Evaluación de la aireación sobre la actividad microbiana del proceso de
compostaje de residuos vegetales de mercado
Evaluation of aeration on microbial activity of vegetable market food waste’s
composting process
DOI: http://dx.doi.org/10.21704/ac.v81i1.1585
Autor de correspondencia (*): Miguel Angel Quevedo Beltrán. Email: miguel.quevedob@gmail.com
© Universidad Nacional Agraria La Molina, Lima, Perú.
Forma de citar el artículo: Quevedo, M.; Bazán, L.; Rojas, V. 2020. Evaluación de la aireación sobre la actividad
microbiana del proceso de compostaje de residuos vegetales de mercado. Anales Cientícos 81 (1):136-151(2020).
http://dx.doi.org/10.21704/ac.v81i1.1585
Miguel Angel Quevedo Beltrán
1
*; Luis Ruben Bazán Tapia
2
; Vicente Luis Rojas Rojas
3
1
Universidad Nacional Agraria La Molina, Apartado Postal 15-012, Av. La Molina s/n., Lima, Perú. miguel.
quevedob@gmail.com
2
Departamento de Suelos. Facultad de Agronomía. Universidad Nacional Agraria La Molina, Av. La Molina s/n.
Apartado Postal 15-012. Lima, Perú. rbt@lamolina.edu.pe
3
Escuela de Posgrado, Universidad Nacional Agraria La Molina, Apartado Postal 12-056, Av. La Molina s/n., Lima,
Perú. vicente@lamolina.edu.pe
Recepción: 14/04/2020; Aceptación: 15/05/2020
Resumen
Los desechos de alimentos dispuestos inadecuadamente generan contaminación del suelo,
aire y agua, focos infecciosos de vectores, así como emisiones de CO
2
. El objetivo de esta
investigación fue utilizar residuos de corona de piña como agente estructurante para evaluar
la inuencia de los espacios de aire libre inicial buscando favorecer la actividad microbiana
y alcanzar un menor tiempo de estabilización del proceso de compostaje. La metodología
consistió en evaluar un diseño de bloques completamente al azar de pilas de compostaje
de 200 kg de residuos de papa, camote y zanahoria en una relación 1:1:1 en peso (TA),
mezcladas con coronas de piña al 10% (TB) y 30% (TC) en peso. Se monitoreó los espacios
de aire libre, la relación C/N nal, la respiración microbiana, la temperatura, el pH, la
conductividad eléctrica y la humedad, durante 105 días. Los resultados evidenciaron que los
espacios de aire libre inicial están asociados directamente con la temperatura (r = 0,60108; p
= 0,0387), la conductividad eléctrica en el tercer muestreo (r = 0,73414; p = 0,0066) y cuarto
muestreo (r = 0,73253; p = 0,0067), así como inversamente con la respiración microbiana
nal (r = -0,81385; p = 0,0013). Los espacios de aire libre iniciales de TC (33,25%), lograron
un tiempo de estabilización menor con respecto a TB (25,42%) y TA (20,83%), conrmando
la inuencia de los espacios de aire libre iniciales mayores al 30% y el uso benecioso de las
coronas de piña como agente estructurante que podría mejorar con otros insumos.
Palabras clave: agente estructurante; residuos de alimentos; compostaje; coronas de piña;
espacios de aire libre.
Anales Cientícos
ISSN 2519-7398 (Versión electrónica)
Website: http://revistas.lamolina.edu.pe/index.php/acu/index
Anales Cientícos 81(1): 136-151 (2020)
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Quevedo et al. / Anales Cientícos 81(1): 136-151 (2020)
Enero - Junio 2020
Abstract
Improperly disposed food waste generates contamination of soil, air and water, infectious
sources of vectors as well as CO
2
emissions. The objective was to use pineapple crown
residues as a bulking agent to evaluate the inuence of the initial free air spaces searching
for favor microbial activity and achieve a shorter stabilization time of the composting
process. The methodology consisted of evaluating a completely randomized block design
of composting piles of 200 kg of potato, sweet potato and carrot residues in a 1: 1: 1 weight
ratio (TA), mixed with 10% pineapple crowns (TB) and 30% (TC) in weight. The free air
spaces, the nal C / N ratio, microbial respiration, temperature, pH, electrical conductivity
and humidity were monitored for 105 days. The results showed that the initial free air spaces
are directly associated with temperature (r = 0,60108; p = 0,0387), the electrical conductivity
in the third sampling (r = 0,73414; p = 0,0066) and fourth sampling (r = 0,73253; p = 0,0067),
as well as inversely with the nal microbial respiration (r = -0,81385; p = 0,0013). The
initial free air spaces of TC (33,25%), achieved a lower stabilization time with respect to TB
(25,42%) and TA (20,83%), conrming the inuence of the initial free air spaces greater than
30% and the benecial use of pineapple crowns as a bulking agent that could be improved
with other materials.
