UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

Sede Santo Domingo

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E INDUSTRIAS

CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y MANEJO DE RIESGOS

NATURALES

Informe del proyecto técnico para obtener el título de:

INGENIERA AMBIENTAL Y MANEJO DE RIESGOS NATURALES

OBTENCIÓN DE LIXIVIADOS PROCEDENTES DE LA LOMBRICULTURA

EN BASE A ESTIÉRCOL BOVINO MEDIANTE LA INSTALACIÓN DE

CAMAS RECOLECTORAS.

Autora

MARÍA CRISTINA PATIÑO PAUTA

Director

Ing. ROBERTO CAMPOS VERA, MsC

Santo Domingo de los Tsáchilas – Ecuador

Febrero – 2017

PORTADA Portada

II

OBTENCIÓN DE LIXIVIADOS PROCEDENTES DE LA LOMBRICULTURA EN

BASE A ESTIÉRCOL BOVINO MEDIANTE LA INSTALACIÓN DE CAMAS

RECOLECTORAS.

Ing. Roberto Campos, MsC

DIRECTOR

APROBADO

Ing. Miriam Recalde, MsC.

PRESIDENTA DEL TRIBUNAL

Ing. Luis Gusqui, MsC.

MIEMBRO DEL TRIBUNAL

Ing. Xavier Lopez, MsC.

MIEMBRO DEL TRIBUNAL

Santo Domingo, ........... de ........................... de 2017

Sustentación y aprobación de los integrantes del tribunal

III

Responsabilidad del autor

Autor:

MARIA CRITINA PATIÑO PAUTA

Institución:

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

Título:

OBTENCIÓN DE LIXIVIADOS PROCEDENTES DE LA LOMBRICULTURA EN BASE A ESTIÉRCOL BOVINO MEDIANTE LA INSTALACIÓN DE CAMAS RECOLECTORAS.

Fecha: FEBRERO, 2017

El contenido del presente trabajo está bajo la responsabilidad del autor y no ha sido

plagiado

Maria Cristina Patiño Pauta

C.C. 2300277825

IV

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL Sede Santo Domingo

APROBACIÓN DEL DIRECTOR

Santo Domingo, 31 de enero de 2017

Ing. Mirian Recalde COORDINADORA DE LA CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL. Y MANEJO DE RIESGOS NATURALES Presente.

De mis consideraciones.-

Mediante la presente tengo a bien informar que el trabajo técnico realizado por la estudiante MARÍA CRISTINA PATIÑO PAUTA, cuyo título es OBTENCIÓN DE LIXIVIADOS PROCEDENTES DE LA LOMBRICULTURA EN BASE A ESTIÉRCOL BOVINO MEDIANTE LA INSTALACIÓN DE CAMAS RECOLECTORAS; ha sido elaborado bajo mi supervisión y revisado en todas sus partes, el mismo que no ha sido plagiado, por lo cual autorizo su respectiva presentación. Particular que informo para fines pertinentes.

Atentamente,

Ing. Roberto Campos, MsC.

DIRECTOR

V

Dedicatoria

A Dios por guiarme y darme la fuerza para superar todas mis metas, mis padres por apoyarme y brindarme día tras día de manera incondicional en cada momento y decisión tomada y que gracias a su ejemplo de esfuerzo y sacrificio hasta la imposible se puede lograr. Mis hermanos Ericka, y Mell y mi sobrina María Emilia por ser parte de este arduo camino y ayudarme en los momentos más difíciles, pero en especial a mi hermano Pablo Andrés por brindarme su ayuda y apoyo.

Dedicatoria

VI

Agradecimiento

A mi familia que gracias a su ejemplo de superación me han enseñado que los sacrificios valen la pena, en especial a mi abuelos Graciela y Gonzalo que pese a la distancia siempre estuvieron en los momentos más difíciles apoyándome; a mis tíos por ser una inspiración de progreso, en especial a mi Tío Marcelo Aguirre que gracias a su ayuda se me dio esta gran oportunidad. A mis primos y primas por siempre estar unidos en cada momento de nuestras vidas, al Ing Roberto Campos por ser una guía en el proceso y culminación de este proyecto y a Alex Arrobo por ser mi compañero y mi apoyo incondicional.

