Determinación del contenido de metales by Ingeniería Agropecuaria JDC

DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE METALES PESADOS EN EL COMPOST FABRICADO A PARTIR DE PLUMAS DE GALLINA Y DESECHOS SÓLIDOS DE AGUA RESIDUAL DE VENTAQUEMADA (BOYACÁ).

ELIZABETH SÁNCHEZ RINCÓN CÓDIGO: 1501101003

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA JUAN DE CASTELLANOS FACULTAD DE CIENCIAS DE AGRARIAS INGENIERÍA AGROPECUARIA TUNJA 2015

DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE METALES PESADOS EN EL COMPOST FABRICADO A PARTIR DE PLUMAS DE GALLINA Y DESECHOS SÓLIDOS DE AGUA RESIDUAL DE VENTAQUEMADA (BOYACÁ).

TRABAJO DE GRADO EN LA MODALIDAD DE INVESTIGACIÓN

ELIZABETH SÁNCHEZ RINCÓN CÓDIGO: 1501101003

DIRECTOR Ph.D JOSÉ FRANCISCO GARCÍA MOLANO

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA JUAN DE CASTELLANOS FACULTAD DE CIENCIAS DE AGRARIAS INGENIERÍA AGROPECUARIA TUNJA 2015

NOTA DE ACEPTACIĂ&#x201C;N

_________________________ _________________________ _________________________

_________________________ Firma Director

_________________________ Firma Jurado

Tunja, Junio de 2015.

AGRADECIMIENTOS

Expreso mis agradecimientos: Primeramente a Dios, quien me dio la oportunidad de lograr la meta de culminar esta investigación. A Mis padres quienes me brindaron su apoyo moral y económico para lograr obtener los resultados de la investigación. Al Ingeniero José Francisco García Molano, quien dirigió y apoyo constantemente todo el proceso del estudio. A los miembros activos del Centro Ecológico M&C quienes permitieron realizar en sus Instalaciones toda la fase de campo. En general a todas aquellas personas que participaron en este proceso.

TABLA DE CONTENIDO

GLOSARIO ........................................................................................................... 10 RESUMEN ............................................................................................................ 15 ABSTRACT........................................................................................................... 16 PALABRAS CLAVE ............................................................................................. 16 1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 17 2. MARCO DE REFERENCIA ............................................................................ 21 2.1 Estado del arte..................................................................................................... 21 2.2 Marco teórico ....................................................................................................... 24 2.2.1 Residuos sólidos industriales..................................................................... 24 2.2.2 Aguas residuales ......................................................................................... 24 2.2.3 Desechos sólidos de agua residual .......................................................... 24 2.2.4 Pluma ............................................................................................................. 26 2.2.5 Compostaje ................................................................................................... 26 2.2.6 Mineralización ............................................................................................... 32 2.2.7 Humificación ................................................................................................. 32 2.2.8 Abonos orgánicos ........................................................................................ 34 2.2.9 Metales pesados .......................................................................................... 37 2.2.10 Cadmio ....................................................................................................... 40 2.2.11 Plomo ......................................................................................................... 43 2.2.12 Cromo ........................................................................................................ 44 2.2.13 Factores que afectan la disponibilidad, distribución y acumulación de metales pesados ................................................................................................... 44 2.3 Marco legal ........................................................................................................... 49 2.3.1 Norma técnica colombiana 5167 segunda actualización ...................... 49 2.3.2 Resolución número 187 de 2006 .............................................................. 49 2.3.3 Compendio INCONTEC – ICA sobre fertilizantes y acondicionadores de suelos en Colombia 2003 .................................................................................... 49 2.3.4 Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico RAS – 2000 ................................................................................................................. 49 3. OBJETIVOS ................................................................................................... 50 3.1 General ................................................................................................................. 50 3.2 Específicos ........................................................................................................... 50 4. DISEÑO METODOLÓGICO ........................................................................... 51 4.1 Área de estudio ................................................................................................... 51 4.2 Hipótesis ......................................................................................................... 52 4.3 Metodología ......................................................................................................... 52 4.3.1 Tipo de estudio ............................................................................................. 52 5

4.3.2 Población y muestra .................................................................................... 52 4.3.3 Diseño experimental .................................................................................... 53 4.3.4 Variables ....................................................................................................... 53 4.3.5 Plano de campo ........................................................................................... 54 4.3.6 Materiales y métodos de investigación .................................................... 54 4.4 Análisis de datos ................................................................................................. 58 5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ....................................................................... 59 6. IMPACTO ....................................................................................................... 73 7. CONCLUSIONES ........................................................................................... 74 8. RECOMENDACIONES................................................................................... 75 9. LITERATURA CITADA .................................................................................. 76 10. ANEXOS......................................................................................................... 90

TABLA DE FIGURAS Pรกg. Figura 1.

Mapa municipio de Ventaquemada ( Boyacรก)

Figura 2.

Plano de campo

Figura 3.

Fases de campo

Figura 4.

Esquema general de un espectrofotรณmetro de absorciรณn

atรณmica. Figura 5.

Comportamiento de la temperatura en los tratamientos

Figura 6.

Comportamiento del pH durante el proceso de

compostaje. Figura 7.

Contenido de Cadmio en los tratamientos.

Figura 8.

Contenido de Cromo en los tratamientos.

Figura 9.

Contenido de Plomo en los tratamientos

ÍNDICE DE TABLAS Pág. Tabla 1.

Productos químicos aplicados al cultivo de zanahoria

Tabla 2.

Tratamientos

Tabla 3.

Métodos de laboratorio

Tabla 4.

Resultado de la temperatura durante el proceso de

compostaje Tabla 5

Resultado de pH en los tratamientos

Tabla 6.

Resultados de contenido de metales pesados en los

tratamientos. Tabla 7.

Contenido Cr, Cd y Pb en los tratamientos, Norma 5167 del INCONTEC, Desechos sólidos de agua residual y Residuos sólidos urbanos de Ventaquemada.

TABLA DE ANEXOS Pag. Anexo 1.

Resultado análisis estadístico de Temperatura de los

tratamientos. Anexo 2.

Fotografía de la descomposición del material del

105

Tratamiento 4. Anexo 3.

Resultados análisis físico- químico de los desechos

106

sólidos de agua residual. Anexo 4.

Análisis estadístico del pH de los tratamientos con

107

software R versión 3.11 Anexo 5.

Análisis estadístico de los resultados de Cadmio

111

software R versión 3.11 Anexo 6.

Análisis estadístico de los resultados de Cromo con el

112

software R versión 3.11 Anexo 7.

Análisis estadístico de los resultados de Plomo con el

114

software R versión 3.11 Anexo 8.

Resultados de metales pesados de los tratamientos y

116

los desechos sólidos de agua residual. Anexo 9.

Fotografías del proceso de elaboración de las pilas de

122

compostaje para cada tratamiento. Anexo 10. Fotografías del montaje de los 5 tratamientos con sus

124

respectivas repeticiones. Anexo 11. Fotografías toma de pH, Temperatura y muestras para

125

envió a laboratorio. Anexo 12. Ficha técnica abono comercial Nutrimyc

126

GLOSARIO

Abono orgánico: son los que se obtienen de la degradación y mineralización de materiales orgánicos (estiércoles, desechos de la cocina, pastos incorporados al suelo en estado verde, etc.). Agroindustria: es una organización que participa directamente o como intermediaria en la producción agraria, procesamiento industrial o comercialización nacional y exterior de bienes comestibles o de fibra. Agua residual: se consideran aguas residuales a los líquidos que han sido utilizados en las actividades diarias de una ciudad (domésticas, comerciales, industriales y de servicios). Biodegradación: es la disolución química de los materiales por bacterias u otros medios bilógicos. Bovinaza: heces sólidas o pastosas de bovinos. Capacidad de intercambio catiónico: es un proceso dinámico reversible, por medio del cual aniones y cationes son intercambiados entre fases liquidas y solidas o entre fases solidas en contacto. Conductividad eléctrica: La conductividad eléctrica es la capacidad de un material para transmitir o conducir una corriente eléctrica. Conductimetro: es un aparato que mide la resistencia eléctrica que ejerce el volumen de una disolución encerrado entre los dos electrodos. Compost: es el producto que se obtiene de compuestos que forman o formaron parte de seres vivos en un conjunto de productos de origen animal y vegetal. Compostaje: es un proceso mediante el cual diversos sustratos orgánicos se descomponen y estabilizan debido a la acción de una población mixta de microorganismos, obteniéndose un producto final denominado compost. Contaminación: es la introducción de sustancias en un medio que provocan que este sea inseguro o no apto para su uso. Degradación:

proceso

simple antrópico que

afecta

negativamente

la biofísica interna del suelo para soportar vida en un ecosistema, incluyendo aceptar, almacenar y reciclar agua, materia orgánica y nutrientes.

Desechos sólidos de agua residual: El lodo extraído y producido en las operaciones y procesos de tratamiento de las aguas residuales generalmente suele ser un líquido o liquido semisólido con gran contenido de solidos entre el 0.25 y el 12% en peso. Desinfección:

proceso

patógenos tales

físico

químico

como bacterias, virus y

que

mata

protozoos impidiendo

inactiva agentes el

crecimiento

de microorganismos patógenos en fase vegetativa que se encuentren en objetos inertes. Desorción: Es la operación unitaria en la cual uno o más componentes del líquido se transfieren al gas. Ecosistemas:

comunidad

seres

vivos cuyos

procesos

vitales

están relacionados entre sí. Elementos traza: elemento presente en una muestra que posee una media de concentración menor de 100 partes por millón, realizando la medición en un contador atómico, o menor de 100 microgramos por gramo. Enmienda orgánica: son residuos de origen animal y vegetal que adicionados a los suelos mejoran sus características químicas, físicas y biológicas. Esterilizar: proceso validado por medio del cual se obtiene un producto libre de microorganismos viables. Equinaza: Heces sólidas o pastosas de equinos. Fungicida: sustancia tóxica que se emplean para impedir el crecimiento o eliminar los hongos y mohos perjudiciales para las plantas, los animales o el hombre. Gallinaza: es el estiércol de gallina ponedora. Geodisponibilidad: porción del contenido total de un metal (o de un compuesto portador de un metal) en un material terrestre, que puede ser liberada al ambiente a través de procesos mecánicos, químicos o biológicos. Herbicida: es un producto fitosanitario utilizado para eliminar plantas indeseadas. Hidratos

carbono:

son

las

sustancias

orgánicas

compuestas

Hidrógeno, oxígeno y carbono, que presentan los primeros dos componentes en idéntica

proporción

que

aparece

agua.

Humedad: Cantidad de agua, vapor de agua o cualquier otro líquido que está presente en la superficie o el interior de un cuerpo o en el aire. Humus: El humus es la sustancia compuesta por ciertos productos orgánicos de naturaleza coloidal, que proviene de la descomposición de los restos orgánicos por organismos y microorganismos benéficos (hongos y bacterias). Inocuidad: incapacidad que algo o alguien presentan para infligir un daño. Inoculación: incorporación de una sustancia en un organismo. Industrialización: proceso a partir del cual un Estado o Comunidad Social pasan de ostentar una economía basada en la agricultura a otra que se basa en el desarrollo

industrial.

Insecticida: compuesto químico utilizado para matar insectos. Lixiviado: es el fluido proveniente de la descomposición de los residuos, bien sea por su propia humedad, reacción, arrastre o disolución de un solvente o agua al estar en contacto con ellos. Lodo: residuos semisólidos que se producen, decantan o sedimentan durante el tratamiento de aguas. Materia orgánica: proviene, en parte, de la incorporación de residuos animales (cadáveres y deyecciones) y restos vegetales (raíces, órganos aéreos, excreciones a nivel rizosfera, sustancias solubles de los órganos aéreos transferidas al suelo por el agua de lluvia o rocío, etc.). Metales pesados: elementos cuyo peso atómico es mayor que el del hierro (55,85 g/mol). Microflora: está formada principalmente por numerosas especies de bacterias y hongos y tiene una acción de gran importancia en los procesos de regeneración de nutrientes, descomposición de sustancias orgánicas, formación y fertilización del suelo, etc. Microorganismos: seres vivos más diminutos que únicamente pueden ser apreciados a través de un microscopio. Mineralización: transformación completa de un compuesto orgánico en compuestos inorgánicos. Nitrógeno total: cantidad total de nitrógeno en el suelo analizado.

Nutrición vegetal: proceso mediante el cual los vegetales toman sustancias del exterior y las transforman en materia propia y energía. Oxigeno: elemento químico gaseoso, incoloro, inodoro e insípido, abundante en la corteza terrestre, en la atmósfera y los océanos, que es imprescindible para la vida. Oxidación: Fenómeno químico en virtud del cual se transforma un cuerpo o un compuesto por la acción de un oxidante, que hace que en dicho cuerpo o compuesto aumente la cantidad de oxígeno y disminuya el número de electrones de alguno de los átomos. pH: forma habitual de establecer la acidez o la basicidad de una disolución. Pluma: Es uno de los residuos interesantes por su elevado contenido de proteína y su creciente disponibilidad en volumen como consecuencia del crecimiento de la industria avícola. Porquinaza: Heces sólidas o pastosas de porcinos. Pradera: bioma cuya vegetación predominante consiste en hierbas y matorrales. Proteína: sustancia química que forma parte de la estructura de las membranas celulares y es el constituyente esencial de las células vivas. Potencial redox: medida de la actividad de los electrones. Queratina: Proteína rica en azufre que constituye la parte fundamental de las capas más externas de la epidermis y de tejidos como las uñas, el pelo, las plumas, las pezuñas o los cuernos. Reacción oxido- reducción: reacción química en la que uno o más electrones se transfieren entre los reactivos, provocando un cambio en sus estados de oxidación. Residuos sólidos contaminantes: desecho que genera el ser humano a partir de su vida diaria y que tienen forma o estado sólido a diferencia de los desechos líquidos

gaseosos.

Residuos sólidos industriales: son los residuos generados por la industria, el comercio, la artesanía y el transporte. Sanidad: Estado del ser vivo que está sano o disfruta de buena salud

Salinidad del suelo: es el contenido de sales minerales disueltas en un cuerpo de agua. Temperatura: Grado o nivel t茅rmico de un cuerpo o de la atm贸sfera. Unidades formadoras de colonia: es un valor que indica el grado de contaminaci贸n microbiol贸gica de un ambiente.

RESUMEN

La investigación tiene como finalidad determinar el contenido de Cr, Cd y Pb principales metales utilizados en la fabricación de agroquímicos y debido a la excesiva utilización de fertilizantes y agroquímicos en los cultivos de papa y zanahoria los cuales van a quedar en los desechos sólidos del agua residual ; ante esta situación se van someter al

proceso de compostaje, en la cual se

combinaran con otras materias primas que generan un abono que garantice que no se contaminara los suelos y permita una recuperación progresiva tanto física y química de los mismos. El estudio consta de la elaboración de 15 pilas de compost, utilizando diferentes porcentajes de materiales para lo cual se realizaron 5 tratamientos que incluyen las plumas y los desechos sólidos de agua residual, conjuntamente se realizó mediciones de pH

y Tº durante el transcurso del

compostaje, culminado el compostaje se tomaron muestras de las 15 pilas para ser analizadas en laboratorio, los resultados arrojaron que el comportamiento de la Tº

tiene

diferencias

significativas

entre

tratamientos,

con

respecto

comportamiento del pH no se presentó diferencias significativas al igual que en ninguno de los tratamientos muestra metales pesados, aunque todos lo reportan, sus valores son muy bajos respecto a la norma 5167

del INCONTEC, por

consiguiente se considera un compost inocuo para su utilización como enmienda orgánica.

ABSTRACT

The research aims to determine the content of Cr, Cd and Pb main metals used in the manufacture of agrochemicals and due to excessive use of fertilizers and agrochemicals in crops of potatoes and carrots, which will be in the wastewater of solid waste ; in this situation it will be submitted to composting process, combined with other raw materials that generate a credit to ensure that the soil is not contaminated and allows both the physics and chemistry of the same progressive recovery. The study involves the development of compost piles 15, using different percentages of materials 5 treatments were performed as pens and solid waste from the waste water pH and jointly T ° is made during the course of composting, samples full of the 15 batteries to be analyzed in the laboratory were taken compost, the results showed that the behavior of the Tº has significant differences between treatments in relation to the behavior of pH there were significant differences appeared like any of the treatments It shows heavy metals, although all its values reported are very low compared to the standard 5167 ICONTEC therefore considered a harmless compost for use as an organic fertilize PALABRAS CLAVE

Inocuidad, Descomposición, Materia orgánica, Abono orgánico, agua residual.

