ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO

CARRERA DE INGENIERIA EN CIENCIAS AGROPECUARIAS IASAHDA. EL PRADO

INVESTIGACION BIBLIOGRAFICA

Asignatura : AGRICULTURA ORGANICANombres : Andrés MulloNivel : Tercero “B”Fecha : 05-06-2012

1. TEMA: Biodigestores, Bioles, Biosol y Purines.

2. OBJETIVOS:

2.1 Objetivo General: Conocer a cerca de la elaboración de biofertilizantes de manera especifica.

2.2 Objetivos Específicos:

Identificar cada una de las técnicas de elaboración de biofertilizantes. Conocer el manejo, ventajas, proceso de formación y conceptualización de los

biofertilizantes.

3. INTRODUCCION:

El biodigestor.- Es un sistema sencillo de implementar con materiales económicos y se está introduciendo en comunidades rurales aisladas y de países subdesarrollados para obtener el doble beneficio de conseguir solventar la problemática energética-ambiental, así como realizar un adecuado manejo de los residuos tanto humanos como animales.

Bioles 1 . - Son súper abonos líquidos con mucha energía equilibrada y en armonía mineral, preparados a base estiércol muy fresco, disuelto en agua y enriquecido con leche, melaza y ceniza; que se a colocado a fermentar pro varios días en toneles o tanques de plástico, bajo un sistema anaeróbico.

Purines.- Es la parte líquida que rezuma de todo tipo de estiércoles de animales, usado principalmente para referirse a los excrementos líquidos del cerdo y utilizado, junto a otros materiales orgánicos entre los que destacan los residuos solidos urbanos, para la producción de compost.

1 Suquilanda 1996

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4. DESARROLLO:

BIODIGESTORES.-

Es un sistema hermético, cerrado e impermeable dentro del cual se deposita el (material orgánico a fermentar)2 en determinada dilución de agua para que a través de la fermentación anaerobia se produzca gas metano y fertilizantes orgánicos ricos en nitrógeno, fósforo y potasio, y además, se disminuya el potencial contaminante de los excrementos.Este sistema también puede incluir una cámara de carga y nivelación del agua residual antes del reactor, un dispositivo para captar y almacenar el biogás y cámaras de hidropresión y postratamiento (filtro y piedras, de algas, secado, entre otros) a la salida del reactor. El fenómeno de biodigestión ocurre porque existe un grupo de microrganismos bacterianos anaeróbicos presentes en el material fecal que, al actuar sobre los desechos orgánicos de origen vegetal y animal, producen una mezcla de gases con alto contenido de metano (CH4) llamada biogás, que es utilizado como combustible. Como resultado de este proceso se generan residuos con un alto grado de concentración de nutrientes y materia orgánica (ideales como fertilizantes) que pueden ser aplicados frescos, pues el tratamiento anaerobio elimina los malos olores y la proliferación de moscas.

Una de las características más importantes de la biodigestión es que disminuye el potencial contaminante de los excrementos de origen animal y humano, disminuyendo la DQO3 y la DBO4 hasta en un 90% (dependiendo de las condiciones de diseño y operación).

Se deben controlar ciertas condiciones, como son: el pH, la presión y temperatura a fin de que se pueda obtener un óptimo rendimiento.

TIPOS DE BIODIGESTORES

Los Biodigestores se clasifican en dos grandes tipos: Flujo Discontinuo. Flujo Continuo.

Biodigestores de flujo discontinuo.- La carga de la totalidad del material a fermentar se hace al inicio del proceso y la descarga del efluente se hace al finalizar el proceso; por lo general requieren de mayor mano de obra y de un espacio para almacenar la materia prima si esta se produce continuamente y de un deposito de gas (debido a la gran

2 Material orgánico a fermentar: Excrementos de animales y humanos, desechos vegetales sin incluir los cítricos ya que acidifican, etc.3 DQO: Demanda Química de Oxigeno4 DBO: Demanda Biológica de Oxígeno

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variación en la cantidad de gas producido durante el proceso, teniendo su pico en la fase media de este) o fuentes alternativas para suplirlo.