Keywords: bulking agent; food waste; composting; pineapple crown; free air space.
1. Introducción
Los residuos orgánicos se generan en todas
las actividades humanas de forma directa
o indirecta, son fuente de contaminación
del suelo, el aire y el agua, así como foco
de vectores tales como roedores e insectos.
El crecimiento poblacional se mantendrá
para el 2050 (UNEP, 2019), ocasionando
consecuentemente el incremento de residuos
sólidos. Respecto a esta tendencia, 50,91%
del total per cápita a nivel nacional son
residuos orgánicos (MINAM, 2012),
para el 2014 esta tendencia se mantuvo,
registrándose que el 50,43% comprendió
residuos orgánicos de cocina y de
preparación de alimentos, así como 27,88%
de residuos no peligrosos reaprovechables
(MINAM, 2014).
Según la FAO (2011) y HPLE (2014)
en América Latina la generación de
desperdicios y pérdidas de alimentos es de
25 kg por persona al año, representando el
18,65% del consumo total, provenientes
de cereales, raíces y tuberosas, plantas
oleaginosas, frutas y vegetales, carne,
pescado y productos de consumo diario
como lácteos entre otros.
Así mismo FAO (2019), según
información analizada hasta el 2016 en el
Perú, registró que la pérdida solamente de
papa fue del 14,5% de la producción total
de ese año. Es probable que esta pérdida
de alimentos se mantenga o se incremente
debido a la tendencia de crecimiento
poblacional mundial que también ocurre en
el Perú.
Así también la generación de desperdicios
y perdidas de alimentos ocasiona efectos
negativos en el ambiente, como la reducción
de la vida útil de los rellenos sanitarios
(CGR, 2013), la generación de gases de
efecto invernadero, contaminación de
cuerpos de agua supercial y del suelo, así
como atracción de vectores como insectos
y roedores que son fuente de enfermedades
cuando los desechos son vertidos en
botaderos (Martínez, 2012).
Los desechos y pérdidas de alimentos
pueden ser retornados al suelo utilizando
el compostaje, tecnología difundida
Evaluación de la aireación sobre la actividad microbiana del proceso de compostaje de residuos vegetales de
mercado
138
Enero - Junio 2020
principalmente en el tratamiento de residuos
agropecuarios que podría ser utilizada para
tratar desechos y pérdidas de alimentos de
zonas urbanas. Así mismo, el compostaje
puede ser optimizado utilizando diferentes
técnicas, procesos e insumos; contribuyendo
de esta forma con el reciclaje de residuos
orgánicos, el cual es parte de las estrategias
de la economía circular para alcanzar el
desarrollo sostenible (Morseletto, 2020).
El objetivo de esta investigación es
utilizar residuos de corona de piña como
agente estructurante para evaluar la
inuencia que tienen los espacios de aire
libre inicial (FAS inicial) sobre la actividad
microbiana a n de obtener un proceso de
estabilización de los residuos compostados
en menos tiempo, así mismo, para respaldar
estos los resultados se analiza la correlación
que tienen los espacios de aire libre con otras
variables que determinan el desempeño de la
actividad microbiana como la temperatura, el
pH, la conductividad eléctrica y el contenido
de humedad.
2. Materiales y métodos
La presente investigación se realizó en
las instalaciones del Centro Modelo de
tratamiento de Residuos y Aguas Residuales
(CEMTRAR) de la UNALM; se hizo uso del
Laboratorio de Investigación en Análisis de
Suelos, Plantas y Agua, así como del Centro
de Investigación en Química, Toxicología
y Biotecnología (CIQTOBIA), todos
pertenecientes a la Universidad Nacional
Agraria La Molina (UNALM).
Insumos
Los insumos que se utilizaron para la
construcción de pilas, fueron residuos de
papa, camote y zanahoria, procedente de
Gran Mercado Mayorista de Lima y coronas
de piña procedentes del Mercado Mayorista
de frutas N° 02.