1. INTRODUCCIÓN El crecimiento de las poblaciones y procesos de agroindustrialización han llevado a que se generen en mayor cantidad desechos tanto orgánicos como inorgánicos, que las comunidades deben manejar para evitar la acumulación de los mismos (González & Mejía, 2002). Los materiales en su proceso normal de descomposición

provocan

contaminación

edáfica,

hídrica

atmosférica,

generalmente cuando no son sometidos a un manejo adecuado, por esto, deben pasar por un proceso de compostaje, en la cual los materiales sufren una transformación, generada por la actividad de los macro, meso y micro organismos, degradando la materia por la acción de las enzimas convirtiéndola en una sustancia viva llamada compost (Sztern et al, 2003). Desde hace varias décadas los residuos agroindustriales como hojas, tallos, vainas, cañas, pajas, cascaras, aguas residuales y lodos, han sido un foco de atención para varios investigadores a nivel mundial, debido a que parte de sus constituyentes pueden ser materia prima para generar diversos productos de interés, esta situación sigue prevaleciendo en la actualidad y se prevé que continuará en el futuro (Saval, 2012). En los procesos agroindustriales, Colombia en los últimos años ha evidenciado un alto aumento en la implementación de nuevas tecnologías para facilitar algunas labores de trabajo agropecuario, pero que a su vez han generado residuos que al no ser tratados de forma adecuada producen desequilibrio en los ecosistemas, por contaminación atmosférica, acuática y edáfica. En la actividad de lavado de zanahoria que se realiza en la vereda Puente de Boyacá, Ventaquemada

(Boyacá)

produce

grandes

municipio de

cantidades

lodo,

aproximadamente 24 toneladas mensuales Benavidez et al (2013), produciendo en el lugar malos olores, partículas volátiles y lixiviados que llegan a las fuentes hídricas durante su degradación; además, estos se incorporan al suelo sin ningún tipo de tratamiento y desconociendo su composición química y microbiológica, lo que genera problemas que afectan la calidad del suelo y el cultivo. Los desechos sólidos de agua residual son dispuestos en el suelos ,caso similar ocurre con las plumas procedentes del sacrificio de gallina en la vereda Parroquia Vieja del 17

municipio de

Ventaquemada las cuales producen 900 Kg semanales de plumas

Hernández (2013) las cuales son incorporadas al suelo generando contaminación edáfica por los lixiviados producidos durante su degradación.

Las plumas de gallina y los desechos sólidos de aguas residuales producto de lavado de zanahoria y papa, se usan como abono, especialmente en praderas obteniendo buenos resultados pero desconociendo la presencia de partículas contaminantes, en el caso de los residuos sólidos de agua residual, porque este proviene del suelo donde ha sido cultivado zanahoria y previamente papa, recibiendo gran cantidad de moléculas de herbicidas, insecticidas, fungicidas, que contienen algunos mentales pesados y que en muchos casos no han logrado ser degradados o transformados en otras moléculas por la interacción de microorganismos presentes en el suelo (Atlas & Bartha , 2001).

Por esta razón, la investigación busca conocer la composición en cuanto a metales pesados, principalmente Cd, Cr y Pb de estos desechos sólidos y en cada uno de los tratamientos a realizar, debido a su presencia en los agroquímicos como parte de los ingredientes generando acumulación y difícil degradación en los suelos agrícolas, conjuntamente se permite conocer la composición química y microbiológica de la materia prima, para caracterizarla y posteriormente compostarla y que como producto terminado favorezca la mejora de condiciones físicas, químicas y biológicas del suelo, pero lo más importante es buscar una salida al problema ambiental.

Por esta razón, se propuso realizar un proyecto de grado que pueda dar solución a un problema en la comunidad, mediante el compostaje de las plumas de gallina y los desechos sólidos de agua residual del lavado de zanahoria y papa, realizando 15 pilas de compostaje las cuales están representadas en 5 tratamientos, utilizando diferentes porcentajes del material contaminante y un abono ya estabilizado además bajo temperatura, niveles de oxígeno,

condiciones controladas de humedad,

y pH

y así se

evitar

la presencia de

microorganismos patógenos, bajos

niveles de metales pesados, ausencia de

olores desagradables del producto final. Las plumas y los desechos sólidos de agua residual del lavado de zanahoria y papa, al ser sometidos a un proceso natural y bioxidativo, en el que intervienen numerosos microorganismos aerobios, e implica el paso por una etapa termófila, dando al final como producto de los procesos de degradación; dióxido de carbono, agua y minerales, como también una materia orgánica estable, libre de patógenos y disponible para ser usada en agricultura como abono orgánico (Sztern & Pravia, 2003). El compostaje

permite generar beneficios ecológicos, económicos y

sociales; en lo ecológico el compostaje minimiza la descarga directa de los desechos sólidos provenientes de las plantas de tratamiento a los cuerpos de agua y ayuda en la recuperación de suelos, de igual manera se evitara que las plumas

sean

arrojadas al suelo sin ningún tipo de tratamiento previo de

descomposición, en lo económico al obtener un producto comercial (Silva et al, 2000),

en la parte social contribuye a evitar problemas de salud en los vecinos

que viven cerca a los lugares donde se acumulan estos residuos sólidos contaminantes. Para la realización de la investigación se realizaron 5 tratamientos los cuales constaron de; T1: mezcla de 50% de plumas de gallina y 50% de Abono orgánico Nutrimyc, T2: 50% de desechos sólidos de agua residual y 50% de Abono orgánico Nutrimyc, T3: 25% de desechos sólidos de agua residual + 25% de plumas de gallina y 50% Abono orgánico Nutrimyc, T4: 50% de plumas y 50 % de desechos sólidos de agua residual , para el T5 se realizó una mezcla con las materias primas con el cual se elabora el abono Nutrimyc siendo así el 100% de la mezcla.

Los resultados obtenidos reportan que no existe diferencia significativa entre los contenidos de Cr, Cd y Pb entre los tratamientos, sin embargo solo el T1 Y T2 arrojan presencia de Cadmio, por otro lado el metal que más valor obtuvo es el correspondiente a Cromo con un resultado de 41,222 ppm correspondiente al T1 y un valor mínimo de 26,293 ppm correspondiente a T4, para el caso de plomo

todos los tratamientos reportan el metal obteniendo un valor más alto el T4 con 7,723 ppm mientras que T1 con 4,306 ppm es el más bajo. El comportamiento de temperatura en general durante el transcurso del compostaje presenta diferencias significativas entre tratamientos y el tiempo, cabe resaltar que el T4 fue el que mayor Tº alcanzo con 50,3 ºC y además logro mantenerse en el tiempo finalizando con 25, 7 ºC indicando 3ºC por encima de los demás tratamientos, por otro lado el T2 con 28ºC fue la temperatura más baja. En el caso de pH no se presentó diferencias significativas entre los tratamientos en la primera y tercera toma, el pH muestran valores iniciales de 8.2 para T1 que corresponden de muy alcalino y valores entre 7,4 y 7, 8 para para los demás que corresponden a alcalino, el T1 continua con la tendencia de pH muy alcalino pero al final del ensayo cuando el compost se estabiliza su pH es de 7,5 correspondiente a alcalino siendo el valor más alto, mientras que para T2 que es el valor más bajo 6,8 que corresponde a neutro a casi neutro el cual

puede

obedecer a que el pH de los desechos sólidos de agua residual es de 6,0 y el de Abono Nutrimyc es 7,0 lo que permita este comportamiento. El estudio permite concluir que al no superar los valores de metales pesados de la Norma 5167 del INCONTEC los diferentes tratamientos para el caso de Cr, Cd y Pb se pueden incluir como materia prima para la elaboración de abonos orgánicos, sin embargo se tendría que tener en cuenta la temperatura y el pH anteriormente mencionados.

2. MARCO DE REFERENCIA 2.1 Estado del arte García (2004), menciona que la materia orgánica constituye una parte importante de la fracción solida del suelo, su contenido depende de la humedad relativa, pH, tipo de arcilla y topografía, factores que afectan la tasa de descomposición. De otro lado, Álvarez et al (2006), sostiene que en la agricultura sustentable, la aplicación de materiales orgánicos es necesaria porque éste es fuente vital para reconstruir la materia orgánica del suelo y para suministrar nutrimentos, además los residuos vegetales, estiércoles, lodos de aguas residuales y otros desechos industriales son fuentes de carbono para el suelo y que su vez genera cambios significativos en el pH, la conductividad eléctrica y el nitrógeno inorgánico del suelo.

Según Rodríguez et al (2014), los abonos orgánicos como el estiércol de diferentes orígenes, la cachaza (residuo de la industria azucarera), el compost de lombriz, la gallinaza, el guano de murciélago, los residuos de cosecha, los lodos residuales y biosólidos y los compost de diversos materiales, como los de residuales sólidos urbanos (RSU), son materiales comúnmente utilizados para elevar la fertilidad de los suelos y mejorar los rendimientos agrícolas.

Durante el proceso de compostaje se busca una descomposición biológica de los componentes orgánicos de los materiales desechados que son producidos bajo condiciones

controladas

que

intervienen

numerosos

variados

microorganismos (bacterias, hongos y actinomicetos) que requieren oxígeno, una humedad adecuada y sustratos orgánicos heterogéneos en estado sólido. Es por esta razón que Sánchez (2013), afirma que los factores más importantes que se deben controlar en este proceso son los relacionados al sustrato, como : relación carbono-nitrógeno (C/N), tamaño de las partículas, la concentración y la disponibilidad del oxígeno (O2), la aireación, el contenido de humedad, la temperatura y el pH . 21

La calidad de un abono orgánico se mide en términos de la cantidad de nutrimentos que puede aportar, en particular N en proporciones (> 1.8% de N, en promedio), sin embargo, un manejo inadecuado de los desechos orgánicos, estiércoles o compostas, puede llevar a la pérdida de nutrimentos principalmente de N y K (Álvarez et al, 2006).

García et al (2008), evaluaron la cuantificación de tres microorganismos en el proceso y dinámica de los abonos orgánicos fermentados (aof), en donde encontraron que cuando se estabiliza un aof a temperatura ambiente, humedad de 20%, C/N del 15%, CO del 12%, los elementos disponibles y Unidades Formadoras de Colonias (UFC/g) de poblaciones microbianas no muestran relación directa puesto que los aof contienen bajos porcentajes de N, P, K, Ca, Mg y S; pero si tienen poblaciones importantes de UFC/g de bacterias fijadoras de Nitrógeno (MFN) y celulíticos, algunos solubilizadores de fosfatos (MSF) y muy escasas de sulfatos reductores (MSR).

Pérez et al (2008), investigaron las características físicas - químicas y microbiológicas de las enmiendas orgánicas de mayor uso

en República

Dominicana, los resultados demostraron que el contenido de (MO) fue superior en vermicompuesto ( 76% promedio ) comparado con los bokashi y los compost, además los resultados mostraron que las características físicas, químicas y biológicas de las enmiendas orgánicas evaluadas varían con las condiciones de manejo, tipo de material utilizado en su preparación, condiciones ambientales y procesos de elaboración.

El contenido de metales pesados es también importante en cuanto a la calidad del abono, porque pueden acumularse en los suelos y sustratos, alterar el equilibrio bilógico de los mismos y afectar al rendimiento de los cultivos y la salud animal, inclusive la del hombre (Rodríguez et al, 2012). La Norma 5167 del INCONTEC al igual que el Instituto Colombiano Agropecuario (ICA) tienen en cuenta en el

producto final de un compostaje; el porcentaje de N, P, Ca, C/N, CO, metales pesados, humedad y además debe mostrar inocuidad respecto a la presencia de patógenos como Clostridium spp, Salmonella spp, E.coli y Coliformes (Ruiz et al, 2009).

Los microorganismos como : salmonella , clostridium,coliformes y E.coli, son de gran importancia en su estudio debido a la presencia en la materia orgánica de origen animal, el género Salmonella ssp se puede encontrar principalmente en gallinaza ,porquinaza y equinaza en descomposición, que es utilizada en la fabricación de abonos orgánicos o también encontrarse en suelos contaminados con aguas residuales (Ruiz et al , 2009).

2.2 Marco teórico 2.2.1 Residuos sólidos industriales Los residuos industriales son considerados una consecuencia de las actividades productivas y el desarrollo económico, las cuales generan gran cantidad de desechos ya sean líquidos o solidos o mediante emisiones a la atmosfera, que por sus características generan efectos adversos a la salud pública y al medio ambiente (Amaral, 1989). El crecimiento demográfico y la industrialización han llevado a reestructurar la manera de cómo las comunidades deben manejar y tratar sus desechos, es así como la visión actual no está basada únicamente en la implementación de sistemas de tratamiento para eliminar sustancias indeseables sino que también involucra aspectos asociados a la minimización, prevención, aprovechamiento de los recursos presentes en dichos desechos (Silva et al, 2000). 2.2.2 Aguas residuales El tratamiento de las aguas residuales, tanto municipales como industriales, tiene como objetivo remover los contaminantes presentes con el fin de hacerlas aptas para otros usos o bien para evitar daños al ambiente. Sin embargo, el tratamiento del agua trae siempre como consecuencia la formación de lodos residuales, subproductos indeseables difíciles de tratar y que implican un costo extra en su manejo y disposición en tiraderos a cielo abierto sin ningún tratamiento previo que permita tomar las medidas de protección adecuadas para evitar la contaminación del suelo, agua subterránea o la atracción de vectores (insectos, ratas, carroñeros, etc.), generando problemas de contaminación de los mantos freáticos y de salud pública (Oropeza, 2006). 2.2.3 Desechos sólidos de agua residual El lodo extraído y producido en las operaciones y procesos de tratamiento de las aguas residuales generalmente suele ser un líquido o liquido semisólido con gran contenido de solidos entre el 0.25 y el 12% en peso. El lodo es, por mucho, el constituyente de mayor volumen eliminado en los tratamientos, este lodo está formado principalmente por materia orgánica, y solo una pequeña parte del lodo 24

está compuesta por materia solida inorgánica. Es por esta razón que la estabilización del lodo se lleva a acabo principalmente para: 1. Reducir la presencia de patógenos, 2. Eliminar los olores desagradables y 3. Reducir o eliminar su potencial de putrefacción (Hammeken & Romero, 2005). Es importante considerar que los lodos residuales están constituidos por bacterias aerobias que se encargan de degradar orgánicamente el desecho mediante un proceso natural llamado fermentación o degradación aerobia, conteniendo en su mayor parte sólidos sedimentables y cerca del 60% de sólidos suspendidos (Blanco et al 2005). La supervivencia de microorganismos patógenos y la proliferación de olores en el lodo que

producen cuando se permite que los microorganismos se

desarrollen sobre la fracción orgánica del mismo, es así que los

medios de

estabilización más eficientes para eliminar el desarrollo de estas condiciones son: la reducción biológica y oxidación química del contenido de materia volátil, la adición de agentes químicos para hacer el lodo inadecuado para la supervivencia de microorganismos y la aplicación de calor con el objetivo de desinfectar o esterilizar el lodo (Hammeken & Romero, 2005). Según Navarro et al (1995), es necesaria la depuración de las aguas residuales, motivada principalmente por la protección del medio ambiente muy especialmente en nuestra región. El tratamiento de estas aguas residuales genera materiales solidos heterogéneos cuya composición esta minimizada por el efluente a tratar y la tecnología empleada en su tratamiento. La utilización agrícola de estos materiales alcanza valores importantes en países como Reino Unido donde cerca del 40 % del total producido es empleado con ese fin, con ello han conseguido en los últimos 30 años maximizar los beneficios de los agricultores y ganaderos a la vez que establecen un control sobre posibles problemas tan graves como el vertido incontrolado de estos residuos que pueden generar contaminación de las aguas, transmisión de patógenos o contaminación del suelo. Los desechos sólidos de agua residual, son ricos en nutrientes (fósforo, nitrógeno y potasio) y presentan un alto contenido de materia orgánica. Estas características los hacen aptos para ser usados como fertilizantes y acondicionadores / regeneradores del suelo, ya que facilitan el transporte de nutrientes a través de la

interrelación suelo/ planta. Sin embargo, el aspecto de mayor incidencia en la disposición de lodos residuales lo constituye el contenido de metales, ya que los mismos están presentes a niveles trazas, quedando retenidos en el lodo sobrenadante y en los sedimentos de los sistemas de tratamiento, conteniendo 44 y 96% del total de metales presentes en el lodo residual (Blanco et al 2005). La aplicación de lodos compostados o frescos, afecta a las propiedades físicas, como la estructura y estabilidad de los agregados, aumentando la permeabilidad y la retención hídrica, además de favorecer la capacidad de cambio catiónico y afectar al pH del suelo, a su vez, se introducen sustancias orgánicas que pueden activar la vida microbiana de los nutrientes, de los cuales el

N y P están

presentes en mayor proporción, aunque dependiendo del origen y tratamiento de las aguas, otros como Ca y Mg y los micronutrientes Fe, Mn, Cu, Zn y Mo pueden estar en cantidades apreciables y el K tal vez es el que podemos encontrar en menores concentraciones de todos ellos (Navarro et al 1995). 2.2.4 Pluma González y Bauza (2012), sostienen que los subproductos de mataderos como las plumas, son uno de los residuos interesantes por su elevado contenido de proteína, en el caso de la queratina , que representa más del 80 % del peso seco de las plumas,

además su

creciente disponibilidad en volumen como

consecuencia del crecimiento de la industria avícola, igualmente las

plumas

representan 7% del volumen total de la faena de pollos, en Uruguay son utilizados como fertilizante o enterrados en rellenos satinaros, sin embargo, en la mayor parte del mundo son procesadas por diferentes métodos para ser utilizada en la alimentación animal en forma de harina.