Agradecimiento

VII

Formulario de registro bibliográfico

FORMULARIO DE REGISTRO BIBLIOGRÁFICO

PROYECTO DE TITULACIÓN

DATOS DE CONTACTO CÉDULA DE IDENTIDAD: 2300277825 APELLIDO Y NOMBRES: Patiño Pauta María Cristina DIRECCIÓN: Coop. Galo Plaza EMAIL: cristinapatino@outlook.es TELÉFONO FIJO: 022748044 TELÉFONO MÓVIL: 0968499592

DATOS DE LA OBRA

TITULO: Obtención de lixiviados procedentes de la lombricultura en base a estiércol bovino mediante la instalación de camas recolectoras.

AUTOR O AUTORES: Patiño Pauta María Cristina FECHA DE ENTREGA DEL PROYECTO DE TITULACIÓN:

03/febrero/2017

DIRECTOR DEL PROYECTO DE TITULACIÓN:

Ing. Roberto Campos

PROGRAMA PREGRADO POSGRADO TITULO POR EL QUE OPTA: Ingeniero Ambiental y Manejo de Riesgos

Naturales RESUMEN: Mínimo 180 y máximo 250 palabras

La presente investigación se llevó a cabo en el

Rancho Ángel María, ubicado en la cuidad de Santo

Domingo; este sitio ha tendido más de 15 años de

experiencia en la lombricultura, utilizando como

materia prima el estiércol de ganado bovino. A

causa de la mala disposición final de los desechos

ganaderos y el uso irracional de fertilizantes

sintéticos en la agricultura, la contaminación ha

aumentado y el equilibrio natural se interrumpe. Es

por esto que el objetivo de este proyecto es obtener

lixiviados procedentes de la lombricultura en base a

estiércol bovino, mediante la instalación de camas

recolectoras, debido a que el potencial de

producción de esta biotecnología no se ha

explotado en su totalidad, pudiendo utilizar este

subproducto en la fertilización orgánica. Para la

obtención del mismo se procedió a diseñar y

construir dos tipos de camas recolectoras, basadas

en principios básicos de recolección de fluidos; la

primera con superficie en V, en la cual el sustrato

VIII

tiene contacto directo con el material

impermeabilizante, permitiendo que el lixiviado

fluya directamente hacia los recipientes de

almacenamiento y la segunda con superficie plana

con dos fases: la primera capa de filtración en la

cual pasa el lixiviado hacia un conducto que dirige

el fluido hacia los recipientes. Después de ser

construidos los lechos se evaluaron varios

parámetros como: temperatura, pH, riego,

aireación; gracias a estas el lombricultivo se

desarrolló en óptimas condiciones. Posterior a esto

transcurrieron nueve semanas para obtener

resultados en cuanto al rendimiento y análisis de

macro y micro elementos esenciales para la

fertilidad del suelo en cada lecho. Se obtuvo como

resultado que el dispositivo tecnológico con

mejores características en cuanto a rendimiento y

calidad fue la cama con superficie en V.

PALABRAS CLAVES: Lixiviados, lombricultura, fertilidad,

contaminación, métodos de recolección.

ABSTRACT:

The present investigation was carried out in the

ranch “Ángel María” in Santo Domingo, Ecuador.

For 15 years, it has had experience in worm

composting whose basis has been cattle dung.

Because of the inadequate final disposal of cattle

dung and the irrational use of synthetic fertilizers in

agriculture, contamination has increased and the

natural balance has been disturbed. Therefore, the

aim of this project has been to obtain leachate

fertilizers from worm composting based on cattle

dung. The potential of this biotechnological

production has not fully been exploited: this

byproduct can be used in organic fertilization. In

order to obtain it, two types collecting surfaces

were designed and made, which are based on the

principles of simple liquid collection: the first one

has a V-shaped surface in which the liquid manure

IX

Se autoriza la publicación de este Proyecto de Titulación en el Repositorio Digital de la Institución.

f:__________________________________________

PATIÑO PAUTA MARÍA CRISTINA C.C. 2300277825

has direct contact with the waterproof material.

Therefore, the leachate flows directly to the storage

tanks. The second type of surface is flat and has

two phases: a layer of filtration through which the

leachate passes into a pipe that leads the liquid to

the tanks. After building the collecting devices

various parameters were evaluated such as

temperature, pH, watering and ventilation. The

worm compost was produced in perfect conditions.