Construcción de pilas
Se construyeron pilas de compostaje según
3 tratamientos. El tratamiento control TA
consistió en pilas de compostaje de 200 kg
residuos de papa, camote y zanahoria en
una proporción 1:1:1, el tratamiento TB que
consistió en las pilas de 200 kg de los mismos
residuos en una proporción 1:1:1 con 10%
(p/p) de coronas de piña picada (20kg) de un
tamaño menor a 5 cm y el tratamiento TC
que consistió en las pilas de 200 kg de los
mismos residuos en una proporción 1:1:1
con 30% (p/p) de coronas de piña picada
(60kg) de un tamaño menor a 5 cm.
Se utilizó el método de pilas a cielo abierto
(Carrasco, 2009), para lo cual se dispuso una
capa de residuos de corona de piña luego con
los residuos de papa, zanahoria o camote,
seguido con los residuos de corona de piña
y así sucesivamente para luego mezclar las
capas consecutivas utilizando trinches, hasta
lograr pilas de 2 metros de largo, 2 m de
ancho y 0,8 m de alto.
Muestreo de variables
Para poder analizar los parámetros físico-
químicos y biológicos de las pilas de
compostaje se realizó el muestreo por
cuarteos según la TMECC 02.01 citadas por
Ventura y Sarmiento (2007), para esto se
extrajeron 8 submuestras de la parte superior,
central e inferior de la pila a una profundidad
de 25 a 30 cm, luego se mezclaron y se
separaron en cuartos hasta obtener 500g.
La frecuencia del muestreo fue quincenal,
y para la respiración microbiana que sirvió
para determinar la estabilización tuvo una
frecuencia de 4 muestreos, representando
las 4 fases del proceso de compostaje de
residuos vegetales de mercado.
Análisis físico químico
Densidad aparente
La Densidad aparente se determinó
139
Quevedo et al. / Anales Cientícos 81(1): 136-151 (2020)
Enero - Junio 2020
siguiendo el método establecido por la Ohio
State University (2015), para lo cual se
utilizó un balde de 1 galón para luego pesar
el balde, el volumen de agua a una marca
conocida, así como el volumen del compost,
seguidamente se obtuvieron los resultados
de acuerdo a la siguiente formula:
Wb = Peso del balde
Wbw = Peso del balde con agua
Wbc = Peso del balde con compost
Espacios de Aire Libre (FAS)
Los espacios de aire libre se determinaron
en función a los datos obtenidos para
determinar la densidad aparente y la mezcla
de compost con agua a una marca conocida
como indica la Ohio State University (2015),
y se muestra a continuación:
Wb = Peso del balde
Wbw =Peso del balde con agua
Wbc = Peso del balde con compost
Wbcw = Peso del balde con compost y agua
Temperatura
La temperatura fue medida en la parte
central superior de cada pila, se introdujo un
termómetro digital a una profundidad de 30
cm en los lados de la pila, considerando 4
puntos a una misma altura (Del Pozo, 2007).
Humedad
La humedad se reguló 2 veces a la semana,
procurando mantener una humedad
aproximada de 60%. Para determinar el
contenido de agua, las muestras procedentes
de las pilas se llevaron a la estufa a 60°C por
24 horas, el contenido de agua se obtuvo por
la siguiente fórmula (Ventura y Sarmiento,
2007):
HR (%) = (P.Inicial – Peso Final) x 100%/
P.Inicial
Potencial de iones Hidrógeno (pH)
Se utilizó el método potenciométrico según
la norma ÖNORM M 6201, consistió en
extraer una muestra, llevarla a una dilución
1:10 con agua destilada, agitar por 5 minutos
y luego se dejó en reposo por 15 min, para
luego medir el pH con el potenciómetro
(ÖNORM, 2006).
Conductividad Eléctrica
La muestras fueron llevadas a una dilución
1:10 en agua destilada, agitadas por 15 min,
para luego de un reposo de 15min, medir la
conductividad eléctrica con el conductímetro
(TMECC, 2004).
Carbono Total Orgánico
Se obtuvo por diferencias de pesos entre
la muestra fresca y la muestra después de
someterse a calcinación (550 °C) por 5
horas en mua según el método descrito por
Nelson y Sommers (1982) mencionado por
la norma ÖNORM S 2023 (ÖNORM, 1993).
Nitrógeno Total Kejdhal
Se realizó el método descrito por Bremner
(1965) mencionado por la norma ÖNORM
S 2023 (1993), se tomó una muestra de
0,25 a 1 g que se sometió a digestión con
Ácido Sulfúrico y una mezcla de sales
que facilitaron la oxidación de materia
orgánica para transformar todas las formas
de nitrógeno a N
3+
, seguidamente se
transformó el N
3+
a NH
4+
y se destiló con
Evaluación de la aireación sobre la actividad microbiana del proceso de compostaje de residuos vegetales de
mercado
140
Enero - Junio 2020
una base fuerte para obtener el amoniaco y
agua. El amoniaco colectado se tituló con
ácido sulfúrico y nalmente se determinó
por fórmula la concentración de nitrógeno
en función del volumen de ácido sulfúrico
gastado para titular.