2.2.5 Compostaje El compostaje es un proceso mediante el cual diversos sustratos orgánicos se descomponen y estabilizan debido a la acción de una población mixta de

microorganismos,

obteniéndose

producto

final

denominado

compost,

orgánicamente estable, libre de patógenos y semillas de arvenses que puede ser aplicado de manera eficiente al suelo para mejorar sus propiedades (Haug, 1993). Según Silva (2000), los objetivos del compostaje han sido tradicionalmente convertir residuos orgánicos putrescibles a materiales estables libres de organismos patógenos para los humanos y además de destruir enfermedades de plantas, malezas, insectos y huevos de larvas. El compostaje contribuye a los procesos de secado de materiales orgánicos de naturaleza húmeda como son los lodos de las plantas de tratamiento de aguas residuales domésticas o industriales, mejorando su manejo y disposición final. El compost orgánico brinda beneficios ya que es un acondicionador de suelos con características húmicas, libre de patógenos y malezas, que no atrae insectos ni vectores, el cual puede ser manejado y almacenado sin riesgo y benéfico al crecimiento de las plantas, por esta razón , se han identificado sus funciones fundamentales del compost al aplicarse en suelos: •

El compost puede servir como fuente de materia orgánica para mantener o

ayudar a la formación del humus del suelo. •

El compost puede mejorar el crecimiento de cultivos en la agricultura

comercial y usos domésticos. •

El compost reduce los patógenos que atacan a las plantas y aumentan la

resistencia a las enfermedades. •

El compost contiene valores apreciables de nutrientes como nitrógeno,

fósforo y una variedad de elementos traza esenciales. •

El compost empleado en la remoción de olores y de Compuestos Orgánicos

Volátiles de plantas de tratamiento o procesos industriales.  Factores que influencian el Proceso de Compostaje Según Moreno y Moral (2007), existen diferentes parámetros que pueden llegar afectar el proceso de compostaje dentro de los cuales encontramos:  Composición de la materia inicial El tipo de materia inicial seleccionada en el proceso de compostaje incide en la calidad del producto final obtenido, por lo que se hace necesario un análisis previo

que permita establecer características específicas del mismo, tales como contenido en materia orgánica biodegradable, disponibilidad de microorganismos, pH, tamaño de partícula, contenido de nitrógeno, contenido de humedad y contenido de sales. Es importante tener en cuenta, que la mejor opción al proyectar sistemas de compostaje es elaborar mezclas binarias o ternarias con materiales de diferente origen que tengan características complementarias, de este modo se consigue preparar

sustratos

con

equilibrio

contenido

nutrientes,

microorganismos y propiedades físicas y químicas que favorecen el proceso y permiten obtener una mejor calidad del compost.  Tamaño de partículas El tamaño de las partículas influye en la densidad, la fricción interna, las características del flujo, las fuerzas de arrastre de los materiales, en la transferencia de oxígeno y en la velocidad de las reacciones bioquímicas , el tamaños de partículas grandes promueven espacios abundantes por los cuales se dan pérdidas significativas de humedad y menor transferencia de oxígeno lo que disminuye la actividad microbiológica , Por su parte un tamaño excesivamente pequeño de partícula origina problemas de compactación impidiendo una adecuada ventilación. El tamaño de partícula deseable está el rango de 1cm a 5cm y en el caso de los residuos sólidos estos deben ser troceados, desmenuzados o molidos para ser llevados al tamaño ideal.  Mezcla e Inoculación Los materiales seleccionados deben ser homogenizados de manera manual o mecánica, para asegurar igualdad de condiciones del proceso. Se hace necesario verificar a través de análisis de laboratorio si la mezcla cumple con las condiciones de relación C/N y humedad establecidas. Una forma de mejorar y agilizar el proceso de compostaje consiste en adicionar Inóculos que contienen microorganismos como bacterias, hongos, levaduras y actinomicetos que aceleran la descomposición de la materia orgánica reduciendo el tiempo de biodegradación. El inoculo seleccionado depende del material

compostados, por ejemplo los lodos de aguas residuales por ser ricos en nitrógeno pueden inocularse con residuos sólidos urbanos ricos en carbono. En el caso de residuos sólidos orgánicos el inoculo puede ser compost fermentado, compost maduro, estiércoles y rumen en tres otros. El compost fermentado es el inoculo obtenido a los 20 días del proceso de compostaje y es rico en diversidad de microbiana. El compost maduro es el producto final del proceso de compostaje, es un producto estabilizado y rico en microorganismos útiles. El estiércol es el inoculo tradicional de aporte de materia orgánica y nutrientes. Entre los estiércoles corrientemente utilizados están la gallinaza, que es un material orgánico parcialmente descompuesto resultante del estiércol de galpones y que contiene gran cantidad de microorganismos y nutrientes. Igualmente se emplean los estiércoles tradicionales de granja elaborados a base de paja y los purines obtenidos de diluir las excretas animales con el agua de limpieza de establos (Moreno & Moral, 2007).  Humedad El contenido óptimo de humedad de los materiales para el compostaje es 50-60%. Cuando el contenido de humedad está por debajo del 30% en peso, las reacciones biológicas en una pila de compost se retardan considerablemente y la elevación de temperatura se limita; por debajo del 12% cesa prácticamente toda actividad biológica, siendo el proceso extremadamente lento. En contraste una humedad superior al 60% causa la saturación de la materia orgánica, todos los espacios vacíos son ocupados por el agua, desencadenado olores desagradables, descenso de la temperatura, lavado de nutrientes y prevalecen condiciones anaeróbicas (Moreno & Moral, 2007).

 Temperatura La temperatura de la masa de los materiales sometidos a compostaje sufre alteraciones durante las diferentes fases del proceso debido a la interacción de diferentes grupos de microorganismos. En pocos días, de dos a seis, se llega a

temperaturas mayores a 45 °C ya que el metabolismo de los microorganismos es exotérmico, por lo tanto en el proceso de descomposición hay liberación de calor originándose un aumento de la temperatura. En el proceso de compostaje, la mayoría de los microorganismos se desarrollan a Temperaturas entre 35 y 55 °C, al alcanzar temperaturas entre 60 – 70 °C, se garantiza la eliminación de semillas de malezas y muchos patógenos que están presentes en el material a compostar (Moreno & Moral, 2007).  Aireación Al tratarse de un proceso aeróbico, el oxígeno es necesario para que los microorganismos puedan realizar la descomposición. Por ello es necesario mantener un nivel de oxigeno óptimo, evitando que se produzcan situaciones anaeróbicas que reducirían la velocidad del proceso, así como malos olores y reducción en la calidad del producto. La aireación de la pila de compost es necesaria ya que durante la fase bioxidativa, el compostaje inicial de oxigeno puede verse reducido hasta en un 20%, mientras que el dióxido de carbono aumenta hasta un 5%.Con la aireación, conseguimos elevar los porcentajes de oxigeno hasta su óptimo para el desarrollo de los microorganismos, así como controlamos con ello otros factores tan importantes como la temperatura o la humedad (Agreda & Deza, 2012).  pH Según Agreda y Deza (2012), el pH es un factor muy importante porque influye activamente sobre la actividad microbiana ya que las bacterias y los hongos se desarrollan óptimamente a valores de pH diferentes. Las bacterias tendrán su máximo desarrollo a pH de 6 y 7,5 mientas que los hongos los tendrán a valores entere 5 y 6. Gracias a las fracciones de materia orgánica que van siendo biotransformadas en las distintas fases del proceso, sabemos cómo varía el pH. Con esto vemos la variación del pH por fases: Mesófila: el pH disminuye por la formación de ácidos orgánicos originados por la acción de microorganismos sobre los carbohidratos, lo que favorece el crecimiento de hongos y la descomposición de la celulosa y la lignina.

Termófila: el pH aumenta hasta valores entre 8 y 9, por la formación de amoniaco por la desaminación de las proteínas, a parte aumentos fuertes de pH facilitan la perdida de nitrógeno en forma amoniacal. Maduración: el pH se situá en torno a 7 – 8, como consecuencia de la capacidad tamponante que confiere a la materia orgánica el humus que se va formando.  Relación Carbono/Nitrógeno En el proceso de compostaje el carbono es la fuente de energía utilizada por los microorganismos para la activación de sus procesos metabólicos, mientras que el Nitrógeno, es el material básico para la síntesis de material celular, por lo tanto la Relación C/N es uno de los aspectos más importantes en el balance nutricional del Compost. Es deseable que la relación C/N este en el rango de 25:1 a 50:1 en la mezcla inicial. Un exceso de carbono asociado a valores altos de la relación C/N, limitan la síntesis de material celular por parte de los microorganismos disminuyendo su crecimiento y retardando el proceso de estabilización de la materia orgánica. Si por el contrario, la pila está compuesta de elementos ricos en nitrógeno se puede presentar solubilidad y posterior pérdida de este compuesto en forma de amoniaco gaseoso, lo que no es conveniente ya que en el material final se pierde este valioso elemento.

La relación C/N se considera como un indicador del grado de

avance del proceso, así al inicio del proceso esta relación debe ser del orden de 30:1 y al final cuando se alcanza la maduración del compost puede ser de 10:1. Los desechos disponibles para el compostaje con relaciones altas de C/N altas pueden ser mezcladas con el estiércol líquido de los establos, la harina de huesos, la harina de pezuñas y cuernos, y las tortas de aceite y sangre seca, ya que suministran nitrógeno, potasio y elementos traza. También se pueden utilizar fertilizantes nitrogenados orgánicos tales como la urea y el nitrato amónico (Silva et al, 2000).  Nutrientes en el compostaje El proceso de compostaje depende de la acción de los microorganismos que requieren una fuente de carbono que les proporcione energía y material para

nuevas células, junto a un suministro de nitrógeno para proteínas celulares. Hay un requerimiento menor de fosforo y de otros elementos en el caso del nitrógeno es el nutriente más importante. Es deseable que la relación carbono nitrógeno (C/N) este en rango de 25 a 35/1 en la mezcla inicial. Si es mucho más alta, el proceso requerirá un tiempo largo antes de que se elimine suficiente carbono por oxidación como dióxido de carbono; si es más bajo, entonces el nitrógeno, será eliminado como amoniaco. El fosforo es un nutriente menos importante en el compostaje que el nitrógeno pero se añade algunas veces a propósito. Hay alguna evidencia de que la perdida de nitrógeno como amoniaco de los montones en compostaje con relaciones bajas C/N pueden ser parcialmente reducidas añadiendo material que contenga fosforo extra; esto puede no ser factible a causa del costo (Dalzell, 1991). 2.2.6 Mineralización La mineralización de la materia orgánica es un factor de suma importancia en el mantenimiento de la fertilidad de los suelos, puesto que a través de este proceso se reciclan nutrientes como nitrógeno, fósforo, azufre y dióxido de carbono. En este proceso influyen el clima, la mineralogía de las arcillas, el estado de los nutrientes del suelo, la actividad de la biota edáfica y la calidad de los recursos en descomposición. El proceso de mineralización es fundamental para el reciclaje de la materia orgánica, ya que al transformarse en compuestos inorgánicos (sales minerales) pueden ser utilizados de nuevo por las plantas. La presencia de microorganismos es, por tanto, imprescindible para el desarrollo vegetal. Sin ella, el suelo perdería rápidamente sus nutrientes convirtiéndose en un cúmulo de materia muerta sin descomponer. En climas fríos, sin embargo, la mineralización es poco intensa y la vegetación puede ser abundante acumulándose gran cantidad de humus, que le da al suelo un color negro característico ( León et al, 2006). 2.2.7 Humificación Pérez et al (2001), afirman que la materia orgánica humuficada es aquella fracción de la materia orgánica del suelo que no es un compuesto orgánico con composición definida (no es un aminoácido, ni un ácido orgánico, ni tampoco

biomasa microbiana viva), de color oscuro y biostable; es decir, colorea de negro al suelo y permanece en el durante mucho tiempo, de siglos o milenios.  Tipos de humificación  Humificación biológica Es en la cual ocurre la mayor parte de los procesos de resintesis de sustancias húmicas en el suelo y en la cual tiene lugar por la actividad de la microflora y sus enzimas. Este es el caso de la mayoría de los suelos agrícolas y de pastoreo, donde el humus resultante es de alto grado de polimerización, de color oscuro, no muy acido, con adecuada saturación de bases, buen contenido de N (relación C/N de 14 o inferior) y baja solubilidad (Conti, 1990).  Humificación abiológica Es de muy baja proporción en suelos, tiene su expresión más pura en las turberas ácidas, pero predomina en los suelos podzólicos. Los procesos de polimerización a partir de los precursores proceden sin intervención de microorganismos. Las sustancias húmicas formadas en ese medio son muy ácidas, de muy escasa saturación de bases, bajo contenido de N (Relación C/N de 15 a 30), de peso molecular relativamente bajo y en consecuencia más soluble. La combinación de los compuestos húmicos con material inorgánico es muy escasa. La humificación abiológica es considerablemente más lenta que la biológica. Igualmente Conti (2001), menciona que existen factores que influyen en la humificación en el sentido de intensidad del proceso y que estos se pueden clasificar en: Los factores internos se refieren a la naturaleza de los residuos que se incorporan: proporción y naturaleza de los glúcidos, ligninas, taninos, proteínas. Los factores externos son los referentes al medio, el suelo y las condiciones climáticas.  Factores que influyen en la humificación  Aireación Se considera óptimo un medio suficientemente aireado pero con alternancia de períodos cortos y poco pronunciados de anaerobiosis. Al comienzo de la

descomposición de la materia orgánica, las condiciones semi-aeróbicas favorecen la oxidación de los glúcidos, ácidos orgánicos y taninos; que contribuyen a la elevación de la temperatura y la acidez. Si el medio es excesivamente anaeróbico, disminuye la velocidad del proceso favoreciendo la presencia de productos residuales a expensas de la formación de humus.  Humedad La humedad es indispensable para el proceso de humificación pero su exceso redunda en perjuicio de la aireación, con las consecuencias antes señaladas. La alternancia de humedad tiende a favorecer el enriquecimiento en humus.  Temperatura En general las temperaturas medias del suelo, con adecuada humedad, aumentan la acumulación de humus. Un aumento de temperatura, acelera la mineralización y disminuye la síntesis de humus.  Acidez Un pH cercano al neutro, con suficiente cantidad de alcalinotérreos favorece la acumulación de humus. Aumenta con la presencia de material arcilloso silicatado, debido a la formación de los complejos húmico-arcillosos. 2.2.8 Abonos orgánicos Los abonos son los que se obtienen de la degradación y mineralización de materiales orgánicos (estiércoles, desechos de la cocina, pastos incorporados al suelo en estado verde, etc.) que se utilizan en suelos agrícolas con el propósito de activar e incrementar la actividad microbiana de la tierra, el abono es rico en materia orgánica, energía y microorganismos, pero bajo en elementos inorgánicos (Mosquera, 2010).

Para Castro (1998), el abono orgánico es todo subproducto de origen vegetal o animal que puede ser utilizado para mejorar la fertilidad y condición física de un suelo, existen además varios tipos de abonos orgánicos como: estiércol de los animales, residuos de cosecha, abonos verdes, basuras urbanas biodegradables, estiércol artificial o compost y lombricompost. 34

 Materiales utilizados para la elaboración de abonos Según Dalzel (1991), menciona que una pila de compostaje necesita el suministro de una mezcla de desechos orgánicos, algunas veces para suministrar nitrógeno extra y microorganismos, un poco de tierra y algún composte reciclado si se dispone de él. La masa necesita ser humedecida, ya sea con agua o con fangos de agua negra / tierras cloacales y, luego ser expuesta al aire para que el compostaje pueda comenzar. Según Restrepo (1996), algunos materiales utilizados para la elaboración de abonos son: 

Carbón de leña: Mejora las características físicas del suelo como: aireación, absorción de humedad y calor (energía). Su alto grado de porosidad beneficia la actividad macro y microbiológica de la tierra, al mismo tiempo, funciona con el efecto tipo "esponja sólida", el cual consiste en la capacidad de retener, filtrar y liberar gradualmente nutrientes útiles a las plantas, disminuyendo la pérdida y el lavado de los mismos en el suelo.