After nine weeks results were obtained with regard

to performance and the analysis of macro and micro

elements that are essential for the fertility of the

soil. It has been shown that the technological device

with the better characteristics was the V-shaped

one, as far as performance and quality are

concerned.

KEYWORDS

Leachate, worm composting, fertility,

contamination, collection methods

X

DECLARACIÓN Y AUTORIZACIÓN

Yo, PATIÑO PAUTA MARÍA CRISTINA, CI. 2300277825 autora del proyecto

titulado: OBTENCIÓN DE LIXIVIADOS PROCEDENTES DE LA

LOMBRICULTURA EN BASE A ESTIERCOL BOVINO MEDIANTE LA

INSTALACION DE CAMAS RECOLECTORAS. Previo a la obtención del título de

INGENIERO AMBIENTAL Y MANEJO DE RIESGOS NATURALES en la

Universidad Tecnológica Equinoccial.

1. Declaro tener pleno conocimiento de la obligación que tienen las Instituciones de

Educación Superior, de conformidad con el Artículo 144 de la Ley Orgánica de

Educación Superior, de entregar a la SENESCYT en formato digital una copia del

referido trabajo de graduación para que sea integrado al Sistema Nacional de

información de la Educación Superior del Ecuador para su difusión pública

respetando los derechos de autor.

2. Autorizo a la BIBLIOTECA de la Universidad Tecnológica Equinoccial a tener una

copia del referido trabajo de graduación con el propósito de generar un Repositorio

que democratice la información, respetando las políticas de propiedad intelectual

vigentes.

Santo Domingo, 03 de febrero de 2017.

f:__________________________________________ PATIÑO PAUTA MARÍA CRISTINA

C.C. 2300277825

XI

ÍNDICE DE CONTENIDO

Portada ............................................................................................................................... I

Sustentación y aprobación de los integrantes del tribunal ................................................ II

Responsabilidad del autor ............................................................................................... III

Aprobación del director .................................................................................................. IV

Dedicatoria ....................................................................................................................... V

Agradecimiento ............................................................................................................... VI

Formulario de registro bibliográfico .............................................................................. VII

Declaración y autorización .............................................................................................. X

Índice de contenido ......................................................................................................... XI

Índice de tablas .............................................................................................................. XII

Índice de figuras ........................................................................................................... XIII

I. INTRODUCCIÓN ................................................................................................. 1

II. MARCO REFERENCIAL ..................................................................................... 5

III. METODOLOGÌA ................................................................................................ 11

3.1. Localización ........................................................................................................ 11

3.2. Diseño de la tecnología ....................................................................................... 11

3.3. Pruebas Técnicas ................................................................................................. 28

3.4. Análisis económico ............................................................................................. 32

3.5. Manual del usuario .............................................................................................. 32

IV. ANALISIS DE RESULTADOS .......................................................................... 34

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................. 38

REFERENCIAS ................................................................................................... 39

XII

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Macro elementos de varios estiércoles para la alimentación de la lombriz de

tierra (INDICAP, 1990) .................................................................................................. 12

Tabla 2. Fórmulas para el cálculo de dimensiones de cama en V .................................. 13

Tabla 3. Fórmulas para el cálculo de dimensiones de cama con superficie plana .......... 16

Tabla 4. Temperatura lecho en V .................................................................................... 27

Tabla 5. Temperatura lecho con superficie plana ........................................................... 27

Tabla 6. Resultados de los análisis de los lixiviados ...................................................... 29

Tabla 7. Rendimiento en litros de cada método de recolección ..................................... 30

Tabla 8. Relación de lixiviado por m2 ............................................................................ 31

Tabla 9. Análisis financiero de implementación de camas recolectoras. ....................... 32

XIII

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Morfología externa de Eisenia Foetida (González et al., 2012) ........................ 8

Figura 2. Diseño cama en V ............................................................................................ 15

Figura 3. Vista superior cama en V ................................................................................ 15

Figura 4. Vista Lateral cama en V .................................................................................. 15

Figura 5. Vista Frontal cama en V .................................................................................. 15

Figura 6. Diseño cama en superficie plana ..................................................................... 17

Figura 7.Vista superior cama superficie plana ................................................................ 17

Figura 8. Vista Lateral cama superficie plana ................................................................ 17