Relación Carbono/Nitrógeno
Se dividió la concentración de carbono total
obtenido por calcinación de muestra a 550°C
por 5 horas y el Nitrógeno total determinados
por el método Kejdhal como recomienda la
norma Ö NORM S 2023 (Ö NORM, 1993).
Estabilización
Se midió la estabilización por medio de la
respiración microbiana, utilizando el método
de la Cornell University (2015), que consistió
en utilizar baldes de 1 galón de volumen,
sellados, donde se incorporó previamente
una muestra de compost (20 g) y 20 ml de
una solución de NaOH a 1 Molar. Al día
siguiente se tituló la solución que captó el
CO
2
con una solución de HCl a 1 Molar, hasta
que el indicador de fenolftaleína cambió a
transparente. La titulación se realizó durante
4 veces por semana para luego determinar el
promedio. La frecuencia de este análisis fue
4 veces representando las etapas del proceso
de compostaje.
Análisis de Datos
Se llevó a cabo el análisis estadístico de los
datos monitoreados a lo largo del proceso de
compostaje de cada pila con la aplicación
de Diseño de Bloques Completamente al
Azar (DBCA) utilizando el análisis de
variancia (ANOVA) con 3 tratamientos y 4
bloques, así como la prueba de comparación
múltiples de medias de Tukey para
diferenciar tratamientos. Así también, con
la nalidad de respaldar las observaciones
de los Espacios de aire libre (FAS) con las
demás variables del proceso de compostaje
se utilizó el coeciente de correlación
de Pearson. El programa estadístico para
computarizar los datos que se analizaron fue
el Programa Statistical Analysis Software
(SAS) versión 9.1.
3. Resultados y discusión
Densidad aparente
Como muestra la Figura 1, los valores de
densidad aparente fueron reduciéndose
en el tiempo, de forma más marcada en el
tratamiento TC y TB, mientras que en el
tratamiento TA fue el tratamiento que mostró
una menor reducción. Estos resultados
evidencian la inuencia de la biodegradación
que va reduciendo la densidad aparente al
ser mayor la biodegradación, principalmente
por hidrólisis de los compuestos fácilmente
biodegradables de la materia orgánica que
se sometió a compostaje. Estos resultados
fueron menos alentadores que los obtenidos
en la comparación de mezclas de residuos de
destilación de yuca (680 kg/m
3
) y paja (650
kg/m
3
) para el compostaje de lodos de agua
residuales (Pan et al., 2017).
De forma similar estos resultados fueron
menos optimistas a los realizados en pruebas
con reactores, el primero (166 kg/m
3
)
que contenía 42,86% de cortezas de pino,
34,28% de césped, 20% de aserrín y 2.86%
plumas de pollo de engorde; y también en
el segundo (139 kg/m
3
) reactor que contenía
25,54% de cortezas de pino, 10,63% de paja
de trigo, 51,07% de aserrín y 12,76% de
plumas de pollo de engorde (Bohacz, 2018),
sin embargo es necesario mencionar que los
resultados de los reactores se obtuvieron
después de 30 semanas.
De acuerdo al análisis de varianza (Tabla
1), existen diferencias signicativas entre
los tratamientos a un nivel de signicancia
mayor al 95% (p < 0,05). El primer análisis
muestra alta signicancia del modelo (p <
0,0062), el segundo análisis muestra también
una alta signicancia entre tratamientos (p <
0,0011), pero el efecto del bloqueo no fue
signicativo (p = 0,8386).
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0,00
100,00
200,00
300,00
400,00
500,00
600,00
700,00
800,00
900,00
1000,00
26/04/2016
26/05/2016 11/07/2016
10/08/2016
Densidad aparente (Kg/m
3
)
Fechas de muestreo
De nsidad aparente prome dio e n el tiempo
TA
TB
TC
Así también, según la Prueba de medias de
Tukey, indica que no existen diferencias
signicativas entre los tratamientos TC
(704,17 kg/m
3
en promedio) y TB (716,67
kg/m
3
en promedio) que mostraron mejores
resultados con respecto al tratamiento TA
(895,84 kg/m
3
en promedio).