Gallinaza: Es la principal fuente de nitrógeno en la fabricación de los abonos fermentados. Su principal aporte consiste en mejorar las características de la fertilidad del suelo con algunos nutrientes, principalmente con fósforo, potasio, calcio, magnesio, hierro, manganeso, zinc, cobre y boro.



Cascarilla de arroz: Mejora las características físicas del suelo y de los abonos orgánicos, facilitando la aireación, absorción de humedad y el filtraje de nutrientes. Beneficia el incremento de la actividad macro y microbiológica de la tierra al mismo tiempo que estimula el desarrollo uniforme y abundante del sistema radical de las plantas. Es una fuente rica en sílice, lo que favorece a los

vegetales

para

darle

una

mayor

resistencia

contra

insectos

microorganismos. En la forma de cascarilla carbonizada, aporta principalmente fósforo y potasio, al mismo tiempo que ayuda a corregir la acidez de los suelos.



Miel de purga o melaza de caña: Es la principal fuente energética para la fermentación de los abonos orgánicos, favoreciendo la multiplicación de la actividad microbiológica. Es rica en potasio, calcio, magnesio y contiene micronutrientes, principalmente boro.



Tierra común: En muchos casos, ocupa hasta una tercera parte del volumen total del abono que se desea fabricar. Entre muchos aportes, tiene la función de darle una mayor homogeneidad física al abono y distribuir su humedad; con su volumen, aumenta el medio propicio para el desarrollo de la actividad microbiológica de los abonos y consecuentemente, lograr una buena fermentación. Por otro lado, funciona como una esponja, al tener la capacidad de retener, filtrar y liberar gradualmente los nutrientes a las plantas de acuerdo a sus necesidades. Dependiendo de su origen, puede aportar variados tipos de arcilla, inoculación microbiológica y otros elementos minerales indispensables al desarrollo normal de los vegetales.



Carbonato de calcio o cal agrícola: Su función principal es regular la acidez que se presenta durante todo el proceso de la fermentación, cuando se está elaborando el abono orgánico, dependiendo de su origen, natural o fabricado, puede contribuir con otros minerales útiles a las plantas.



El agua: Tiene la propiedad de homogeneizar la humedad de todos los ingredientes que componen el abono, propicia las condiciones ideales para el buen desarrollo de la actividad y reproducción microbiológica durante todo el proceso de la fermentación cuando se están fabricando los abonos orgánicos.

Por otro lado Castro (1998), menciona otros materiales como: 

Estiércol de animales: el estiércol es fuente de nitrógeno, fosforo, potasio y otros elementos esenciales que son disponibles gradualmente para las plantas de acuerdo con su tasa de mineralización. Mejora las propiedades físicas del 36

suelo; es decir: aumenta la capacidad de retención de humedad, la infiltración, la porosidad y hace más friable el suelo, Castro (1998). 

Basuras urbanas biodegradables: son también un material apropiado para fabricar compost, si se les maneja en forma adecuada. Experiencias con basuras urbanas para transformarlas en compost y usarlas en varios cultivos han demostrado que una tonelada de este material equivale a 100 kg de un fertilizante de grado 15-8-24 y que al adicionarlo a plantas de maíz, café y hortalizas aumentan los rendimientos, Castro (1998).



Residuos de cosecha: son los desechos orgánicos que deja el cultivo saliente sobre el suelo en forma de tallos, hojas, raíces y otros órganos aéreos o subterráneos. Paralelo al interés por evitar las pérdidas del suelo y mantener su fertilidad en el largo plazo, el aprovechamiento de los residuos vegetales dejados en la superficie después del corte de las cosechas, adquiere importancia para un manejo conservacionista y sostenible del suelo, Castro (1998). 2.2.9 Metales pesados

La tabla periódica de Lenntech incluye unos 70 elementos metálicos, y de ellos 59 pueden ser considerados “metales pesados”, que son aquellos con peso atómico mayor que el del hierro (55,85 g/mol). Con esta precisión se excluirían metales con pesos atómicos menores que el del Fe y que con frecuencia pueden ser metales contaminantes, como el V (50,95), Mn (54,44), Cr (52,01). Por ello, resulta mejor hablar de contaminación por “elementos traza”, si bien hay que reconocer que la mayoría de los contaminantes inorgánicos son “metales pesados”. A veces, la contaminación del suelo se puede producir también por altas concentraciones de elementos mayoritarios (Na, Fe, Al). Los elementos traza en los suelos pueden ser geogénicos o antropogénicos (Galán & Romero, 2008). La presencia de metales pesados en el compost es totalmente inherente a los residuos empleados en el proceso. La calidad en este aspecto comienza por lo

materiales de entrada en la planta de compostaje, en el momento que el contaminante entre en el compost el proceso no podrá sino concentrarlo (Moreno & Moral, 2007).

Según Martí et al (2002), los metales pesados, debido a su toxicidad y su tendencia a acumularse en los sistemas biológicos, representan un riesgo para la salud humana y los ecosistemas, aun en bajas concentraciones. Ambos elementos provienen de diferentes fuentes: combustibles, aerosoles urbanoindustriales, desechos líquidos y sólidos de origen animal y humano, industrias mineras, química y textil, etc. En el sector agropecuario son fuentes contaminantes los cohetes antigranizo, aguas residuales utilizadas para riego, guanos, compost, plaguicidas y fertilizantes. Estadísticas recientes revelan un incremento promedio del 80% en el uso de fertilizantes y agroquímicos durante solo 5 periodos agrícolas: 94/95 y 98/99. En este último se aplicaron en la superficie aproximadamente 60.000 t de fertilizantes con conteniendo de Pb y Cd. Por consiguiente, cabe suponer que el aporte de contaminantes de dicho origen habrá aumentado en igual proporción.

Según Ramos (2002), afirma que la utilización de fertilizantes y productos fitosanitarios, con objetivo de aumentar la productividad de los cultivos, indudablemente termina por hacer disminuir la capacidad de filtrado y amortiguación del suelo, que no posee una capacidad de autodepuración infinita. Entonces y como consecuencia de ello, se produce una acumulación de sales y / o nutrientes minerales en los mismos y otras sustancias que las acompañan, toxicas y / o potencialmente contaminantes (residuos de plaguicidas, metales pesados, etc.), cuyas últimas consecuencias sobre el entorno resultan difíciles de predecir. En cualquier caso, hay que pensar que su acumulación, termina repercutiendo negativamente sobre los cultivos, las aguas superficiales y / o subterráneas y lo que sería más grave, sobre la propia salud humana a través de la incorporación de estas sustancias a la cadena alimenticia. Asimismo, los últimos autores, han comprobado, en fertilizantes y plaguicidas de uso habitual, que los sulfatos de

hierro y de cobre son los fertilizantes que presentan las concentraciones más significativos de Pb y los únicos en los que se detecta la presencia de Ni; en cuanto a los plaguicidas, dichos autores comprobaron que todos los analizados presentaron contenidos similares de Cd, mientras que los mayores niveles de Zn, Pb y Ni, además de Fe y Mn, se detectaron en los herbicidas.

La Tabla 1, muestra diferentes agroquímicos que se aplican para el cuidado fitosanitario del cultivo de zanahoria y papa, En la cual las partículas de estos productos pueden quedar acumuladas en los desechos sólidos de agua residual durante el lavado de la zanahoria.

Tabla 1. Productos químicos aplicados al cultivo de zanahoria NOMBRE

ACCIÓN

INGREDIE

COMERCIAL

COMPOSICIÓN

NTE ACTIVO

Monitor

Insecticida y

Metamidofos

0,0 Dimentil fosfato-amidotioato

Clorpirifos

0,0 dietil 0-(3,5,6- tricloro-2-piridinil

Insecticida

etil

fosforotioato

Daconil

Fungicida

Clorotalonil

Tetracloroisoftalonitrilo

Manzate

Fungicida

Mancozeb

Producto de coordinación del ion zinc

acaricida Lorsban

y etilen bis ditiocarbamato de manganeso Afalon

Herbicida

Linuron

3-(3,4-diclorofenil)-1-metoxi-1-metilurea

Curzate

2-ciano-N-(etilamino)carbonil-2Cymoxanil Fungicida

(metaximino)acetamina Producto de coordinación del ión zinc y

Mancozeb

etilen-bis-ditiocarbamato de manganeso

NOMBRE

ACCIÓN

COMERCIAL Cabrio top

INGREDIEN

COMPOSICIÓN

TE ACTIVO Fungicida

Piraclostrobi n Metiram

Rally

Fungicida

Myclobutanil

Alfa-butil-alfa-(4-clorofenil)-1h1,2,4triazol-1-propanonitrilo

Sencor

Herbicida

Metribuzina

4-amino-6-tert-butil-4,5-dihidro-3 metiltio1,2,4 triazina-5-one

Eltra

Insecticida y

Carbosulfan

Nematicida Matababosa

2,3-dihidro-2,2- dimetilbenzofuran-7-il (dibutilaminotio) metil carbamato

Metaldehído

Fuente: (Sánchez, 2013)

2.2.10 Cadmio A partir de las aguas residuales urbanas se obtienen lodos que por su contenido de nutrientes son usados en la fertilización de algunos cultivos y que debido a sus altos niveles en materia orgánica se ha comprobado que pueden ser útiles en la recuperación de suelos afectados por procesos de desertificación. Cuando estos lodos provienen de aguas que han recibido efluentes industriales, su aplicación continua en áreas agrícolas puede producir la acumulación de estos elementos en los suelos, entre los metales pesados que pueden estar presentes en los lodos, el cadmio es el que genera más riesgos ambientales por su movilidad en los suelos y la facilidad con que es absorbido por las plantas (García et al, 1994). Es de los mayores agentes tóxicos asociado a contaminación ambiental e industrial, pues reúne tres de las características más temidas de un tóxico: Efectos adversos para el hombre y el medio ambiente, Bioacumulación y Persistencia en el medio ambiente. Se obtiene como subproducto del tratamiento metalúrgico del zinc y del plomo, a partir de sulfuro de cadmio; en el proceso hay formación de óxido de cadmio, compuesto muy tóxico (Ramírez, 2002).

El cadmio por su movilidad en suelos es insignificante por su baja concentración; cuando se aplican herbicidas y fungicidas en los cultivos, se hace presente su solubilización en las aguas internas (Isea et al, 1992). Está presente como ingrediente en la fabricación de fertilizantes fosfatados, el cadmio llega al suelo de los terrenos agrícolas por deposición aérea (41%), con los fertilizantes fosfatados (54%), por aplicación de abono de estiércol (5%) y su tiempo de permanencia del cadmio en suelos es de hasta 300 años y el 90% permanece sin transformarse, además de fijarse más rápidamente en plantas que el plomo (Ramírez, 2002). Para Pérez & Azcona (2012) menciona que los metales pesados constituyen un riesgo considerable para la salud por el contacto frecuente laboral y ambiental, se ha calculado que más de 80% del cadmio ingerido proviene de cereales (especialmente arroz y trigo), verduras (de hoja) y raíces (principalmente papas y zanahorias) además por el consumo de mariscos, así como el hígado y los riñones de animales son alimentos que contienen concentraciones de cadmio mayores de 0.05 μg/g incluso en circunstancias normales. Asimismo, cuando el arroz y el trigo son contaminados por este mineral en la tierra y el agua, la concentración puede aumentar de modo considerable hasta 1 μg/g.

Debido a su similitud con el metal esencial Zinc, las plantas absorben el cadmio del agua de riego, por esto, el empleo de fertilizantes a base de fosfatos que contienen cadmio en forma iónica como contaminante natural, o su presencia en el lecho de ríos y mares contaminados por las descargas industriales aumentan los niveles del elemento en los suelos y, por lo tanto, en las plantas. La concentración de cadmio biodisponible aumenta cuando disminuye el pH del suelo (Saldívar et al, 2013).

En general, mientras mayor sea el pH del suelo, mayor será la retención del cadmio. Hay varias razones para ello, entre ellas la formación de especies con menor densidad de carga negativa por la unión del ion metálico con los iones OHy el incremento de las cargas negativas en la superficie de óxidos o de otros

materiales de carga variable donde el ion metálico puede adsorberse (Pardo, 1997).

Los suelos que posean elevada capacidad de intercambio catiónico bien sea por su material parental o su proceso edafogénico, tendrán también una mayor capacidad para retener cadmio. La cantidad de cadmio nativo en los suelos generalmente sigue el orden natural de la evolución de éstos, con los valores más bajos en los suelos más evolucionados, de pH ácido, bajos valores de CIC y textura gruesa (Herrera, 2000).

Un estudio realizado por Estévez et al (2000), demuestran que la fijación de Cd es mayor en los suelos con más elevados contenidos de materia orgánica, textura más fina, mayor capacidad de intercambio catiónico efectiva y menor saturación de aluminio intercambiable. La adición conjunta de Cd y Zn mostró efectos sinérgicos entre ambos metales. Elevadas concentraciones de uno de ellos favorecen la movilidad e inhiben la retención del otro.

El contenido de cadmio en los fertilizantes es muy variable y depende de origen de la roca. Se ha calculado que los fertilizantes procedentes de África Occidental contienen entre 160 y 225 g de cadmio por tonelada de pentoxido de fosforo, en tanto que la concentración de cadmio en los procedentes del sureste de los Estados Unidos es de 36 g/ton. Esto significa un aumento de 1 % en el nivel de cadmio del suelo superficial en donde se apliquen los fertilizantes procedentes de Estados Unidos. A pesar de que la tasa de incremento es relevante pequeña, se ha demostrado que la aplicación continua de fertilizantes que contienen cadmio causa un aumento notable en la concentración del metal en suelos de donde pueden pasar a las plantas e incorporarse a la cadena trófica. Los suelos contaminados pueden contener niveles de concentración de cadmio superiores a 57 mg/ Kg, como resultado del depósito de lodos en suelos, y a 160 mg/ kg en los alrededores de las industrias procesadoras de metales (Saldívar et al, 2013).

2.2.11 Plomo El plomo se encuentra en forma natural en la corteza terrestre de un modo relativamente abundante. Fue uno de los primeros metales extraídos por el hombre, a partir de la galena (PlomoS), la cerusita (PlomoCO3) y la anglesita (PlomoSO4) (Danza, 2005). Las emisiones originadas por otras aplicaciones de plomo son pequeñas y se originan por abrasión y corrosión del metal o de sus compuestos. Buena parte de este material termina en los sistemas de alcantarillado y contribuye a la presencia de plomo en los Iodos de depuración de aguas (UNIPLOM, 2004).Un estudio realizado por Ubillus (2003), clasifica la contaminación ocasionada por plomo de acuerdo al riesgo ocasionado por el mismo y donde además dependiendo a la ocupación en este caso menciona a los de mayor riesgo a su exposición menciona los siguientes: alfarería y trabajadores en vidriado, automóviles reparadores, barcos desmantelados o deshuesadoras, fabricantes de cerámica, combustibles para motores, equipos químicos que contienen plomo, fabricantes de insecticidas a base de plomo entre otros. Una vez que el plomo cae al suelo, se adhiere fuertemente a partículas en el suelo y permanece en la capa superior del suelo por varios años. Es por esta razón que los usos del plomo en el pasado, por ejemplo en la gasolina con plomo, y en pinturas y plaguicidas han tenido un impacto tan importante en la cantidad de plomo que se encuentra en el suelo. La movilización del plomo desde partículas en el suelo al agua subterránea es improbable a menos que la lluvia que cae al suelo sea ácida o blanda. La movilización del plomo en el suelo dependerá del tipo de sal de plomo y de las características físicas y químicas del suelo, Asimismo, la gente que vive cerca de carreteras con mucho tráfico o en terreno usado en el pasado para huertos frutales en donde se usaron plaguicidas de arsenato de plomo, puede estar expuesta a niveles más altos de plomo ( ATSDR, 2013).