Figura 9.Vista Frontal cama superficie plana ................................................................. 18

Figura 10. Construcción primer método ......................................................................... 19

Figura 11. Construcción Método con pendiente en V .................................................... 20

Figura 12. Estabilización de la estructura método con pendiente en V .......................... 20

Figura 13. Impermeabilización Método en V ................................................................. 21

Figura 14. Llenado Método en V .................................................................................... 21

Figura 15. Ubicación de la Geomembrana ..................................................................... 22

Figura 16. Ajuste de la Geomembrana ........................................................................... 22

Figura 17. Base de la cama ............................................................................................. 23

Figura 18. Pared de la cama con pendiente plana ........................................................... 23

Figura 19. Impermeabilización y llenado ....................................................................... 24

Figura 20. Prueba del Puño ............................................................................................. 25

Figura 21. Verificación de humedad ............................................................................... 26

Figura 22. Captura de muestras de humus ...................................................................... 31

Figura 23. Conteo de lombrices ...................................................................................... 31

Figura 24. Diagrama de Manejo de Lombricultivo ........................................................ 33

I. INTRODUCCIÓN

En algunos estudios y publicaciones nacionales e internacionales, la ganadería ha sido y

es cuestionada fuertemente por su desempeño productivo e impacto sobre el medio

ambiente; esto lo podemos constatar con el informe denominado “La Larga Sombra del

Ganado” emitido por la organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la

Alimentación, en el cual se pueden apreciar los efectos negativos tales como

contaminación atmosférica, transición geográfica, agotamiento del agua, perdida de la

biodiversidad, que se producen por el uso extensivo de la ganadería (FAO, 2011).

El desarrollo socio económico del Ecuador se encuentra ligado con las actividades

primarias, como la Agricultura y la Ganadería, que representa el 8,25% del Producto

Interno Bruto (PIB) en el año 2010 y el promedio durante la última década ha sido de

8,77% (Banco Central Ecuador , 2011). Este sector se han ido expandiendo de manera

exponencial en los últimos, dejando a su paso contaminación de ríos y suelos,

provocados por el mal manejo y disposición final del estiércol del ganado y de la misma

manera existen suelos pobres en nutrientes a causa del uso irracional de agroquímicos

respectivamente.

La agricultura y ganadería producen la disminución y pérdida considerable de recursos

naturales y al mismo tiempo es una amenaza contra la biodiversidad de áreas forestales

nativas de los Andes ecuatorianos (Merecí & Suqui, 2014).

Santo Domingo de los Tsáchilas es una provincia con un aporte de 2,96% en

participación nacional de la superficie de labor agrícola con aproximadamente 57 482

cultivos permanentes por superficie de labor agrícola (Ha) y con alrededor de 160 315

cabezas de ganado vacuno, lo cual produce una gran cantidad de excrementos, con

disposición final inadecuada (INEC, 2010).

Para reducir el impacto que los agroquímicos producen sobre el ambiente y la calidad

de los productos vegetales y por lo tanto obtener productos inocuos e inofensivos, se

recomiendan sistemas de producción orgánica que reduzcan o eliminen el uso de

2

productos de síntesis química, como plaguicidas e insecticidas, generando la

degradación del recurso suelo (FAO, 2003).

Existen abonos de origen orgánico que se han ido desarrollando con el paso del tiempo

respondiendo a la demanda de alimentos libres de sustancias químicas, llevando a cabo

las actividades agropecuarias de una forma sustentable, asegurando la soberanía

alimentaria. Esta actividad responde a las necesidades de reciclaje y reutilización de los

residuos generados en las actividades agropecuarias y buscan disminuir la dependencia

de agroquímicos artificiales en los distintos cultivos, obligando a buscar alternativas

sostenibles y viables.

En la agricultura ecológica se da prioridad a los abonos orgánicos, ya que cada vez se

utilizan más frecuentemente en los cultivos intensivos, evitando el deterioro del recurso

suelo. Uno de los residuos que se utilizan para la producción de abonos orgánicos es el

estiércol del ganado, que muchas veces se desperdicia y son arrojados a los cuerpos de

agua, desencadenando problemas mayores (Mosquera, 2010).