Espacios de aire libre (FAS)
Como se observa en las Figuras 2 y 3, los
valores de FAS van incrementándose en el
tiempo en las diferentes fases del compostaje,
sobre todo durante la primera y segunda fase
del proceso de compostaje, para luego irse
estabilizando, siendo el tratamiento TC el
que más constante se mantuvo entre la fase de
curado y maduración. Se puede observar en
los resultados de coeciente de correlación
de Pearson (Tabla 2) que la densidad
aparente inicial tiene una asociación inversa
(r = -0,71456) a los espacios de aire libre
a un nivel de signicancia mayor al 95%
(p = 0,009), esta relación inversamente
proporcional está de acuerdo con lo
investigado por Pan et al. (2017), Huet et al.
(2014) así como Agnew y Leonard (2003).
Los resultados de FAS inicial obtenidos en
esta investigación son menos optimistas a
los obtenidos en la comparación de mezclas
de residuos de destilación de yuca (43,12%)
y paja (44,32%) para el compostaje de lodos
de agua residuales (Pan et al., 2017).
De acuerdo al análisis de varianza (Tabla
1), existen diferencias signicativas entre
los tratamientos a un nivel de signicancia
mayor al 95% (p < 0,05) para los espacios de
aire libre inicial. El primer análisis muestra
signicancia del modelo mayor al 95%
(p < 0,0001), el segundo análisis muestra
signicancia entre tratamientos también
mayor al 95% (p < 0,001), pero el efecto del
bloqueo no fue signicativo (p=0,8386).
Las pruebas de medias de Tukey para los
espacios de aire libre inicial (FAS inicial),
muestran que el tratamiento TC fue el
mejor tratamiento (Figura 3), seguido de
TB, mientras que el tratamiento control TA
mostró resultados menos alentadores.
Figura 1. Densidad aparente promedio de los tratamientos durante el periodo de estudio
Evaluación de la aireación sobre la actividad microbiana del proceso de compostaje de residuos vegetales de
mercado
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Enero - Junio 2020
Tabla 1. Análisis de varianza de las variables que obtuvieron diferencias signicativas entre
tratamientos
Fuente de
Variabilidad
G.L.
Espacios de Aire
libre Inicial
Densidad Aparente
Inicial
Respiración Microbiana
Final
C.M. y Signicancia
C.M. y
Signicancia
C.M. y Signicancia
Tratamiento 2 157,5855750** 45995,78241*** 19,24335833**
Bloque 3 0,9530889 493,87656 2,69763333
Error 6 - - -
Total 11 - - -
*Signicancia p<0,05
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
26/04/2016 26/05/2016 11/07/2016 10/08/2016
Espacios libres de aire (%)
Fechas de muestreo
Espacios de Aire Libre (FAS) en el tiempo
TA
TB
TC
Figura 2. Espacios de aire libre (FAS) promedio de los tratamientos durante el periodo de
estudio
Temperatura
Como se puede observar en la Figura 4, la
temperatura promedio de los tratamientos
TB y TC son similares en el inicio del
proceso de compostaje, luego el tratamiento
TC muestra resultados más optimistas al
tener menos temperatura que TB durante el
proceso de curado y de maduración. Por otro
lado, el tratamiento control TA no mostró
temperatura en concordancia a un proceso
de compostaje adecuado, mostrando más
bien variabilidad y no logrando una fase
termofílica aceptable. Según el análisis de
coeciente de correlación de Pearson (Tabla
2), la temperatura tiene una asociación
inversa con la densidad aparente inicial
(r = -0,75994 y p = 0,0041) durante el
muestreo del 26/05/2016 que coincide con
la fase termofílica, esto podría deberse a la
presencia de agua que contienen los residuos,
razón principal de los resultados de densidad
aparente inicial promedio de TC (895,3 kg/
m
3
), TB (704,17 kg/m
3
) y TA (716,67 kg/
m
3
). Así también la temperatura durante la
etapa termofílica (26/05/2016) tiene una
asociación inversa con la densidad aparente
143
Quevedo et al. / Anales Cientícos 81(1): 136-151 (2020)
Enero - Junio 2020
(r = -0,75994 y p = 0,0041) y directa con los
espacios de aire libre inicial (r = 0,60108;
p = 0,0387), lo cual podría explicar el
incremento de la actividad microbiana.
Sin embargo, es necesario resaltar que, de
acuerdo al análisis de varianza, no existen
diferencias signicativas ni en el modelo ni
entre tratamientos a lo largo de las 4 fechas
representativas del proceso de compostaje.