2.2.12 Cromo El cromo es un elemento natural que se encuentra en rocas, animales, plantas, el suelo y en polvo y gases volcánicos además está presente en el medio ambiente en varias formas diferentes. Las formas más comunes son el cromo (0), el cromo (III) y el cromo (VI). No se ha asociado ningún sabor u olor con los compuestos de cromo (ATSDR, 2001). La principal fuente de Cr en el suelo se debe a la meteorización de su material parental, la cantidad promedio de este elemento en diferentes tipos de suelos varía en un rango entre 0,02 hasta 58 µmol.g -1, concentraciones muy altas de este elemento en el suelo se deben a la contaminación por fuentes antropogénicas, como lo es la aplicación de biosólidos (Sotelo, 2012). 2.2.13 Factores que afectan la disponibilidad, acumulación de metales pesados  Materia orgánica

distribución

La materia orgánica del suelo (MOS) proviene, en parte, de la incorporación de residuos animales (cadáveres y deyecciones) y restos vegetales (raíces, órganos aéreos, excreciones a nivel rizosfera, sustancias solubles de los órganos aéreos transferidas al suelo por el agua de lluvia o rocío, etc.). La MO está compuesta de moléculas pequeñas, grasas y ceras, polisacáridos, sustancias húmicas, enzimas y la biomasa de microorganismos de origen vegetal y animal (Herrera, 2004). La MO reacciona con los metales formando complejos de cambio y quelatos. Los metales una vez que forman quelatos o complejos pueden migran con mayor facilidad a lo largo del perfil. La materia orgánica puede adsorber tan fuertemente a algunos metales, como es el Cu, que pueden quedar en posición no disponible por las plantas. Por eso algunas plantas, de suelos orgánicos, presentan carencia de ciertos elementos como el Cu. El Pb y el Zn forman quelatos solubles muy estables. La complejación por la materia orgánica del suelo es una de los procesos que gobiernan la solubilidad y la bioasimilidad de metales pesados. La relación entre la materia orgánica y los metales es importante en la biodisponibilidad de éstos debido a su alta capacidad de formar complejos. Los grupos carboxilatos (COO- ) de la materia orgánica forman complejos estables con

los metales, especialmente en ambientes alcalinos, donde la afinidad es mayor. De esta forma los metales pesados quedan adsorbidos en la materia orgánica del suelo (Vargas, 2012).  Capacidad de intercambio catiónico El intercambio iónico es un proceso dinámico reversible, por medio del cual aniones y cationes son intercambiados entre fases liquidas y solidas o entre fases solidas en contacto .Se considera que este proceso es el más importante ya que sin él, la toma de nutrientes por el sistema radicular no podría llevarse a acabo, por tanto el desarrollo y la producción de las plantas estarían gravemente afectados. Los procesos de intercambio iónico básicamente dependen de la composición y las características del complejo coloidal (partículas de materia orgánica, arcillas y sesquióxidos) y de la composición de la solución del suelo (Herrera, 2004).

La mayor parte de las arcillas se caracterizan por tener cargas eléctricas principalmente negativas en su superficie. Estas cargas son responsables de la Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC) del suelo, constituyen un freno al movimiento de los cationes metálicos en la solución del suelo, hacen que los metales permanezcan por más tiempo en el suelo y disminuyen su solubilidad y biodisponibilidad.Tanto el contenido como el tipo de arcillas son importantes en la capacidad de retención de los iones. El tipo de arcilla tiene que ver con su estructura y se tienen arcillas con carga permanente, es decir, carga generada por sustitución isomórfica, y arcillas con carga variable o dependiente del pH, la cual es generada por la adsorción o remoción de iones hidrógeno en la superficie de los coloides. Por lo tanto, el tipo de arcilla afecta la CIC y el grado de retención de los cationes metálicos en el suelo (Vargas, 2012).  Potencial REDOX Las condiciones de oxidación y reducción de un suelo tienen gran importancia para los procesos de meteorización, formación de suelos y procesos bilógicos. El

potencial eléctrico, REDOX normal de hidrogeno tomado como cero a 25° C e igual actividad iónica de ambos reactantes. Se mide mediante electrodos de platino como diferencia de potencial con respecto a un electrodo de referencia generalmente de KCl y se refieren al pH. Entre los factores que influyen sobre el potencial REDOX de los suelos debe considerarse el pH, la aireación, el contenido de materia orgánica y las condiciones hídricas del suelo .El aire y el agua regulan la disponibilidad de oxígeno y el potencial REDOX. En el proceso de mineralización de los compuestos orgánicos presentes se produce CO2 y el nivel de oxigeno disminuye parcialmente (Burbano et al ,2013).

Las condiciones de óxido/reducción de un suelo pueden influenciar la biodisponibilidad de los metales. La condición redox afecta el tipo de especies de metales en la solución suelo alterando su solubilidad. En los suelos compactados e inundados, que tienen poca aireación, se ven favorecidas las condiciones de reducción, incrementando la biodisponibilidad de algunos metales como el Mn, Cd, Cu, Cr y Zn y aumentando su toxicidad (Vargas, 2012).  Conductividad eléctrica La conductividad eléctrica es la capacidad de un material para transmitir o conducir una corriente eléctrica. La conductividad eléctrica especifica se mide mediante un conductimetro en un extracto acuso del suelo. La conductividad

la solución va depender de la concentración de sales, es decir, de los solutos iónicos presentes en el agua, por lo que al aumentar la concentración, aumentara la conductividad. Por eso, esta medida sirve para evaluar la salinidad de un suelo, ya que los iones responsables de la salinidad del suelo son: Na+,Ca2+, Mg2+, K+, Cl-, NO3-, SO42- y HCO3. La unidad de medida empleada en suelo es el dS/m. El valor de la conductividad depende fuertemente de la temperatura de la muestra durante el ensayo, por lo que actualmente se usan conductivímetros con compensadores automáticos de temperatura.

El uso de agua residual para regeneración implica modificaciones en la salinidad del suelo, la cual disminuye la capacidad de nutrición de las plantas, ya que aumenta el potencial osmótico de la solución por una diferencia de concentración de solutos en el interior de la planta y en el exterior, dificultando que las raíces asimilen agua y reduciendo su velocidad de crecimiento. Por otra parte, la presencia de concentraciones altas de sales en los suelos, que pasan a disolución, hace que los coloides coagulen y precipiten modificando la estructura del suelo (González et al ,2010).

Según Moreno y Moral (2007), la conductividad eléctrica no proporciona información específica sobre las clases de sales presentes, pero es un excelente indicador de la presencia de sales solubles que existen en el compost. Los altos contenidos de sales puede repercutir directamente en la germinación de las semillas y en el desarrollo general del cultivo, todo dependiendo de la tolerancia de los cultivos a la salinidad, del tipo de suelo y de las pautas de riego.  pH El pH se refiere a la concentración de iones hidrógeno activos (H+) que se da en la interface líquida del suelo, por la interacción de los componentes sólidos y líquidos. Así, la llamada reacción del suelo se caracteriza mediante el pH del sistema suelo –agua. El pH influye en la movilidad de los diferentes elementos afectando, por ejemplo, a su solubilidad por lo que la modificación del mismo como consecuencia de la regeneración de agua residual puede suponer un cambio en el funcionamiento de estos elementos. Además, el pH del suelo está relacionado con otras propiedades de este como la capacidad de cambio y la disponibilidad de nutrientes (González et al ,2010).

Según Moreno y Moral (2007), el pH en los abonos es un parámetro que se considera indicador de la evolución del proceso de compostaje. De forma general durante el compostaje, el pH desciende inicialmente como consecuencia de la formación de ácidos orgánicos de bajo peso molecular y a medida que el proceso avanza, el pH va aumentando gradualmente hasta valores constantes que oscilan

entre 6.5 y 8.5, dependiendo del material. El pH tiene una incidencia directa sobre la capacidad de intercambio catiónico y la actividad biológica.

Es un factor esencial, porque la mayoría de los metales tienden a estar más disponibles a pH ácido, excepto As, Mo, Se y Cr, que se movilizan a pH alcalino. El pH, es un parámetro importante para definir la movilidad del catión, debido a que con valores moderadamente altos se produce la precipitación como hidróxidos. En medios muy alcalinos, pueden nuevamente pasar a la solución como hidroxicomplejos. El pH del suelo tiene un efecto sobre la biodisponibilidad de la mayoría de los metales pesados al afectar el equilibrio entre la especiación metálica, solubilidad, adsorción e intercambio de iones en el suelo. Además, afecta los procesos de ingreso del metal a las raíces de las plantas (García et al, 2000). A pH bajo se produce desorción de los metales pesados, aumentando su concentración en la solución del suelo y su biodisponibilidad. Al aumentar el pH los metales pesados son removidos de la solución suelo y adsorbidos por los coloides del suelo, disminuyendo su biodisponibilidad (Vargas, 2012).

2.3 Marco legal

2.3.1 Norma técnica colombiana 5167 segunda actualización Esta norma tiene por objeto establecer los requisitos que deben cumplir y los ensayos a los cuales deben ser sometidos los productos orgánicos usados como abonos o Fertilizantes y como enmiendas de suelo.

2.3.2 Resolución número 187 de 2006 Esta norma adopta el reglamento para la producción primaria, procesamiento, empacado, etiquetado, almacenamiento, certificación, importación, comercialización y se establece el Sistema de Control de Productos Agropecuarios Ecológicos. 2.3.3 Compendio INCONTEC – ICA sobre fertilizantes y acondicionadores de suelos en Colombia 2003 Esta norma establece los requisitos que debe cumplir en etiquetado de los envases y embalajes destinados para fertilizantes y acondicionadores de suelos.

2.3.4 Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico RAS – 2000 Tratamiento de aguas residuales y los lodos de depura de estos sistemas.

3. OBJETIVOS 3.1 General Determinar el contenido de metales pesados (Cr, Cd y Pb) del compost fabricado a partir de la mezcla de plumas de gallina y desechos sólidos de agua residual del lavado de zanahoria y papa, para ser utilizado como enmienda orgánica en el suelo agrícola. 3.2 Específicos  Evaluar el comportamiento térmico y de pH durante el transcurso del compostaje. 

Comparar el contenido de metales pesados de las 4 mezclas con respecto al abono orgánico Nutrimyc

y el compostaje residuos sólidos

urbanos de Ventaquemada. 

Determinar la variación de metales pesados en los desechos sólidos de agua residual sin procesar y el resultado del compostaje.



Analizar la inocuidad del compost respecto a metales pesados (Cd, Cr, y Pb) de acuerdo a la norma 5167 del INCONTEC.

4. DISEÑO METODOLÓGICO 4.1 Área de estudio Figura 1. Mapa municipio de Ventaquemada ( Boyacá)

Fuente: Googlemaps, 2015.

Ventaquemada se encuentra localizada en el departamento de Boyacá y limita al norte con Tunja y Samacá; por el oriente con Boyacá, Jenesano y Nuevo Colón; por el sur con Turmequé y Villapinzón, finalmente por el occidente con Guachetá, Lenguazaque y Villapinzón. Dentro de este municipio se encuentra la vereda de Supatá en donde está ubicada la finca Bella Vista, lugar donde se llevara a cabo el desarrollo del proyecto el cual tiene una temperatura aproximada de 8 a 14 °C y una altura sobre el nivel del mar de 2630, se ubica al Norte 5° 21" 56"" y al Oeste 73° 31" 30", con una precipitación anual media de 1.367 milímetros y una humedad relativa de 70 a 90% (Alcaldía de Ventaquemada, 2014).

4.2 Hipótesis Ho: Los metales pesados (Cd, Cr y Pb) que aportan los desechos de agua residuales no superan los niveles permitidos por la Norma 5167 del INCONTEC. Ha: Los metales pesados (Cd, Cr y Pb) que aportan los desechos de agua residuales superan los niveles permitidos por la Norma 5167 del INCONTEC.

4.3 Metodología 4.3.1 Tipo de estudio El tipo de estudio realizado fue experimental transversal – paradigma, dado principalmente por la utilización de diferentes proporciones de desechos sólidos de agua residual y plumas para lograr hallar diferencia en cuanto contenido de metales pesados ( Cr , Cd y Pb), además de apreciar su comportamiento durante el compostaje. 4.3.2 Población y muestra En la realización del estudio se tomó como población todos los desechos sólidos de agua residual del lavado de zanahoria y papa el cual corresponde a 24000 Kg mensuales y plumas de gallina que corresponden a 3600 Kg mensuales. La muestra representativa para el estudio corresponde a 9000 Kg entre plumas, desechos sólidos de agua residual y abono estabilizado (Nutrimyc), las cuales fueron distribuidos en diferentes proporciones en 15 pilas de 600 kg cada una.

4.3.3 Diseño experimental Para el desarrollo de la investigación se realizó un diseño completamente al azar con 5 tratamientos y 3 repeticiones como lo indica la tabla 2, en donde se realizaron las mezclas utilizando diferentes porcentajes.

Tabla 2. Tratamientos TRATAMIENTOS

PLUMAS

DESECHOS

ABONO

(P)

SOLIDOS DE AGUA

NUTRIMYC

RESIDUAL DEL

(A)

LAVADO DE ZANAHORIA Y PAPA (L) T1

50 %

50%

50 %

25%

25 %

50 %

100%

4.3.4 Variables Variables dependientes: Niveles Cadmio, Cromo y Plomo. Variables independientes: Plumas (P), Desechos sólidos de agua residual (L) y Abono Nutrimyc (A). Variables no controladas: Condiciones climáticas Variables controladas: Humedad del sustrato, humedad ambiente, temperatura, numero de volteos y volumen de cada pila.

4.3.5 Plano de campo Las pilas se realizaron bajo techo con condiciones controladas, la distribución de las pilas se muestra en la figura 2. Figura 2. Plano de campo. T: Tratamiento, R: Repeticion.

4.3.6 Materiales y métodos de investigación 

Materiales de campo

Materias primas: Desechos sólidos de agua residual, Plumas de gallina, Estiércol, Gallinaza, Bovinaza, Aserrín, Fosforo, Roca fosfórica, Melaza, Sulfato de magnesio. Herramientas y maquinaria: Gafas, Volqueta, Carretilla, Pala Azadón, Overol, Botas, Guantes, Bolsas de cierre hermético, Cinta, Marcador Indeleble.

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MĂŠtodos de campo

ElaboraciĂłn de compostaje: A continuaciĂłn se muestra un digrama donde se representa de manera sencilla el proceso de compostaje dividido en tres fases ver figura 3. Figura 3. Fases de campo



Toma de muestras de materia prima y producto terminado

El muestreo constituye la etapa inicial y fundamental para la adecuada interpretación de los resultados obtenidos en el laboratorio. En este método se toman unas 15 ó 20 submuestras a lo interno y externo de cada pila, luego se mezclan en el balde las submuestras hasta obtener una muestra compuesta homogénea, se empaque aproximadamente 1 kg en bolsas plásticas o de papel encerado que no hayan sido usadas antes, Proceda a identificar la muestra en forma concisa y exacta; precise el número de la muestra, la fecha, el rótulo de identificación no debe estar en contacto directo con el suelo a analizar (IGAC, 2014). 

Materiales de laboratorio

Compost de plumas de gallina y desechos sólidos de agua residual ,HCl,HNO3,Filtro, Espectrómetro de emisión inducida por plasma, material de referencia NIST 2704,Balanza,Laminas ,Coloración de Gram . 

Métodos de laboratorio

Tabla 3. Métodos de laboratorio METAL

TÉCNICA

Cadmio

Espectrómetro de Absorción Atómica

Cromo

Espectrómetro de Absorción Atómica

Plomo

Espectrómetro de Absorción Atómica

Fuente: (Laboratorio Nacional de Suelos, IGAC, 2014)

La espectrofotometría es la medición de la cantidad de energía radiante que absorbe un sistema químico en función de la longitud de onda de la radiación y las mediciones a una determinada longitud de onda (Bruttati & Martin, 2006). Para hacer este tipo de medidas se emplea un espectrofotómetro, en el que se puede seleccionar la longitud de onda de la luz que pasa por una solución y medir la cantidad de luz absorbida por la misma (Abril et al, 2005). 56

El espectrofotómetro debe constar de los siguientes elementos; una fuente de radiación, una zona de muestra, un selector de longitud de onda, un detector y un procesador de la señal y de la lectura de salida. (Ver figura 4) (Gómez, 2011).

Figura 4. Esquema general de un espectrofotómetro de absorción atómica

Fuente: (Gómez, 2011).

4.4 Análisis de datos Análisis estadístico: para cada variable se realizó la prueba de Normalidad de Shapiro will, Homogeneidad de varianza de Bartlett. Para la variable Cadmio se realizó análisis no paramétrico teniendo en cuenta que no cumplió. Se realizó ANOVA para hallar diferencia significativa. Para la comparación de promedios se utilizara la prueba de Turkey con significancia del 0,05 en el software R versión 3.11.

5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Comportamiento térmico y de pH durante el proceso de compostaje. El comportamiento de la Tº mostro diferencia significativa entre tratamientos el día de la toma y en el tiempo, con nivel de significancia mayor 0,05 como se observa en el Anexo 1. En general el comportamiento de la Tº no superó los 50ºC en todos los tratamientos como lo indica la tabla 4 , lo cual coincide con Moreno & Moral (2007) que sugieren una temperatura optima de 45 a 59ºC, además demuestran que Tº menores de 20ºC

frenan el crecimiento microbiano y por tanto la

descomposición de materiales, por otro lado, si la temperatura es superior a 59 ºC se inhibe el desarrollo de gran número de microorganismos, por el contrario Kiely (1999) sugiere que si se logra sostener la temperatura por encima de 55 ºC durante al menos dos semanas o por encima de 70ºC durante una hora, se lograría una eficiencia remoción de patógenos. De esta manera en el estudio ninguno de los tratamientos logró esta temperatura, esto debido al tamaño de la pila ya que según Navarro (2003), sugiere que las pilas de compost deben ser mayores de 1 m 3 para poder alcanzar condiciones termofílicas y para el presente estudio se realizaron pilas de 600 Kg, además Laos (2000) menciona que la etapa termófila es independiente de la temperatura ambiente, aunque en condiciones de extrema humedad e intensas precipitaciones agua o nieve pueden retrasar el proceso, no obstante que las pilas no alcanzaron temperaturas altas, ninguno de los tratamientos reporto patógenos de acuerdo con los resultados de Aldana (2015) no publicados, sin embargo en el producto final se reportan microorganismos promotores de crecimiento vegetal como Pseudomonas y Bacillos Ayala (2015) no publicado.