Biodigestores de flujo continúo.- La carga del material a fermentar y la descarga del efluente se realiza de manera continua o por pequeños baches durante el proceso, que se extiende indefinidamente a través del tiempo; por lo general requieren de menos mano de obra, pero de una mezcla mas fluida o movilizada de manera mecánica y de un deposito de gas (si este no se utiliza en su totalidad de manera continua).

Los Biodigestores continuos sirven para purificar el agua contaminada por diferentes fosas. Existen tres clases de Biodigestores: de flujo continuo.

De cúpula fija. De cúpula móvil. De salchicha, Taiwán, CIPAV o Biodigestores familiares de bajo costo.

DISEÑO DE LOS BIODIGESTORES

Los Biodigestores han de ser diseñados de acuerdo a su finalidad, a la disposición de ganado y tipo, y a la temperatura a la que van a trabajar. Un biodigestor puede ser diseñado para eliminar todo el estiércol producido en una granja de cerdos, o bien como herramientas de saneamiento básico en un colegio.

La temperatura ambiente en que va a trabajar el biodigestor indica el tiempo de retención necesario para que las bacterias puedan digerir la materia. En ambientes de 30 °C se requieren unos 10 días, a 20 °C unos 25 y en altiplano, con invernadero, la temperatura de trabajo es de unos 10 °C de media, y se requieren 55 días de tiempo de retención. Es por esto, que para una misma cantidad de materia prima entrante se requiere un volumen cinco veces mayor para la cámara hermética en el altiplano que en el trópico.

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VENTAJAS DE UN BIODIGESTOR

En las grandes urbes, los residuos sólidos orgánicos son un gran problema ya que éstos son dispuestos en rellenos sanitarios los cuáles rompen el ciclo natural de descomposición porque contaminan las fuentes de agua subterránea debido al lavado del suelo por la filtración de agua (lixiviación) y también porque favorece la generación de patógenos.

Los residuos orgánicos al ser introducidos en el biodigestor son descompuestos de modo que el ciclo natural se completa y las basuras orgánicas se convierten en fertilizante y biogás el cual evita que el gas metano esté expuesto ya que es considerado uno de los principales componentes del efecto invernadero.

La utilización de biogás puede sustituir a la electricidad, al gas propano y al diesel como fuente energética en la producción de electricidad, calor o refrigeración. En el sector rural el biogás puede ser utilizado como combustible en motores de generación eléctrica para autoconsumo de la finca o para vender a otras. Puede también usarse como combustible para hornos de aire forzado, calentadores y refrigeradores de adsorción. La conversión de aparatos al funcionamiento con gas es sencilla.

La producción de biogás es permanente, aunque no siempre constante debido a fenómenos climáticos.

BIOLES:

Los Bioles son una alternativa de fertilización de origen orgánico con un efecto bioestimulante para las plantas en vez de usar productos químicos. Se puede hacer de distintas maneras y uno mismo los puede preparar.

Las fórmulas más comunes contienen agua, estiércol de animales como de vaca, melaza, leche y leguminosas picadas. Todo esto se junta en un tanque cerrado herméticamente pero con una válvula de escape de gases y se deja fermentar sin aire por tres semanas para poder usarlo en las plantas. A éstas se las puede fertilizar con los Bioles por vía foliar o por fertirrigación5 con un cernido previo para evitar obstrucciones en las boquillas y mangueras.

5 La Fertirrigación: Es una técnica agrícola que se caracteriza por la entrega dosificada de nutrientes y otros insumos a la planta a través del riego tecnificado.

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FUNCIONES DEL BIOL

Funcionan principalmente al interior de las plantas, activando el fortalecimiento del equilibrio nutricional como un mecanismo de defensa de las mismas, a través de los ácidos orgánicos, las hormonas de crecimiento, antibióticos, vitaminas, minerales, enzimas y co-enzimas, carbohidratos; entre otros presentes en la complejidad de las relaciones biológicas, físicas, químicas y energéticas que se establecen entre las plantas y la vida del suelo.

