada carga bacteriana en el suelo y recursos hídricos. La gestión sostenible de estos residuos supone una actividad imprescindible para reducir los efectos de la contaminación. Entre los distintos sistemas de gestión de residuos agrícolas conocidos en la actualidad, el compostaje se usa como una opción para reducir la cantidad de residuos producidos, disminuir las sustancias contaminantes en el suelo, y transformar los residuos en compost con características diferentes a las iniciales. El objetivo de este estudio fue examinar los efectos de dos sistemas de aireación (aireación por volteos (PW) y aireación forzada+ volteos (PR)) en la evolución del proceso de compostaje de residuos vegetales con estiércol de cobaya, evaluar la calidad de los compost obtenidos e identificar la técnica más adecuada en términos de consumo de energía y emisiones de carbono asociadas, así como el valor económico de los nutrientes contenidos en los compost. Se realizó un seguimiento de los parámetros indicativos del proceso, como la conductividad eléctrica (CE), pérdida de materia orgánica (MO), relación Corg/Nt, índice de germinación (IG), carbono de ácidos húmicos y fúlvicos y polifenoles solubles entre otros. En todas las pilas las pérdidas de MO se ajustaron a una ecuación cinética de primer orden. Los compost obtenidos presentaron al final del proceso características agronómicas y de estabilización y humificación de la materia orgánica adecuadas, en general, para su empleo agrícola. El principal efecto que produjeron los sistemas de ventilación empleados fue en la degradación de la materia orgánica, la cual fue mayor y más rápida en la pila PW. También, el compost PR presentó un mayor contenido de macronutrientes y con ello un mayor valor económico adicional del compost final derivado de su contenido de nutrientes. Sin embargo, las emisiones asociadas fueron mayores en el sistema que utilizó aireación forzada+ volteos, debido al consumo eléctrico del soplador que contribuyó a que el uso energético en este sistema fuese mayor.

he allocated surface to agricultural activity in Ecuador has doubled, in relation to previous years, with a consequent increase in the amount of waste generated in the activity, which due to its characteristics causes environmental pollution problems. In addition, another productive activity that has registered an increase in the country is guinea pig breeding, focused in the reproduction and marketing of the animal, with the consequent generation of manure and liquid droppings, which are mostly poured directly on the ground causing pollution due to its high bacterial load in the soil and water sources. The sustainable management of this waste is an essential activity to reduce the effects of pollution. Among the different systems of agricultural waste management at present, composting is used as an option to reduce the amount of waste, reduce polluting substances in the soil, and transform waste into compost with different characteristics to the initial ones. The objective of this study was to examine the effects of two aeration systems (aeration by pile turnings (PW) and forced aeration + pile turnings (PR)) in the evolution of the composting process of vegetable waste with guinea pig manure, to evaluate the quality of produced composts, to identify the most appropriate technique in terms of energy consumption, associated carbon emissions, as well as the economic value of the nutrients contained in the compost. The indicative parameters of the process were monitored, such as electrical conductivity (EC), loss of organic matter (OM), Corg / Nt ratio, germination index (GI), carbon of humic and fulvic acids and soluble polyphenols, among others. In all the piles the losses of OM were adjusted to a first order kinetic equation. The obtained composts presented at the end of the process suit agronomic characteristics, as well as stabilization and humification of organic matter characteristics and, in general, for its agricultural use. The main effect produced by the ventilation systems was the degradation of organic matter, which was greater and faster in the PW pile. Also, the PR compost presented a higher content of macronutrients and with it a greater additional economic value of the final compost derived from its nutrient content. However, the associated emissions were higher in the system that used forced aeration + pile turnings, due to the electric consumption of the blower that contributed to higher energy use in this system.