Tabla 4. Resultados de la temperatura (ºC) durante el proceso de compostaje. Sem 1

Sem 2

Sem 3

Sem 4

Sem 5

Se m6

Se m7

Se m8

Se m9

Sem 10

49,3

45,3

46,7

49,3

44,0

35,7 27,7 28,3 25,7

25,0

Se Se m m 11 12 23,3 22,3

28,0

26,7

24,3

23,3

23,0

23,7 23,0 25,3 23,3

23,3

22,7 21,7

46,3

38,3

38,7

45,3

35,3

33,0 26,7 28,7 29,3

27,3

26,0 23,3

50,3

40,7

42,3

39,3

32,3

31,3 29,7 35,7 30,7

29,7

28,0 25,7

47,0

36,7

25,7

23,7

26,0

24,3 23,7 24,0 23,3

23,0

22,7 21,3

El T2 (Tabla 4), que corresponde a la mezcla de abono Nutrimyc (Anexo 12) y desechos sólidos de agua residual, reporto una Tº máxima de 28ºC,sin embargo un estudio

realizado por Torres et al (2005), en donde mezclo diferentes

proporciones de desechos sólidos de agua residual con otros materiales, se evidencio que la pila que correspondía a solo desechos sólidos de agua residual genero un retraso en el arranque de la etapa termófila en comparación con las demás pilas, lo cual indica que su incorporación con otro material mejora la eficiencia del proceso de compostaje obteniendo Tº máxima de

65ºC

y una

mínima de 55 ºC correspondiente a la pila de lodo. La temperatura tampoco afecto el comportamiento de los tratamientos respecto a la presencia de metales pesados teniendo en cuenta que T1 y T2 aunque reportan valores altos de Cadmio (figura 5) en el producto final no supera los valores de la norma 5167 del INCONTEC. Vale la pena resaltar que T4 correspondiente a la mezcla de plumas y desechos sólidos de agua residual mantuvo la temperatura más alta durante del proceso y se encuentra 3ºC por encima de T1, T2, T3 y T5 en la semana 12 ( figura 5), este comportamiento obedece a que la perdida de humedad de este tratamiento fue más lenta debido a que ambos materiales retienen agua

como lo indica

Moreno y Moral (2007) para el caso de los desechos sólidos de agua residual que retienen hasta un 95 % de humedad lo cual disminuye los espacios vacíos para la trasferencia de oxígeno lo que genera una descomposición más lenta en el tiempo 60

y desenso de la temperatura, como se observa en el Anexo 2, donde hay presencia de micelio fungoso en la mezcla , además el reporte de suelo de los desechos sólidos de agua residual es franco arenoso

Anexo 3, lo cual puede

causar según Hossne & Americo (2008) compactación si hay disminución del volumen de aire y consolidación si se genera aumento en los poros de agua.

El T4 presenta un mayor peso y menor volumen lo que indica valor de densidad más alto, mientras que al mezclar los desechos sólidos de agua residual con el abono comercial Nutrimyc correspondiente a T2, la retención de agua se aumenta por las arcillas y la presencia de la materia orgánica de Nutrimyc, que lo hace menos suelto

y menos poroso ocasionando que no se eleve la Tº en este

tratamiento como lo indica Jeris & Regan (1973), en donde la densidad aparente aumenta o disminuye dependiendo del grado de humedad de la mezcla, cuando la humedad es alta, disminuye el espacio de aire libre y el producto se compacta, mientras que a valores bajos de humedad los espacios intersticiales están ocupados por aire la densidad aparente aumenta, un estudio realizado por Varnero et al

(2011),

se mezcló diferentes materiales para compostar y

menciona que hay materiales que tienden a compactarse como el alperujo ( desechos de la extracción de aceite de oliva) y por lo tanto tienden a formar conglomerados que impiden una adecuada aireación, lo que repercute en el descenso de la temperatura.

Figura 5. Comportamiento de la Temperatura; TEM : Temperatura(ºC):

Respecto al análisis del pH durante el proceso, esta variable no mostro diferencia significativa en la primera lectura, mientas que en la segunda si se muestra entre T1 con respecto a T2 y T4 ( Anexo 4) y donde según Soliva & Huerta (2004), el pH inicial de la mezcla no tiene que ser un impedimento para el proceso, aunque un valor extremo, aparte de indicar algún problema en el origen del residuo, puede limitar el tipo de actividad biológica y por tanto influir en el desarrollo (velocidad, tipo de reacciones) del proceso.

Para el caso de pH los tratamientos muestran valores iniciales de 8.2 para T1 que corresponden a muy alcalino y valores entre 7,4 y 7, 8 para los demás que se clasifican como alcalino tabla 5; El T1 continua con la tendencia de pH muy alcalino pero al final del ensayo cuando el compost se estabiliza su pH es de 7,5 es decir alcalino, siendo el valor más alto, mientras que para T2 que es el valor más bajo 6,8 ( figura 6) , que corresponde a neutro ó casi neutro puede obedece a

que el pH del lodo es 6,0

y el de Abono Nutrimyc de 7,0 lo que permita este

comportamiento, los tratamientos T3 y T5 tienen valores que corresponden a pH neutro o casi neutro ( figura 6), estos valores son similares a los reportados Torres et al (2005) quienes evaluaron

el proceso de compostaje aerobio con

volteo manual, de los lodos generados en la planta de tratamiento de aguas residuales cuyos resultados de pH se mantuvieron en un rango de 6,7 y 8.0 como ocurrió en el presente estudio corroborando lo que afirman Kiely (1999) y Moreno & Moral (2007) que esta variable debe oscilar entre 6.5 y 8,0 unidades.

Tabla 5. Resultado del pH en los tratamientos

MES 1

MES 3

8,2

8,1

7,5

7,4

7,1

6,8

7,7

6,9

7,8

7,1

7,5

7,6

7,2

El pH es una variable para la disposición de los metales y de este valor depende que estén disponibles se precipitan e inmovilicen, así por ejemplo los metales As, Mo, Se y Cr están disponibles a pH alcalino, eso significa que en el T1 el Cromo sería un elemento disponible para la planta, mientras que el Plomo y Cadmio en ninguno de los tratamientos están disponibles por el pH que es neutro o casi neutro, al respecto, García et al 2000, dice que es un factor esencial para la mayoría de los metales que tienden a estar más disponibles a pH ácido, excepto As, Mo, Se y Cr, que se movilizan a pH alcalino, es decir que a

valores

moderadamente altos se produce la precipitación como hidróxidos y en medios muy alcalinos, pueden nuevamente pasar a la solución como hidroxicomplejos. Para Vargas (2012) en un pH bajo se produce desorción de los metales pesados,

aumentando su concentraci贸n en la soluci贸n del suelo y su biodisponibilidad, si por el contario se aumenta el pH los metales pesados son removidos de la soluci贸n suelo y adsorbidos por los coloides del suelo, disminuyendo su biodisponibilidad.

Figura 6. Comportamiento de pH durante el proceso de compostaje

Comportamiento de Cd, Cr y Pb en los Tratamientos Tabla 6. Resultados del contenido de metales pesados en los tratamientos

T1 T2 T3 T4 T5

CADMIO (ppm) 0,111 0,111 0,002 0,002 0,002

CROMO (ppm) 41,222 32,694 35,632 26,293 39,525

PLOMO (ppm) 4,306 6,910 5,881 7,723 6,264

Cadmio Para la variable Cadmio se realizó un análisis no paramétrico donde el Anova indica que no hay diferencia significativa con un valor de significancia menor 0,05 (Anexo 5). Los T1 y T2 reportan presencia de Cd (tabla 6), los cuales no superan los parámetros de la Norma 5167 del INCONTEC que corresponden a 39 ppm, la presencia del elemento parece no provenir de los desechos sólidos de agua residual, dado que estos reportan valores bajos, así como lo comprueba un estudio realizado por Acosta et al (2006), en donde se reportan valores muy bajos de este metal. Igualmente en el presente estudio el origen del elemento tampoco corresponde al abono comercial Nutrimyc (T5) el cual no contiene este metal, sin embargo, aparece en T2 (50% desechos sólidos de agua residual + 50% abono Nutrimyc) aunque los valores son muy bajos (0.328 ppm) en una sola de las repeticiones analizadas para T1 y T2. Una posible explicación puede ser que este lo contengan las plumas que vienen en la gallinaza con que se prepara el Abono Nutrimyc. Según Ávila et al (2006) la fibra de pluma puede ser usada como absorbente de Cadmio en soluciones acuosas; de otra parte un estudio realizado por Pérez et al (2005) analizó la presencia de Cadmio en hígado y plumas de aves acuáticas dando como resultado un valor de 0,30 ppm contenido del metal tanto en hígado como en pluma; Al respecto Estrada & Soler (2014), afirman que los niveles de estos metales pesados, que se pueden cuantificar en el plumaje, reflejan los niveles sanguíneos de dichos elementos durante el corto periodo de crecimiento de la pluma, que está conectada con los vasos sanguíneos y los metales se incorporan en la queratina. Estudios de Eeva (2006), afirman que la principal fuente como las aves adquieren el Cadmio es por la ingestión de ciertos alimentos contaminados con el metal, además por acicalamiento después del contacto directo con el agua, el suelo o la vegetación o contaminadas con excrementos. Para el caso del T3, T4 y T5 se reporta un valor por debajo de 0,002 ppm de Cadmio y a pesar de que contengan pluma y Abono Nutrimyc el contenido del

metal no es suficiente para ser detectado o se presume que este metal como lo afirma González et al (2010) bajo condiciones oxidantes se libere como Cd2+; esto debido a la alta movilidad del Cd2+ , lo cual se atribuye a la acidez o alcalinidad donde los valores de pH menores de 6 el Cd2+ se adsorbe débilmente en la materia orgánica, arcillas y óxidos, mientras que para valores de pH mayores de 7 el Cd2+ puede precipitar con CaCO3, o como CdCO3. Figura 7. Contenido de Cadmio en los tratamientos; ppm: partes por millón.



Cromo

El análisis estadístico no mostro diferencia significativa en ninguno los tratamientos con respecto a Cromo (anexo 6), con un nivel de significancia menor a 0,05. Es el metal de mayor presencia en los tratamientos donde el T1 muestra el mayor valor con 41,222 ppm debido a que abono Nutrimyc ya reportaba alto nivel de cromo, lo que se evidencia en el tratamiento 5 que corresponde a solo abono Nutrimyc y que arrojo un valor de 39, 525 ppm de Cr, el valor más bajo es para T4 con 26,293 ppm ya que en este solo reporta el valor de los desechos sólidos 66

de agua residual que reportan el metal en conjunto con las plumas (figura 8), un estudio realizado por Acosta et al (2006), arrojo valores más bajos de cromo para desechos sólidos de agua residual , estiércol de chivo y residuos de sábila, estableciendo que esos no representaban un peligro aparente, en lo que se refiere a la posible aplicación de estos residuos al suelo, por otro lado un estudio realizado por Illera et al (2001) arrojo un valor de 48, 5 ppm de Cr correspondiente al compostaje de biosolidos y de 32, 9 ppm para compostaje de Residuos Sólidos Urbanos, lo cual indica que existe variación en cuanto al material utilizado para el compost y su contenido de Cromo.

Al parecer el aporte de este elemento lo hace para este estudio el Abono Nutrimyc dado que los valores más altos se reportan donde el Abono está incluido, además de que contiene estiércol de gallina que de acuerdo con Tortosa et al (2012) es de 23 ppm de Cromo, lo cual repercute en el contenido final de Abono orgánico Nutrimyc, sin embargo también está en los desechos sólidos de agua residual, aunque en menor proporción que cualquiera de los tratamientos.

Según un estudio de Rodríguez et al (1999) en el cual evalúan el efecto de la cantidad de Cromo Hexavalente y el pH en la remoción de Cr6, y los cuales afirman que existe una relación entre el pH y la remoción de Cromo, donde la velocidad de remoción es mayor a un pH acido que a pH neutro, igualmente Vargas (2011) en un estudio sobre materiales absorbentes de Cromo , menciona que este decrece drásticamente a medida que el pH aumenta, además que

Figura 8. Contenido de Cromo en los tratamientos; ppm: partes por millón.



Plomo

El análisis estadístico no mostro diferencia significativa en ninguno los tratamientos con respecto a Plomo (Anexo 7), con un nivel de significancia menor a 0,05. El plomo esta presente en todos los tratamientos ( figura 9) dado que se reporta en el Abono comercial Nutrimyc y los desechos solidos de agua residual (tabla 7), estos valores son bajos a comparacion de un estudio realizado en los biosolidos de la planta de tratamiento de agua residual San Fernando de Itagui realizado por Bedoya et al (2013), en el cual reporta una valor de 94, 6 ppm de Pb, otro estudio realizado por Miralles et al (2002) arroja valores mas alto para el caso de lodo sin compostar de 197 ppm y de lodo compostado de 332 ppm que no alcanzan a valores permitidos por la norma 5167 del INCONTEC.

El tratamiento con mas cantidad del metal corresponde a T4 con 7.723 ppm seguido de T2 con 6,910 ppm y el de mas bajo para T1 con 4,306 ppm ( figura 9).

Aunque se reportan en todos los tratamientos en ninguna alcanza los niveles maximos exigidos por la Norma 5167 del INCONTEC.

Figura 9. Contenido de Plomo en los tratamientos; ppm: partes por mill贸n.

Contenido de metales pesados en los tratamientos respecto al organico

comercial

compost

residuos

solidos

abono

urbanos

Ventaquemada.

Al comparar el contenido de metales pesados la composicion de los diferentes tratamientos respecto al abono organico Nutrimyc correspondiente al T5 y al comportaje de de los desechos solidos urbanos de ventaquemda se encuentra que

en el caso de Cadmio se encuentra por debajo de los residuos solidos

urbanos pero los T1 y T2 por encima del abono Nutrimyc como se parecia en la tabla 7; para el caso del cromo se observa que todos los tratamientos estan por encima de los RSU de ventaquemada Russi, 2014 pero solomamnte el T1 con 41, 222 ppm esta por encima del Abono Nutrimyc que reporta 39,525 ppm del metal como se parecia en la tabla 7. De otro lado para el caso del plomo todos los tratamientos estan por encima de los RSU , mientaras que el T4 con 7, 723 ppm y T2 con 6,910 ppm superan al T5 Abono Nutrimyc 6.264 ppm del metal (tabla 7).

Tabla 7. Contenido Cr, Cd y Pb en los tratamientos, Norma 5167 del INCONTEC, DSAR; Desechos s贸lidos de agua residual, RSU; Residuos s贸lidos urbanos de Ventaquemada. MUESTRA

CADMIO

CROMO

PLOMO

(ppm)

0,111

41,222

4,306

0,111

32,694

6,910

0,002

35,632

5,881

0,002

26,293

7,723

0,002

39,525

6,264

NORMA 5167

1200

300

DSAR

0,002

18,173

9,369

RSU

1,2875

23,42

0,01

Contenido de metales pesados de los tratamientos con respecto a las cantidades reportadas en los desechos sólidos de agua residual.

Como se observa en tabla 7, el metal que más contiene los Desechos sólidos de agua residual es el Cromo con 18, 173 ppm, seguido del Plomo con 9,369 ppm, mientas que de Cadmio solo se reporta una fracción muy pequeña de 0 ,002 ppm del metal. Al comparar los tratamientos se aprecia que solamente los tratamientos T1 y T2 aumentaron los contenidos de cadmio con respecto a los desechos sólidos de agua residual porque como se dijo anteriormente las plumas contienen Cadmio. El contenido de cromo aumento en todos los tratamientos a casi el doble del contendió de los Desechos de agua residual a excepción del T4, lo que significa que el aporte de este metal corresponde a el Abono Nutrymic que lo reporta con 39,525 ppm (tabla 7). Finalmente para el elemento Plomo las cantidades se reducen en las mezclas respecto a los desechos sólidos de agua residual como se parecía en la tabla 7, siendo el de mayor contenido la mezcla de desechos sólidos de agua residual y plumas, el valor más bajo que corresponde a T1 con plumas y desechos sólidos de agua residual con 4,306 ppm.