Los Bioles enriquecidos, después de su periodo de fermentación estarán listos y equilibrados en una solución tampón y coloidal donde sus efectos pueden ser superiores de 10 a 100000 veces las cantidades de nutrientes técnicamente recomendados por la agroindustria para ser aplicados foliarmente al suelo y a los cultivos.

Promueve las actividades fisiológicas y estimula el desarrollo de las plantas sirviendo para las siguientes actividades agronómicas: acción sobre el follaje, acción sobre la floración y sobre el cuajado de frutos, acción sobre el enraizamiento y activador de semillas y partes vegetales.

FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA FORMACIÓN DEL BIOL

Fermentación anaerobia .- La fermentación típica es llevada a cabo por las levaduras, también algunos metazoos y protistas la realizan. Este proceso de fermentación se lleva a cabo en ausencia de oxigeno; ello significa que el aceptor final de los electrones de NADH producido en la glucolisis no es el oxigeno, sino un compuesto orgánico que se reducirá

Pasos para la preparación

1. Recolectar el estiércol

2. Poner en un tanque la mitad del estiércol y en el orto la cuarta parte

3. Poner la leguminosa picada

4. Llenar los tanques con agua y sellar los tanques herméticamente y dejar fermentar por

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para después re-oxidar el NADH a NAD+. El compuesto orgánico que se reduce es un derivado del sustrato que se ha oxidado anteriormente.

Biodigestor. - Son recipientes cerrados o tanques, los cuales pueden ser construidos con diversos materiales, es un colector que produce biogás y abono natural a partir de material orgánico, principalmente excrementos (animales y humanos) y desechos vegetales.

Porcentaje de humedad. - Es importante considerar la relación materia seca y agua, que aplica el grado de partículas en la solución. La cantidad de agua debe normalmente situarse alrededor del 90% en peso del contenido total. Tanto el exceso y la ausencia de agua son perjudiciales la cantidad de agua varia de acuerdo a la materia prima empleada para la fermentación.

TIEMPO DE FERMENTACION DE UN BIOL

El tiempo que demora la fermentación de los Bioles es variado y depende de cierta manera de la habilidad de las ganas de inversión de cada producto, de la cantidad necesitada y del biofertilizante que se desea preparar para cada cultivo.

El biofertilizante más sencillo de preparar y fermentar demora para estar listos de 20 a 30 días. Sin embargo para preparar Bioles enriquecidos con sales minerales se puede demorar de 35 a 45 días.

PURINES:

Los purines están formados por una mezcla de excrementos sólidos y líquidos del ganado porcino, diluido en las aguas de limpieza de los establos. Estos se obtienen mediante un proceso de oxidación rápido. Rico en nitrógeno y micro elementos, cumple la misma función que un abono foliar.

Tiene una alta concentración de aminoácidos, e incrementa la actividad microbiana del suelo.

Tienen un contenido aproximado (en proporciones de Kg por tonelada) de 2 Kg de nitrógeno, 0'5 de fósforo y 3 de potasio. El purín está relacionado con la biomasa residual húmeda pues el purín esta clasificado en ella. Todo esto afecta a su posible utilización en la agricultura.

En la actualidad se está estudiando el reciclaje de los purines de cerdos para diversos usos, entre ellos para la obtención de metano, para su uso como abono o bien incluso

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mejorando sus propiedades con el objetivo de poder depurar el agua residual de purines, entre otros usos.

Actualmente la gran cantidad de purines generados en algunos países son un problema que se intenta solucionar, entre otras cosas, mediante las plantas de tratamiento.

MANEJO DE PURINES

El problema de los efluentes industriales y domésticos está íntimamente relacionado con la contaminación ambiental, ya que constituye una de sus causas principales. La denominación de efluentes industriales se aplica a un conjunto muy variado de residuos líquidos que se obtienen como consecuencia de la actividad industrial. Aunque existe una diferencia importante entre las aguas domésticas y los efluentes líquidos de la industria, el enfoque del problema es similar, ya que es necesario en ambos casos reducir a límites bien determinados el contenido de materia orgánica y otras sustancias contaminantes antes de que esos líquidos puedan ser arrojados a una corriente de agua.