Así también según la prueba de Tukey no
existen diferencias signicativas entre los
tratamientos.
pH
Los resultados de la Figura 5 muestran que
los niveles de pH en los tratamientos TC y
TB fueron similares y mostraron una mejor
respuesta al proceso de biodegradación de
materia orgánica con respecto al tratamiento
control TA, que ocasiona un incremento
de los niveles de pH, siendo TC (8,07)
el tratamiento que mostró una respuesta
más temprana con respecto a TB (7,14)
en el segundo muestreo. Por otro lado,
el tratamiento control TA no mostró un
incremento de pH mejor con respecto a TC
y TB durante el proceso de compostaje,
evidenciando un retraso y así como un
inadecuado proceso de compostaje. Como
menciona Roca-Pérez et al. (2009) citado por
Pan et al. (2017), el incremento de pH puede
deberse al incremento de mineralización
de nitrógeno orgánico y producción de
amonio, conrmando el posible retraso del
tratamiento Control TA (7,14) con respecto
al tratamiento TC (8,07). Es necesario
remarcar que fue posible la generación de
pérdidas de nitrógeno por volatilización en
forma de amoniaco debido a las temperaturas
y los niveles de pH mayores a 7 (Cáceres et
al., 2017).
Sin embargo, es necesario resaltar que,
de acuerdo al análisis de varianza, no existen
diferencias signicativas ni en el modelo ni
entre tratamientos a lo largo de las 4 fechas
representativas del proceso de compostaje.
Así también según la prueba de Tukey no
existen diferencias signicativas entre los
tratamientos.
20,83
25,42
33,25
5,00
10, 00
15, 00
20, 00
25, 00
30, 00
35, 00
40, 00
TA TB TC
Espacios libres de aire (%)
Tratamientos
Espacios de Aire Libre (FAS) Inicial promedio
TA
TB
TC
Figura 3. Espacios de aire libre inicial promedio de los tratamientos
Evaluación de la aireación sobre la actividad microbiana del proceso de compostaje de residuos vegetales de
mercado
144
Enero - Junio 2020
Tabla 2. Análisis de Coeciente de Correlación de Pearson (r) y valor p entre los espacios de
aire libre inicial y la densidad aparente inicial, la temperatura, la conductividad eléctrica y la
respiración microbiana nal
Variable Respuesta r Valor p
Densidad Aparente Inicial -0,71456 0,0090
Temperatura (26/05/2019) 0,60108 0,0387
C. Eléctrica 11/07/2019 0,73414 0,0066
C. Eléctrica 10/08/2016 0,73253 0,0067
Respiración Microbiana Final -0,81385 0,0013
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
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Te mpe ratura
Fechas de muestreo
Temperatura Promedio de los tratamientos durante el
periodo de estudio
TA
TB
TC
Figura 4. Temperatura promedio de los tratamientos durante el periodo de estudio
Conductividad Eléctrica
Los resultados en la Figura 6 muestran que
los valores de conductividad eléctrica fueron
incrementándose en el tiempo, de forma más
evidente en el tratamiento TC seguido del
tratamiento TB. Por otro lado, en el caso
del tratamiento control TA mostró menores
valores de conductividad eléctrica, esto se
podría deber a la capacidad de absorción de las
coronas de piña debido a las características de
las bras que la componen porque presentan
una considerable capacidad de absorción
de agua, entre un promedio de 4,49 y 9,71
ml de agua/g de masa seca (Ramos et al.,
2014), debido a su composición de lignina
(4,5%), celulosa (29,6%) y hemicelulosa
(23,2%) principalmente (Upadhyay et al.,
2010), siendo el agua con la que se regó de
moderada salinidad (4,81 dS/m) mayor a los
valores recomendados para aguas de riego
(FAO, 1992).
145
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0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
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Niveles de pH
Fechas de muestreo
Nive les de pH de los tratamie ntos durante e l periodo de
es tudio
TA TB TC
Figura 5. Niveles de pH de los tratamientos durante el periodo de estudio
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
26/04/2016 26/05/2016 11/07/2016 10/08/2016
Conductividad eléctrica (dS/m)
Fechas de muestreo
Conductivida d Elé ctrica de los tratamie ntos durante el
periodo de e studio
TA TB TC
Figura 6. Conductividad eléctrica de los tratamientos durante el periodo de estudio
Evaluación de la aireación sobre la actividad microbiana del proceso de compostaje de residuos vegetales de
mercado
146
Enero - Junio 2020
la humedad recomendada, a diferencia del
tratamiento TC y TB que mostraron una
mejor absorción de agua puesto que no
necesitaron mayor esfuerzo para mantener
la humedad recomendada, estos resultados
podrían deberse a la capacidad de absorción
de agua entre un promedio de 4,49 y 9,71
ml de agua/ g de masa seca (Escobedo et
al., 2014), de los residuos de corona de
piña que se componen de celulosa (29,6%),
hemicelulosa (23,2%) y lignina (4,5%)
principalmente (Upadhyay et al., 2010).