Contenido de metales de los tratamientos respecto a la norma 5167 del INCONTEC Como observa en la tabla 4 los metales Cr, Cd y Pb están muy por debajo de lo requerido por la norma, por lo cual el abono puede declararse inocuo respecto a estos componentes, dado que no alcanzan a ser ni el 5% de estos parámetros. Moreno & Moral, 2007 mencionan que la presencia de metales pesados en el compost es totalmente inherente a los residuos empleados en el proceso y la calidad en este aspecto comienza por lo materiales de entrada en la planta de compostaje, en el momento que el contaminante entre en el compost el proceso no podrá sino concentrarlo mas no eliminarlo.

La materia orgánica del suelo es una de los procesos que gobiernan la solubilidad y la bioasimilidad de metales pesados y que una vez que forman quelatos o complejos pueden migrar con mayor facilidad a lo largo del perfil, los grupos carboxilatos (COO-) de la materia orgánica forman complejos estables con los metales, especialmente en ambientes alcalinos, donde la afinidad es mayor de esta forma los metales pesados quedan adsorbidos en la materia orgánica del suelo (Vargas ,2012), Los metales pesados pueden estar unidos a especies químicas (principalmente materia orgánica u sulfuros) que son inestables bajo condiciones oxidantes severas. Determinar el contenido de metales pesados en (biosolidos) abonos que son destinados a uso agrícolas es importante por el riesgo que existe de que se acumulen en el suelo. La concentración total de un metal se encuentra repartidas en distintas fracciones o especies químicas entonces su movilidad y biodisponibilidad para las plantas depende de la especie química en la que se encuentra asociados (Scancar et al 2000). Cuando un metal se encuentra débilmente enlazada a una especie química, su índice de disponibilidad es alto porque el metal puede ser solubilizado con ligeros cambios en las condiciones ambientales del suelo, como una reducción del pH o el potencial Redox (Alloway, 1990). Cuando los metales se encuentran unidos fuertemente a la especie química su estabilidad es muy alta y para que se conviertan a formas solubles se necesitan condiciones ambientales muy drásticas (Pérez et al 2009). Según Walter (2003) menciona que la determinación de los metales pesados totales en un abono es útil para estimar las cantidades presentes de estos elementos, pero estos no informan sobre la solubilidad y/o disponibilidad para las plantas.

6. IMPACTO La investigación dio a conocer el contenido de metales pesados ( Cd, Cr y Pb) del compost realizado a partir de la mezcla de plumas de gallina y desechos sólidos de agua residual, lo cual permitió analizar la viabilidad de utilizar estos materiales para la elaboración de abonos orgánicos ya que presentan bajos niveles de los mismos con respecto a la Norma 5167 del INCONTEC, por consiguiente son inocuos a presencia de metales , es así que los generadores de estos desechos contaminantes tienen la posibilidad de hacer un manejo adecuado de los mismos mediante el compostaje, garantizando que al ser aplicados al suelo se disminuyan los riesgos de contaminación, además la mezcla con otros materiales ayuda a mejorar la calidad del compost.

7. CONCLUSIONES Ninguno de los tratamientos muestra metales pesados, aunque todos lo reportan, sus valores son muy bajos respecto a la norma 5167 del INCONTEC por consiguiente se considera un compost inocuo para su utilización como enmienda orgánica.

Los valores de pH no muestran diferencia significativa entre los tratamientos, además sus valores corresponden a alcalino y neutro por consiguiente los metales pesados no son biodisponibles para las plantas.

El tratamiento 4 correspondiente a la mezcla de plumas y desechos sólidos de agua residual presenta la mayor temperatura durante el transcurso del compostaje no mostrando diferencia significativa en el contenido de metales.

Se puede agregar al abono Nutrimyc desechos sólidos de agua residual y plumas de gallina ya que no afecta el contenido de metales pesados.

Los resultados arrojan bajos niveles de metales pesados sin embargo es importante determinar cómo están unidos los metales a las especies químicas (materia orgánica y sulfuros) lo que permite conocer su biodisponibilidad para planta.

8. RECOMENDACIONES Se recomienda incluir los desechos sólidos de agua residual y la pluma de gallina como materia prima para la fabricación de abonos orgánicos, teniendo en cuenta que tuvieron inocuidad para metales pasados.

Se recomienda a los generadores de estos desechos contaminantes llevar a cabo compostaje

estos

materiales

para

disminuir

los

problemas

ambientales

ocasionados por los mismos.

Se recomienda determinar si la especie química que retiene los metales, para establecer si tienen enlaces fuertes o débiles, por lo cual se deben extraer de la fase intercambiable, reducible, oxidable y residual de manera se tenga la seguridad de que no son disponibles o que se están almacenando en el suelo.

Se recomienda realizar una investigación que permita conocer cuál es el aporte químico de cada uno de los tratamientos, al igual que su eficiencia en campo.

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10. ANEXOS Anexo 1. Resultado análisis estadístico de Temperatura de los tratamientos con software R versión 3.11 Temperatura 1 > model<-aov(temp1~TRATAMIENTOS,data=datos) > bartlett.test(temp1~TRATAMIENTOS,data=datos) Bartlett test of homogeneity of variances data: temp1 by TRATAMIENTOS Bartlett's K-squared = 5.6375, df = 4, p-value = 0.2279 > shapiro.test(resid(model)) Shapiro-Wilk normality test data: resid(model) W = 0.9793, p-value = 0.9642 > anova(model) Analysis of Variance Table Response: temp1 Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) TRATAMIENTOS 4 1016.4 254.1 4.5866 0.02315 * Residuals 10 554.0 55.4 --Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1 > out<-HSD.test(model,"TRATAMIENTOS") > out $statistics Mean CV MSerror HSD 44.2 16.83963 55.4 20.00083 $parameters Df ntr StudentizedRange 10 5 4.654293 $means temp1 std r Min Max T1 49.33333 6.429101 3 42 54 T2 28.00000 2.000000 3 26 30 T3 46.33333 9.451631 3 39 57 T4 50.33333 11.547005 3 37 57 90

T5 47.00000 3.000000 3 44 50 $comparison NULL $groups trt means M 1 T4 50.33333 a 2 T1 49.33333 a 3 T5 47.00000 ab 4 T3 46.33333 ab 5 T2 28.00000 b Temperatura 2 > model<-aov(temp2~TRATAMIENTOS,data=datos) > bartlett.test(temp2~TRATAMIENTOS,data=datos) Bartlett test of homogeneity of variances data: temp2 by TRATAMIENTOS Bartlett's K-squared = 5.3938, df = 4, p-value = 0.2492 > shapiro.test(resid(model)) Shapiro-Wilk normality test data: resid(model) W = 0.9691, p-value = 0.844 > anova(model) Analysis of Variance Table Response: temp2 Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) TRATAMIENTOS 4 570.40 142.600 9.8119 0.001721 ** Residuals 10 145.33 14.533 --Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1 > out<-HSD.test(model,"TRATAMIENTOS") > out $statistics Mean CV MSerror HSD 37.53333 10.157 14.53333 10.24414 $parameters Df ntr StudentizedRange 91

10 5

4.654293

$means temp2 std r Min Max T1 45.33333 4.0414519 3 41 T2 26.66667 0.5773503 3 26 T3 38.33333 2.8867513 3 35 T4 40.66667 5.1316014 3 35 T5 36.66667 4.6188022 3 34

49 27 40 45 42

$comparison NULL $groups trt means M 1 T1 45.33333 a 2 T4 40.66667 a 3 T3 38.33333 a 4 T5 36.66667 ab 5 T2 26.66667 b Temperatura 3 > model<-aov(temp3~TRATAMIENTOS,data=datos) > bartlett.test(temp3~TRATAMIENTOS,data=datos) Bartlett test of homogeneity of variances data: temp3 by TRATAMIENTOS Bartlett's K-squared = 7.26, df = 4, p-value = 0.1228 > shapiro.test(resid(model)) Shapiro-Wilk normality test data: resid(model) W = 0.9231, p-value = 0.215 > anova(model) Analysis of Variance Table Response: temp3 Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) TRATAMIENTOS 4 1208.40 302.100 7.964 0.003741 ** Residuals 10 379.33 37.933 --Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1 92

> out<-HSD.test(model,"TRATAMIENTOS") > out $statistics Mean CV MSerror HSD 35.53333 17.33303 37.93333 16.55021 $parameters Df ntr StudentizedRange 10 5 4.654293 $means temp3 std r Min Max T1 46.66667 5.773503 3 40 50 T2 24.33333 3.214550 3 22 28 T3 38.66667 3.055050 3 36 42 T4 42.33333 11.590226 3 29 50 T5 25.66667 1.527525 3 24 27 $comparison NULL $groups trt means M 1 T1 46.66667 a 2 T4 42.33333 a 3 T3 38.66667 ab 4 T5 25.66667 b 5 T2 24.33333 b Temperatura 4 > model<-aov(temp4~TRATAMIENTOS,data=datos) > bartlett.test(temp4~TRATAMIENTOS,data=datos) Bartlett test of homogeneity of variances data: temp4 by TRATAMIENTOS Bartlett's K-squared = 6.4252, df = 4, p-value = 0.1696 > shapiro.test(resid(model)) Shapiro-Wilk normality test data: resid(model) W = 0.9193, p-value = 0.1881 > anova(model) 93

Analysis of Variance Table Response: temp4 Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) TRATAMIENTOS 4 1765.07 441.27 34.654 7.812e-06 *** Residuals 10 127.33 12.73 --Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1 > out<-HSD.test(model,"TRATAMIENTOS") > out $statistics Mean CV MSerror HSD 36.2 9.857402 12.73333 9.588798 $parameters Df ntr StudentizedRange 10 5 4.654293 $means temp4 std r Min Max T1 49.33333 1.154701 3 48 T2 23.33333 1.154701 3 22 T3 45.33333 6.429101 3 38 T4 39.33333 3.055050 3 36 T5 23.66667 3.214550 3 20

50 24 50 42 26

$comparison NULL $groups trt means M 1 T1 49.33333 a 2 T3 45.33333 ab 3 T4 39.33333 b 4 T5 23.66667 c 5 T2 23.33333 c Temperatura 5 > model<-aov(temp5~TRATAMIENTOS,data=datos) > bartlett.test(temp5~TRATAMIENTOS,data=datos) Bartlett test of homogeneity of variances data: temp5 by TRATAMIENTOS Bartlett's K-squared = 5.8907, df = 4, p-value = 0.2075

> shapiro.test(resid(model)) Shapiro-Wilk normality test data: resid(model) W = 0.9494, p-value = 0.5156 > anova(model) Analysis of Variance Table Response: temp5 Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) TRATAMIENTOS 4 816.40 204.100 19.377 0.0001058 *** Residuals 10 105.33 10.533 --Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1 > out<-HSD.test(model,"TRATAMIENTOS") > out $statistics Mean CV MSerror HSD 32.13333 10.10013 10.53333 8.721195 $parameters Df ntr StudentizedRange 10 5 4.654293 $means temp5 std r Min Max T1 44.00000 2.000000 3 42 T2 23.00000 1.000000 3 22 T3 35.33333 6.110101 3 30 T4 32.33333 2.516611 3 30 T5 26.00000 2.000000 3 24

46 24 42 35 28

$comparison NULL $groups trt means M 1 T1 44.00000 a 2 T3 35.33333 ab 3 T4 32.33333 bc 4 T5 26.00000 cd 5 T2 23.00000 d

Temperatura 6 > model<-aov(temp6~TRATAMIENTOS,data=datos) > bartlett.test(temp6~TRATAMIENTOS,data=datos) Bartlett test of homogeneity of variances data: temp6 by TRATAMIENTOS Bartlett's K-squared = 7.5177, df = 4, p-value = 0.1109 > shapiro.test(resid(model)) Shapiro-Wilk normality test data: resid(model) W = 0.9639, p-value = 0.76 > anova(model) Analysis of Variance Table Response: temp6 Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) TRATAMIENTOS 4 342.93 85.733 8.3506 0.003148 ** Residuals 10 102.67 10.267 --Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1 > out<-HSD.test(model,"TRATAMIENTOS") > out $statistics Mean CV MSerror HSD 29.6 10.82488 10.26667 8.610093 $parameters Df ntr StudentizedRange 10 5 4.654293 $means temp6 std r Min Max T1 35.66667 5.5075705 3 30 T2 23.66667 0.5773503 3 23 T3 33.00000 3.0000000 3 30 T4 31.33333 3.2145503 3 29 T5 24.33333 1.1547005 3 23

41 24 36 35 25

$comparison NULL

$groups trt means M 1 T1 35.66667 a 2 T3 33.00000 a 3 T4 31.33333 ab 4 T5 24.33333 b 5 T2 23.66667 b Temperatura 7 > model<-aov(temp7~TRATAMIENTOS,data=datos) > bartlett.test(temp7~TRATAMIENTOS,data=datos) Bartlett test of homogeneity of variances data: temp7 by TRATAMIENTOS Bartlett's K-squared = 6.0806, df = 4, p-value = 0.1932 > shapiro.test(resid(model)) Shapiro-Wilk normality test data: resid(model) W = 0.9866, p-value = 0.9961 > anova(model) Analysis of Variance Table Response: temp7 Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) TRATAMIENTOS 4 93.067 23.2667 3.8352 0.03854 * Residuals 10 60.667 6.0667 --Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1 > out<-HSD.test(model,"TRATAMIENTOS") > out $statistics Mean CV MSerror HSD 26.13333 9.424976 6.066667 6.618631 $parameters Df ntr StudentizedRange 10 5 4.654293 $means temp7 std r Min Max T1 27.66667 3.2145503 3 24 30 97

T2 23.00000 1.0000000 3 T3 26.66667 2.0816660 3 T4 29.66667 3.7859389 3 T5 23.66667 0.5773503 3

22 25 27 23

24 29 34 24

$comparison NULL $groups trt means M 1 T4 29.66667 a 2 T1 27.66667 ab 3 T3 26.66667 ab 4 T5 23.66667 ab 5 T2 23.00000 b Temperatura 8 > model<-aov(temp8~TRATAMIENTOS,data=datos) > bartlett.test(temp8~TRATAMIENTOS,data=datos) Bartlett test of homogeneity of variances data: temp8 by TRATAMIENTOS Bartlett's K-squared = 1.451, df = 4, p-value = 0.8353 > shapiro.test(resid(model)) Shapiro-Wilk normality test data: resid(model) W = 0.9182, p-value = 0.1806 > anova(model) Analysis of Variance Table Response: temp8 Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) TRATAMIENTOS 4 244.933 61.233 16.7 0.0002002 *** Residuals 10 36.667 3.667 --Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1 > out<-HSD.test(model,"TRATAMIENTOS") > out $statistics Mean CV MSerror HSD 28.4 6.742444 3.666667 5.145515 98

$parameters Df ntr StudentizedRange 10 5 4.654293 $means temp8 std r Min Max T1 28.33333 2.516611 3 26 T2 25.33333 1.527525 3 24 T3 28.66667 2.081666 3 27 T4 35.66667 2.081666 3 34 T5 24.00000 1.000000 3 23

31 27 31 38 25

$comparison NULL $groups trt means M 1 T4 35.66667 a 2 T3 28.66667 b 3 T1 28.33333 b 4 T2 25.33333 b 5 T5 24.00000 b Temperatura 9 > model<-aov(temp9~TRATAMIENTOS,data=datos) > bartlett.test(temp9~TRATAMIENTOS,data=datos) Bartlett test of homogeneity of variances data: temp9 by TRATAMIENTOS Bartlett's K-squared = 6.5768, df = 4, p-value = 0.16 > shapiro.test(resid(model)) Shapiro-Wilk normality test data: resid(model) W = 0.9362, p-value = 0.3372 > anova(model) Analysis of Variance Table Response: temp9 Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) TRATAMIENTOS 4 138.400 34.600 5.6413 0.01219 * 99

Residuals 10 61.333 6.133 --Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1 > out<-HSD.test(model,"TRATAMIENTOS") > out $statistics Mean CV MSerror HSD 26.46667 9.357267 6.133333 6.654898 $parameters Df ntr StudentizedRange 10 5 4.654293 $means temp9 std r Min Max T1 25.66667 1.1547005 3 25 T2 23.33333 1.5275252 3 22 T3 29.33333 4.1633320 3 26 T4 30.66667 3.0550505 3 28 T5 23.33333 0.5773503 3 23

27 25 34 34 24

$comparison NULL $groups trt means M 1 T4 30.66667 a 2 T3 29.33333 ab 3 T1 25.66667 ab 4 T2 23.33333 b 5 T5 23.33333 b Temperatura 10 > model<-aov(temp10~TRATAMIENTOS,data=datos) > bartlett.test(temp10~TRATAMIENTOS,data=datos) Bartlett test of homogeneity of variances data: temp10 by TRATAMIENTOS Bartlett's K-squared = 8.5855, df = 4, p-value = 0.07234 > shapiro.test(resid(model)) Shapiro-Wilk normality test data: resid(model) 100