El objetivo principal de los sistemas de tratamiento de aguas residuales, es generar agua con estándares ambientales adecuados, en cumplimiento con la normativa ambiental aplicable y compromiso ambiental empresarial; para garantizar lo anterior se deben realizar monitoreo periódico de las descargas. En muchos casos las aguas tratadas se vierten directamente a cuerpos de agua, mejorando la calidad de los mismos si los parámetros de descarga son adecuados y de esta forma contribuyen a la conservación de fuentes agua

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Para la obtención del Biol es necesario implementar un BIODIGESTOR, el cual es un sistema que permite aprovechar adicionalmente el Biogás para evitar la contaminación ambiental.

Para la obtención de los Purines es necesario implementar una PISCINA DE OXIDACIÓN recubierta, donde los nitratos, fosfatos y metales pesados no puedan causar contaminación del suelo ni de las aguas profundas.

En la actualidad existen en el mercado bombas estercoleras que permiten fertirrigar el Biol o los purines directamente en los potreros.

VENTAJAS

Al utilizar los purines, se observará una disminución de las plagas, mayor desarrollo de raíces en las plantas, mejor crecimiento, mayor fijación de nitrógeno en el suelo y mayor disponibilidad de carbono en el suelo (color más oscuro de la tierra). Mejorará, con la aplicación regular de los mismos, la estructura del suelo y la capacidad de retención de agua.

La elaboración de purines facilita la propagación y el mantenimiento de los microrganismos necesarios para un suelo saludable. Permite preparar en una superficie reducida un concentrado que podemos aplicar luego a grandes extensiones de cultivos.

Experiencias en el manejo de la huerta orgánica con y sin la aplicación de purines, han demostrado que el número de lombrices es considerablemente mayor si se utilizan estos inoculantes. Ensayos en lumbricarios demuestran que las lombrices migran hacia los sectores donde se aplican purines.

FASES DEL PROCESO DE ELABORACION DE PURINES

El proceso de elaboración puede dividirse en varias etapas:

1. Maceración.- Esta se inicia a partir del momento que iniciamos el preparado. La acción del agua comienza a extraer las sustancias del material vegetal y prácticamente no hay desarrollo bacteriano. El proceso de maceración dura de doce horas hasta tres días, según la temperatura ambiente.

El preparado macerado se utiliza principalmente para aplicar el extracto de las hierbas utilizadas, generalmente concentrado, y para para combatir plagas de insectos u hongos.

2. Fermentación.- Por acción de hongos, levaduras y bacterias comienza a descomponerse el material vegetal. En esta etapa cambia la composición química del preparado, ya que las sustancias iniciales se transforman en encimas, aminoácidos y otros nutrientes para las plantas. En la medida que avanza la fermentación, disminuyen las

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sustancias originales, aumenta la población de bacterias y de los productos elaboradas por éstas.

Los preparados en fermentación se utilizan principalmente como abonos líquidos, para regar el suelo entre las plantas o pulverizando, generalmente sin diluir, como abono foliar.

3. Purín maduro.- Después de una a dos semanas las bacterias han transformado prácticamente todo el material disponible. Hay una mínima concentración de sustancias originales, pocos nutrientes (estos también han sido consumidos en su mayor parte por las bacterias) y una altísima concentración de bacterias (de 300 a 2000 millones de bacterias aeróbicas por gramo de preparado). Si al comienzo podía haber una diversidad de bacterias, en la medida que avanza el proceso de fermentación, una especie va desplazando a las demás.

El cultivo de bacterias que se desarrolla depende del tipo de material vegetal que utilizamos inicialmente. El preparado está listo cuando el material original se encuentra disuelto completamente (quedando solamente los tallos u otras partes duras). También habrá cambiado de color (cada purín adquiere un color característico) y tendrá un olor fuerte (a "podrido"), que se nota más al batir el líquido.