Sin embargo, es necesario resaltar que, de
acuerdo al análisis de varianza, no existen
diferencias signicativas ni en el modelo ni
entre tratamientos a lo largo de las 4 fechas
representativas del proceso de compostaje.
Así también según la prueba de Tukey no
existen diferencias signicativas entre los
tratamientos.
Es posible también que la actividad
microbiana haya liberado sales durante
la fase de curado y maduración, ya que
los coecientes de correlación de Pearson
(Tabla 2) muestran una relación directa
con la conductividad eléctrica del tercer
muestreo (r = 0,73414; p = 0,0066) y
el cuarto muestreo (r = 0,73253; p =
0,0067), lo cual podría explicar en parte el
incremento de la actividad microbiana ya
que al descomponerse la materia orgánica se
liberan sales.
Contenido de Humedad
Como muestra la Figura 7, el contenido
de humedad se mantuvo más constante,
alrededor de 60% con el tratamiento TC y
TB, mientras que el tratamiento control TA
durante el proceso de compostaje mostró un
endurecimiento de los residuos sobre todo
de camote y papa que dicultaron mantener
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
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10/08/2016
Conte ni do de humeda d (% )
Fechas de muestreo
Conte nido de hume dad de los tratamie ntos durante e l pe riodo
de e studio
TA TB TC
Figura 7. Contenido de humedad de los tratamientos durante el periodo de estudio
147
Quevedo et al. / Anales Cientícos 81(1): 136-151 (2020)
Enero - Junio 2020
Relación Carbono/ Nitrógeno
Como se observa en la Figura 8, los valores
de la relación C/N fueron reduciéndose de
forma más evidente en el tratamiento TC y
TB, mientras que el tratamiento control TA
muestra una reducción de la relación C/N
más lenta y más variable. Esto indicaría
que, a pesar de ser los residuos de papa y
camote biodegradables, las condiciones para
promover la biodegradación por la actividad
microbiana no fueron las apropiadas. Los
resultados de relación C/N nal promedio
de los tratamientos TC (14,15), TB (15,86)
y TA (14,38) evidenciaron el considerable
contenido de materia orgánica biodegradable
que fue consumida con respecto a las
relaciones C/N iniciales de los tratamientos
TC (45,12), TB (52,71) y TA (46,83). Los
resultados obtenidos de relación C/N nal
fueron menores a los obtenidos durante el
compostaje de estiércol con paja de arroz
(26,6), similares al compostaje de la mezcla
lodos y residuos urbanos (13,9) y mayores
a los obtenidos al compostaje de residuos
urbanos y paja de arroz (11,5) durante 14
días (Tang et al., 2010).
Sin embargo, es necesario señalar que, de
acuerdo al análisis de varianza, no existen
diferencias signicativas ni en el modelo ni
entre tratamientos en el muestreo nal.
Respiración microbiana
Los resultados de la Figura 9, muestra
la evolución de la emisión de CO
2
por
gramo de carbono orgánico de compost
de los tratamientos, evidenciándose que el
tratamiento TC en el tiempo mostró mejores
resultados durante los 105 días de duración
del proceso de compostaje, seguido de TB
que tuvo una mayor tendencia hacia una
menor respiración microbiana nal, debido
a una mayor actividad microbiana porque
consumió más rápidamente la materia
orgánica disponible y menos recalcitrante.
Por otro lado, los valores promedio del
tratamiento control TA pertenecientes al
muestreo nal mostraron resultados menos
alentadores, evidenciándose que la actividad
microbiana no fue la suciente por no
encontrar las condiciones apropiadas para un
buen proceso de compostaje a pesar de que
el material utilizado estaba compuesto por
materia orgánica fácilmente biodegradable
por las características de los residuos de
papa, camote y zanahoria.
De acuerdo al análisis de varianza,
si existe diferencias signicativas en el
muestreo nal (p = 0,0163). Así mismo la
prueba de Tukey (Figura 10), evidencia
que en promedio el tratamiento TC (3,435)
muestra mejores resultados que TB (6,308),
que a su vez no diere signicativamente
del tratamiento control TA (7,742), por
tanto, TC alcanzó una mayor estabilización.