W = 0.9028, p-value = 0.1051 > anova(model) Analysis of Variance Table Response: temp10 Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) TRATAMIENTOS 4 95.333 23.833 3.9722 0.03499 * Residuals 10 60.000 6.000 --Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1 > out<-HSD.test(model,"TRATAMIENTOS") > out $statistics Mean CV MSerror HSD 25.66667 9.543467 6 6.582164 $parameters Df ntr StudentizedRange 10 5 4.654293 $means temp10 std r Min Max T1 25.00000 1.0000000 3 24 T2 23.33333 0.5773503 3 23 T3 27.33333 2.5166115 3 25 T4 29.66667 4.6188022 3 27 T5 23.00000 1.0000000 3 22

26 24 30 35 24

$comparison NULL $groups trt means M 1 T4 29.66667 a 2 T3 27.33333 ab 3 T1 25.00000 ab 4 T2 23.33333 ab 5 T5 23.00000 b Temperatura 11 > model<-aov(temp11~TRATAMIENTOS,data=datos) > bartlett.test(temp11~TRATAMIENTOS,data=datos) Bartlett test of homogeneity of variances

101

data: temp11 by TRATAMIENTOS Bartlett's K-squared = 9.516, df = 4, p-value = 0.04942 > shapiro.test(resid(model)) Shapiro-Wilk normality test data: resid(model) W = 0.8813, p-value = 0.04958 > anova(model) Analysis of Variance Table Response: temp11 Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) TRATAMIENTOS 4 67.733 16.933 3.5278 0.04818 * Residuals 10 48.000 4.800 --Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1 > out<-HSD.test(model,"TRATAMIENTOS") > out $statistics Mean CV MSerror HSD 24.53333 8.930259 4.8 5.887267 $parameters Df ntr StudentizedRange 10 5 4.654293 $means temp11 std r Min Max T1 23.33333 1.1547005 3 22 T2 22.66667 0.5773503 3 22 T3 26.00000 1.7320508 3 24 T4 28.00000 4.3588989 3 25 T5 22.66667 0.5773503 3 22

24 23 27 33 23

$comparison NULL $groups trt means M 1 T4 28.00000 a 2 T3 26.00000 a 3 T1 23.33333 a 4 T2 22.66667 a 5 T5 22.66667 a 102

> out<-LSD.test(model,"TRATAMIENTOS") > out $statistics Mean CV MSerror LSD 24.53333 8.930259 4.8 3.985816 $parameters Df ntr t.value 10 5 2.228139 $means temp11 std r LCL UCL Min Max T1 23.33333 1.1547005 3 20.51494 26.15173 T2 22.66667 0.5773503 3 19.84827 25.48506 T3 26.00000 1.7320508 3 23.18160 28.81840 T4 28.00000 4.3588989 3 25.18160 30.81840 T5 22.66667 0.5773503 3 19.84827 25.48506

22 22 24 25 22

24 23 27 33 23

$comparison NULL $groups trt means M 1 T4 28.00000 a 2 T3 26.00000 ab 3 T1 23.33333 b 4 T2 22.66667 b 5 T5 22.66667 b Temperatura 12 > model<-aov(temp12~TRATAMIENTOS,data=datos) > bartlett.test(temp12~TRATAMIENTOS,data=datos) Bartlett test of homogeneity of variances data: temp12 by TRATAMIENTOS Bartlett's K-squared = 7.6079, df = 4, p-value = 0.107 > shapiro.test(resid(model)) Shapiro-Wilk normality test data: resid(model) W = 0.8972, p-value = 0.08623

103

> anova(model) Analysis of Variance Table Response: temp12 Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) TRATAMIENTOS 4 36.400 9.1000 3.9 0.03681 * Residuals 10 23.333 2.3333 --Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1 > out<-LSD.test(model,"TRATAMIENTOS") > out $statistics Mean CV MSerror LSD 22.86667 6.680139 2.333333 2.778977 $parameters Df ntr t.value 10 5 2.228139 $means temp12 std r LCL UCL Min Max T1 22.33333 0.5773503 3 20.36830 24.29837 T2 21.66667 0.5773503 3 19.70163 23.63170 T3 23.33333 1.5275252 3 21.36830 25.29837 T4 25.66667 2.8867513 3 23.70163 27.63170 T5 21.33333 0.5773503 3 19.36830 23.29837 $comparison NULL $groups trt means M 1 T4 25.66667 a 2 T3 23.33333 ab 3 T1 22.33333 b 4 T2 21.66667 b 5 T5 21.33333 b

104

22 21 22 24 21

23 22 25 29 22

Anexo 2. Fotografía de la actividad fúngica del material del Tratamiento 4 correspondiente a plumas de desechos sólidos de agua residual.

Fuente: Sánchez, 2014

105

Anexo 3. Resultados análisis físico- químico de los desechos sólidos de agua residual.

106

Anexo 4. Análisis estadístico del pH de los tratamientos con software R versión 3.11 pH 1 > model<-aov(pH1~TRATAMIENTOS,data=datos) > bartlett.test(pH1~TRATAMIENTOS,data=datos) Bartlett test of homogeneity of variances data: pH1 by TRATAMIENTOS Bartlett's K-squared = 8.297, df = 4, p-value = 0.08129 > shapiro.test(resid(model)) Shapiro-Wilk normality test data: resid(model) W = 0.9193, p-value = 0.1877 > anova(model) Analysis of Variance Table Response: pH1 Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) TRATAMIENTOS 4 1.2982 0.32456 1.1633 0.383 Residuals 10 2.7899 0.27899 > out<-HSD.test(model,"TRATAMIENTOS") > out $statistics Mean CV MSerror HSD 7.727333 6.835371 0.2789867 1.419335 $parameters Df ntr StudentizedRange 10 5 4.654293 $means pH1 std r Min Max T1 8.236667 0.23459184 3 8.05 8.50 T2 7.360000 0.76863515 3 6.50 7.98 T3 7.696667 0.33560890 3 7.42 8.07 T4 7.796667 0.79462780 3 6.88 8.29 T5 7.546667 0.07094599 3 7.47 7.61 $comparison NULL 107

$groups trt means M 1 T1 8.236667 a 2 T4 7.796667 a 3 T3 7.696667 a 4 T5 7.546667 a 5 T2 7.360000 a pH 2 > model<-aov(pH2~TRATAMIENTOS,data=datos) > bartlett.test(pH2~TRATAMIENTOS,data=datos) Bartlett test of homogeneity of variances data: pH2 by TRATAMIENTOS Bartlett's K-squared = 4.9269, df = 4, p-value = 0.2949 > shapiro.test(resid(model)) Shapiro-Wilk normality test data: resid(model) W = 0.9647, p-value = 0.7735 > anova(model) Analysis of Variance Table Response: pH2 Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) TRATAMIENTOS 4 2.26607 0.56652 5.7313 0.01158 * Residuals 10 0.98847 0.09885 --Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1 > out<-LSD.test(model,"TRATAMIENTOS") > out $statistics Mean CV MSerror LSD 7.506667 4.188262 0.09884667 0.5719758 $parameters Df ntr t.value 10 5 2.228139 $means pH2 std r LCL UCL Min Max T1 8.080000 0.27838822 3 7.675552 8.484448 7.83 8.38 108

T2 7.076667 0.25579940 3 6.672219 7.481115 6.90 7.37 T3 7.666667 0.51403632 3 7.262219 8.071115 7.28 8.25 T4 7.063333 0.28746014 3 6.658885 7.467781 6.74 7.29 T5 7.646667 0.06658328 3 7.242219 8.051115 7.57 7.69 $comparison NULL $groups trt means M 1 T1 8.080000 a 2 T3 7.666667 a 3 T5 7.646667 ab 4 T2 7.076667 bc 5 T4 7.063333 c > out<-HSD.test(model,"TRATAMIENTOS") > out $statistics Mean CV MSerror HSD 7.506667 4.188262 0.09884667 0.8448393 $parameters Df ntr StudentizedRange 10 5 4.654293 $means pH2 std r Min Max T1 8.080000 0.27838822 3 7.83 8.38 T2 7.076667 0.25579940 3 6.90 7.37 T3 7.666667 0.51403632 3 7.28 8.25 T4 7.063333 0.28746014 3 6.74 7.29 T5 7.646667 0.06658328 3 7.57 7.69 $comparison NULL $groups trt means M 1 T1 8.080000 a 2 T3 7.666667 ab 3 T5 7.646667 ab 4 T2 7.076667 b 5 T4 7.063333 b

109

pH 3 > model<-aov(pH3~TRATAMIENTOS,data=datos) > bartlett.test(pH3~TRATAMIENTOS,data=datos) Bartlett test of homogeneity of variances data: pH3 by TRATAMIENTOS Bartlett's K-squared = 8.9334, df = 4, p-value = 0.06278 > shapiro.test(resid(model)) Shapiro-Wilk normality test data: resid(model) W = 0.9445, p-value = 0.4418 > anova(model) Analysis of Variance Table Response: pH3 Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) TRATAMIENTOS 4 0.89683 0.224207 3.0317 0.07052 . Residuals 10 0.73953 0.073953 --Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1 > out<-HSD.test(model,"TRATAMIENTOS") > out $statistics Mean CV MSerror HSD 7.104 3.828035 0.07395333 0.7307553 $parameters Df ntr StudentizedRange 10 5 4.654293 $means pH3 std r Min Max T1 7.533333 0.11060440 3 7.43 7.65 T2 6.823333 0.10066446 3 6.73 6.93 T3 6.923333 0.49369356 3 6.51 7.47 T4 7.083333 0.31659648 3 6.72 7.30 T5 7.156667 0.05859465 3 7.09 7.20 $comparison NULL 110

$groups trt means M 1 T1 7.533333 a 2 T5 7.156667 a 3 T4 7.083333 a 4 T3 6.923333 a 5 T2 6.823333 a > save.image("E:\\resultados") > Anexo 5. Análisis estadístico de los resultados de Cadmio software R versión 3.11 Cadmio > model<-aov(CADMIO~TRATAMIENTOS,data=datos) > kruskal.test(CADMIO~TRATAMIENTOS,data=datos) Kruskal-Wallis rank sum test data: CADMIO by TRATAMIENTOS Kruskal-Wallis chi-squared = 3.2308, df = 4, p-value = 0.52 > model<-aov(CADMIO~TRATAMIENTOS,data=datos) > anova(model) Analysis of Variance Table Response: CADMIO Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) TRATAMIENTOS 4 0.04251 0.010628 0.75 0.5801 Residuals 10 0.14170 0.014170 > out<-LSD.test(model,"TRATAMIENTOS") > out $statistics Mean CV MSerror LSD 0.04546667 261.8146 0.01417013 0.2165627 $parameters Df ntr t.value 10 5 2.228139 $means CADMIO std r LCL UCL Min Max T1 0.1106667 0.1882162 3 -0.04246626 0.2637996 0.002 0.328 T2 0.1106667 0.1882162 3 -0.04246626 0.2637996 0.002 0.328 T3 0.0020000 0.0000000 3 -0.15113293 0.1551329 0.002 0.002 T4 0.0020000 0.0000000 3 -0.15113293 0.1551329 0.002 0.002 111

T5 0.0020000 0.0000000 3 -0.15113293 0.1551329 0.002 0.002 $comparison NULL $groups trt means M 1 T1 0.1106667 a 2 T2 0.1106667 a 3 T3 0.0020000 a 4 T4 0.0020000 a 5 T5 0.0020000 a Anexo 6. Análisis estadístico de los resultados de Cromo con el software R versión 3.11 Cromo > model<-aov(CROMO~TRATAMIENTOS,data=datos) > bartlett.test(CROMO~TRATAMIENTOS,data=datos) Bartlett test of homogeneity of variances data: CROMO by TRATAMIENTOS Bartlett's K-squared = 8.1189, df = 4, p-value = 0.08732 > shapiro.test(resid(model)) Shapiro-Wilk normality test data: resid(model) W = 0.9562, p-value = 0.626 > anova(model) Analysis of Variance Table Response: CROMO Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) TRATAMIENTOS 4 422.12 105.53 1.9923 0.1717 Residuals 10 529.70 52.97 > out<-LSD.test(model,"TRATAMIENTOS") > out $statistics Mean CV MSerror LSD 35.07467 20.75008 52.96959 13.24067 $parameters 112

Df ntr t.value 10 5 2.228139 $means CROMO std r LCL UCL Min Max T1 41.22333 8.836189 3 31.86077 50.58590 31.34 48.36 T2 32.69667 5.430417 3 23.33410 42.05923 29.07 38.94 T3 35.63333 7.661360 3 26.27077 44.99590 26.81 40.60 T4 26.29333 0.490340 3 16.93077 35.65590 25.85 26.82 T5 39.52667 9.916826 3 30.16410 48.88923 30.10 49.87 $comparison NULL $groups trt means M 1 T1 41.22333 a 2 T5 39.52667 ab 3 T3 35.63333 ab 4 T2 32.69667 ab 5 T4 26.29333 b > out<-HSD.test(model,"TRATAMIENTOS") > out $statistics Mean CV MSerror HSD 35.07467 20.75008 52.96959 19.55719 $parameters Df ntr StudentizedRange 10 5 4.654293 $means CROMO std r Min Max T1 41.22333 8.836189 3 31.34 48.36 T2 32.69667 5.430417 3 29.07 38.94 T3 35.63333 7.661360 3 26.81 40.60 T4 26.29333 0.490340 3 25.85 26.82 T5 39.52667 9.916826 3 30.10 49.87 $comparison NULL $groups trt means M 1 T1 41.22333 a 2 T5 39.52667 a 113

3 T3 35.63333 a 4 T2 32.69667 a 5 T4 26.29333 a Anexo 7. Análisis estadístico de los resultados de Plomo con el software R versión 3.11 > boxplot(PLOMO~TRATAMIENTOS,data=datos) > model<-aov(PLOMO~TRATAMIENTOS,data=datos) > bartlett.test(PLOMO~TRATAMIENTOS,data=datos) Bartlett test of homogeneity of variances data: PLOMO by TRATAMIENTOS Bartlett's K-squared = 4.7041, df = 4, p-value = 0.319 > shapiro.test(resid(model)) Shapiro-Wilk normality test data: resid(model) W = 0.9477, p-value = 0.4887 > anova(model) Analysis of Variance Table Response: PLOMO Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) TRATAMIENTOS 4 19.544 4.886 1.3181 0.3281 Residuals 10 37.070 3.707 > out<-LSD.test(model,"TRATAMIENTOS") > out $statistics Mean CV MSerror LSD 6.216867 30.96972 3.706958 3.50272 $parameters Df ntr t.value 10 5 2.228139

$means PLOMO std r LCL UCL Min Max T1 4.306000 3.3738311 3 1.829203 6.782797 2.102 8.190 114

T2 6.909667 1.4877602 3 4.432869 9.386464 5.482 8.451 T3 5.881333 1.8418850 3 3.404536 8.358131 3.810 7.335 T4 7.723000 0.6636272 3 5.246203 10.199797 7.067 8.394 T5 6.264333 1.0515143 3 3.787536 8.741131 5.216 7.319 $comparison NULL $groups trt means M 1 T4 7.723000 a 2 T2 6.909667 a 3 T5 6.264333 a 4 T3 5.881333 a 5 T1 4.306000 a

115

Anexo 8. Resultados de metales pesados de los tratamientos y los desechos s贸lidos de agua residual.

116

117

118

119

120

121

Anexo 9. Fotografías del proceso de elaboración de las pilas de compostaje para cada tratamiento. Alistamiento de los materiales para la elaboración de los tratamientos.

Fuente : Sánchez, 2014 Montaje de las pilas de compost para cada tratamiento

Fuente: Sánchez, 2014

122

Montaje del Tratamiento 4 correspondiente a desechos s贸lidos de agua residual y plumas

Fuente: S谩nchez, 2014 Montaje del tratamiento 2 correspondiente a mezcla de desechos s贸lidos de agua residual y abono Nutrimyc.

Fuente: S谩nchez, 2014

123

Montaje tratamiento 3 correspondiente a plumas, desechos sólidos de agua residual y Nutrimyc

Fuente: Sánchez, 2014 Anexo 10. Fotografías del montaje de los 5 tratamientos con sus respectivas repeticiones.

Fuente: Sánchez, 2014

124

Vista del montaje de todos los tratamientos con sus correspondientes repeticiones

Fuente: Sánchez, 2014

Anexo 11. Fotografías toma de pH, Temperatura.

Fuente: Sánchez, 2014

125

Medición con el pH- metro en cada una de los Tratamientos.

Fuente: Sánchez, 2014

Anexo 12. Ficha técnica abono comercial Nutrimyc

126