El desarrollo de alternativas orgánicas, como métodos de fertilización y medidas

correctores del suelo han ido aumentando como el Vermicompost, Compost, Bocashi,

estas nuevas prácticas agropecuarias brindan beneficios al suelo, devolviendo la

fertilidad, que ha sido extraída por la siembra intensiva de cultivos (Barrero, 2008).

En la segunda mitad de la década de los 80, se marca la mayor época expansiva de la

lombricultura en Latinoamérica, sobre todo en Sudamérica como: Chile, Perú, Ecuador,

Colombia, Argentina, Brasil; aunque en casi todos los otros países esta actividad

también se lleva a cabo en menor escala. En Ecuador la lombricultura inició en 1985 por

iniciativa privada, entre ellas por el Centro Nacional 4-F de Conocoto (Cajas, 2009) y se

ha ido expandiendo a lo largo de todas las provincias que poseen potencial

agropecuario, como alternativa de conservación e ingresos.

La lombricultura es una biotecnología que utiliza la lombriz, como una herramienta de

trabajo para el reciclaje de todo tipo de materia orgánica biodegradable, esta práctica

3

consiste en el cultivo intensivo de la lombriz Eisenia foétida (roja californiana),

transformando los residuos orgánicos y aprovechándolos como abono para los cultivos

agrícolas, los desechos orgánicos arrojados por la lombriz se le conocen como humus,

con capacidad de proporcionar fuentes de nutrientes al suelo, que al ser agregados

mejora su calidad y aumentando su fertilidad, siendo el mayor estado de

descomposición de la materia orgánica y es un abono de excelente características

(Rosales, 2013).

Las lombricompostas se deben regar constantemente, ya que las lombrices requieren

que el sustrato contenga una humedad del 70% al 80% para facilitar su locomoción y el

consumo del sustrato, el líquido que escurre de las camas después del riego es conocido

como lixiviado. Durante el proceso de percolación a través de la materia orgánica, el

agua arrastra nutrientes, microorganismos benéficos y ácidos húmicos, lo cual genera un

producto líquido, usado como abono y regenerador orgánico, por lo tanto, este producto

es ideal para la aplicación en cualquier tipo de cultivos (Gómez & Ángeles, 2011).

Pero este subproducto no está siendo aprovechado y no se le ha dado el valor agregado

al proceso de lombricultivo. Este lixiviado procedente de esta biotecnología,

posiblemente tenga igual o mayor cantidad de nutrientes esenciales que el humus, que

puede ayudar a la recuperación y preservación de las reservas orgánico-biológicas del

suelo.

El presente trabajo está encaminado en el aprovechamiento de los lixiviados para la

obtención de un Fertilizante 100% orgánico; mediante la elaboración de métodos de

recolección, los cuales nos brindaran resultados con respecto a la cantidad y calidad del

lixiviado.

Se obtuvo lixiviados procedentes de la lombricultura mediante la instalación de camas

recolectoras, para conseguir esto se realizó el diseño y construcción de las camas,

posterior a esto se cuantifico la cantidad de lixiviado de cada proceso y se analizó

mediante pruebas químicas, las cuales serán, macro, micro nutrientes, para cada método

de recolección al momento que culmino el estudio.

4

Objetivos

Objetivo General

Obtener lixiviados procedentes de la lombricultura en base a estiércol bovino mediante

la instalación de camas recolectoras.

Objetivos Específicos

• Diseñar y construir las camas de lombricultura.

• Cuantificar la cantidad de lixiviado generado en cada técnica de recolección.

• Determinar macro, micronutrientes, esenciales para la fertilidad del suelo.

5

II. MARCO REFERENCIAL

Agricultura Sustentable

Durante los últimos años la agricultura de bajos insumos, ha ido buscando

combinaciones mínimas de materiales y tecnología en función a una producción que

permita al agricultor continuar con niveles de productividad adecuados, concentrando la

mayor cantidad de esfuerzos llegando a una agricultura orgánica de reciclaje y

reutilización de biomasa.

El enfoque ambientalista centra todo su interés en la utilización de recursos naturales,

expandiendo el ámbito de análisis hacia afuera de la entidad productiva, o sea tomando

en cuenta el impacto hacia el ecosistema. Es así, que las soluciones a los problemas

generados por el uso intensivo de agroquímicos se buscan con cambios biotécnicos que

aceleran la adaptabilidad o que desarrollen mecanismos de rechazo.