Los resultados de TC (3,435) fueron menos
prometedores a los obtenidos (menores a 2,5
mg CO
2
por gramo de carbono orgánico de
compost) en reactores a una tasa de aireación
de 0,72 L/ materia seca por minuto para
compostaje de estiércol de cerdo y tallos de
maíz con una humedad promedio de 75%
y una relación C/N inicial de 21 durante
40 días (Guo et al., 2012). Así también, los
resultados nales promedio obtenidos en el
tratamiento TC (3,435 mg de CO
2
/ g de C.
orgánico por día) fueron menos optimistas
a los resultados obtenidos en pruebas de
compostaje por medio de tambores rotatorios
(0,702 mg de CO
2
/ g de C. orgánico por día)
para una mezcla de residuos vegetales (54
kg), residuos de ganado (27 kg) y aserrín (9
kg) durante 20 días (Varma et al., 2014).
Así también, según los coecientes
de correlación de Pearson (Tabla 2),
los espacios de aire libre presentan una
asociación inversa (r = -0,81385) a la
respiración nal a un nivel de signicancia
mayor al 95% (p = 0,0013) conrmando
que a mayor FAS inicial el proceso de
compostaje es más rápido. Se observó que
el proceso de compostaje tiene diferentes
etapas en las que el FAS inicial muestra
asociaciones diferentes al comportamiento
de la actividad microbiana con respecto a la
Evaluación de la aireación sobre la actividad microbiana del proceso de compostaje de residuos vegetales de
mercado
148
Enero - Junio 2020
respiración microbiana la cual no es lineal
durante el proceso de compostaje, pero si
muestra la asociación esperada durante las
diferentes etapas del proceso de compostaje.
Así podemos observar que los espacios de
aire libre muestran una asociación directa
durante la fase mesofílica (r = 0,03134; p=
0,92) y termofílica (r = 0,22288; p = 0,4863),
para luego mostrar una relación inversa en la
fase de curado (-0,38710; p = 0,2138) y de
maduración (r = -0,81385; p = 0,0013).
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
26/04/2016 26/05/2016 11/07/2016 10/08/2016
Relación C/N
Fechas de muestreo
Re lación C/N de los tratamie ntos durante e l pe riodo de
es tudio
TA TB TC
Figura 8. Relación Carbono/Nitrógeno de los tratamientos durante el periodo de estudio
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
26/04/2016 26/05/2016 11/07/2016 10/08/2016
mg de CO
2
/g de carbono orgánico.día
Fechas de muestreo
Respiración microbiana de los tratamientos durante el
periodo de estudio
TA TB TC
Figura 9. Respiración microbiana de los tratamientos durante el periodo de estudio
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Quevedo et al. / Anales Cientícos 81(1): 136-151 (2020)
Enero - Junio 2020
7,74
6,30
3,44
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
TA TB TC
mg de CO2/g de C.orgánico.día
Tratamientos
Generación de CO
2
final
TA
TB
TC
Figura 10. Generación de CO
2
en el muestreo nal
4. Conclusiones
En esta investigación se evidenció que el
uso de espacios de aire libre (FAS) iniciales
mayores al 30% como sucedió con el
tratamiento TC (33,25% en promedio), logró
una estabilización en menos tiempo que el
tratamiento TB (25,42% en promedio) y
el tratamiento control TA (20,83% en
promedio), por tanto, el uso de coronas de
piña picada si puede ser utilizada como
un agente estructurante complementario
y no único para el compostaje de residuos
vegetales de mercado.
La temperatura durante la etapa termofílica
tiene una asociación inversa con la densidad
aparente (r = -0,75994 y p =0,0041) y directa
con los espacios de aire libre (FAS) inicial
(r = 0,60108; p = 0,0387), lo cual podría
explicar el incremento de la actividad
microbiana por medio de la respiración
microbiana nal.
Los espacios de aire libre (FAS) iniciales
tienen una relación directa con la
conductividad eléctrica del tercer muestreo
(r = 0,73414; p = 0,0066) y el cuarto
muestreo (r = 0,73253; p = 0,0067), lo
cual podría explicar en parte el incremento
de la actividad microbiana ya que al
descomponerse la materia orgánica se
liberan sales. No se evidenció una asociación
ni correlación signicativa entre los niveles
de pH y contenido de humedad con otras
variables.
5. Agradecimientos
Expresamos nuestros agradecimientos al
Gran Mercado Mayorista de Lima que es
administrado por la Empresa Municipal
de Mercados S.A. perteneciente a la
Municipalidad Metropolitana de Lima, por
facilitarnos los residuos de papa, camote y
zanahoria necesarios para esta investigación.
6. Literatura citada
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