El purín maduro se utiliza generalmente para inocular el suelo con las bacterias, regando el preparado diluido en 10 a 20 partes de agua (sin cloro, para no matar las bacterias). En algunos casos se pulveriza en forma concentrada para combatir plagas.

BIOSOL:

Es el resultado de separar la parte solida del “fango” resultante de la fermentación anaeróbica dentro del fermentador o biodigestor. Dependiendo de la tecnología a emplear, este Biosol tratado puede alcanzar entre 25% a solo 10% de humedad.

Su composición depende mucho de los residuos que se emplearon para su fabricación (en el fermentador). Se puede utilizar solo o con compost o con fertilizantes químicos.

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APLICACIÓN GENERAL DEL BIOSOL

Normalmente se aplica en el campo de la misma manera que se emplea el compost, sin embargo la dosificación varia. Las cantidades usuales de Biosol empleadas se encuentran entre 2 a 4 toneladas/ha (dependiendo del tipo de cultivo y el tipo de suelo). Con esta dosificación se obtiene los mismos resultados que con las cantidades notablemente mayores requeridas para el caso del compost (10 a 20 Ton/ha) y guano (15 a 30 Ton/ha), las cuales dependen también de las condiciones del suelo y los requerimientos de la planta.

VENTAJAS DEL USO DE BIOSOL

Hace posible regular la alimentación de la planta Confiere a los suelos arenosos una mayor cohesión, mejorando con ello la

retención de los nutrientes en el suelo. Mejora la estructura del suelo y la capacidad de retención de humedad del mismo

lo que favorece a la actividad biológica en el mismo. Se reduce la necesidad del abono, es decir solo se necesita 2 a 4 Ton/ha

5. BIBLIOGRAFIA:

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BIODIGESTOR – 01 Mayo 2012(http://es.wikipedia.org/wiki/Biodigestor)Consultado: 01/ 06/ 2012

BIODIGESTORES – 07 Noviembre 2012(http://biodigestores.org/)Consultado: 02/ 06/ 2012

BIOLES – 06 Junio 2012(http://es.wikipedia.org/wiki/Bioles)Consultado: 05/ 06/ 2012

FERTIRRIGACION (http://www.monografias.com/trabajos58/riego-goteo-fertirrigacion/riego-goteo-fertirrigacion2.shtml#xfertir)Consultado: 02/ 06/ 2012

TESIS SOBRE LA ELABORACION Y APLICACIÓN DE DOS TIPOS DE BIOL EN EL CULTIVO DE BROCOLI () – 06 Junio 2012(http://dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/352/1/13T0646%20BASANTES%20DANILO.pdf)Consultado: 05/ 06/ 2012

PURIN – 21 Agosto 2011(http://es.wikipedia.org/wiki/Pur%C3%ADn#cite_note-5)Consultado: 03/ 06/ 2012

PURINES (http://www.miliarium.com/Bibliografia/Monografias/Nitratos/Purines.asp)Consultado: 03/ 06/ 2012

PURINES ORGANICOS(http://www.reddehuertas.com.ar/textos01al10/00405lospurines.htm)Consultado: 05/ 06/ 2012

MANEJO DE PURINES(http://ww1.nestle.com.ec/InvestigacionyDesarrollo/SPL/Pages/ManejoPurines.aspxConsultado: 05/ 06/ 2012

ESTUDIO SOBRE EL VALOR FERTILIZANTE DE LOS PRODUCTOS DEL PROCESO DE LA FREMENTACION ANAEROBICA PARA PRODUCCION DE BIOGAS.(http://www.german-profec.com/cms/upload/Reports/Estudio%20sobre%20el%20Valor%20Fertilizante%20de%20los%20Productos%20del%20Proceso

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%20Fermentacion%20Anaerobica%20para%20Produccion%20de%20Biogas_ntz.pdf)

Consultado: 05/ 06/ 2012