Las comparaciones entre el desempeño de los sistemas convencionales de agricultura y

los de la agricultura orgánica son significativas, sólo cuando se realizan a lo largo de un

período intergeneracional y de esa manera se puede evaluar la capacidad constante que

tienen los recursos naturales para sostener la agricultura. Los rendimientos de los

productos agrícolas son elevados en los sistemas no orgánicos o convencionales, pero

con frecuencia conlleva sistemas de explotación que degradan el suelo, el agua, la

biodiversidad y los servicios ecológicos de los que depende la producción de alimentos

(FAO, 2003).

El suelo es el principal recurso en el que se centra la actividad agropecuaria,

debilitando sus características, reduciendo su capacidad de regeneración, he ahí la

necesidad de fertilización con sustancias orgánicas, como por ejemplo: estiércol de

corrales, compost, abonos verdes, residuos de plantas y fertilizantes N-orgánicos de uso

comercial, buscando alternativas viables para el control químico (INCA, 2012).

En general, los agricultores experimentan una disminución en los rendimientos después

de desechar los insumos sintéticos y convierten sus operaciones en producción orgánica.

6

Una vez que el agro ecosistema se restablece y se implementan completamente los

sistemas de manejo orgánico, los rendimientos aumentan de manera significativa (FAO,

2013).

Ganadería (Manejo de Desechos)

Actualmente la generación de desechos orgánicos provocados por una de las principales

actividades agropecuarias que es la ganadería, son uno de los principales causantes de

contaminación ambiental en muchos países ya que se producen en grandes volúmenes y

se acumulan en espacios inadecuados. (Uicab-Brito & Castro, 2003). Los procesos de

contaminación del suelo relacionado con la producción animal intensiva, provienen de

la acumulación de excretas en corrales de alimentación (Atkinson & Watson, 1996),

provocando no solo contaminación al suelo, si no al aire e incluso al agua ya sea por

lixiviación o escorrentías.

Debido a esta situación es de urgente necesidad buscar medidas que mitiguen la

contaminación en ciertos niveles, generando beneficios para el productor y para el

medio ambiente, haciendo de la producción limpia una ventaja competitiva. Estos

residuos ganaderos deben ser tomados en cuenta como una fuente de nutrientes a

reciclar dentro del propio sistema productivo, creando un balance entre economía y

ecología, pretendiendo disminuir costos de producción y el riesgo ambiental de

contaminación. El estiércol dejaría de ser un producto de desecho para convertirse en un

recurso de nutrientes (Herrero & Gil, 2008).

Lombricultura

El apogeo de cultivos denominados orgánicos, ha generado una demanda emergente

sobre los insumos agrícolas de fuentes naturales y el desarrollo de la lombricultura ha

posibilitado esta idea, forjando un camino sólido hacia la agricultura sustentable

(Tenecela, 2012).

Esta biotecnología se inició en EEUU, después se extendió a Europa para finalmente

extenderse al resto del mundo, llegando hasta Latinoamérica; aplica normas y técnicas

de producción manejando las lombrices rojas californianas para reciclar residuos

7

orgánicos biodegradables y como fruto de su ingestión. Los anélidos efectúan sus

deyecciones convertidas en uno de los fertilizantes más importantes; se basa en el

manejo integral de toda la actividad, que abarque desde el proceso de cría, reproducción

y tratamiento del humus hasta todos los aspectos relacionados con una correcta

comercialización (Barbado, 2004).

Es por ello, que esta tecnología contribuye a la solución de dos de los problemas

ambientales a los que debemos enfrentarnos hoy en día: la acumulación descontrolada

de grandes concentraciones de residuos orgánicos en los vertederos y la necesidad

inminente de materia orgánica en los suelos agrícolas (Martínez, Fuentes, & Yanes,

2005).

Lombriz Roja Californiana

La Lombriz de tierra es un organismo biológicamente simple, constituida entre un 80 a

90 % por agua del total de su masa corporal, posee colores variados entre pálidos,

negros y marrones, con secciones cuadrangulares y forma cilíndrica, con un diámetro

que oscila entre 5 a 25 mm y un largo de 5 a 30 cm, formado por un cuerpo segmentado

(Tineo, 1994).

La taxonomía de la lombriz roja californiana según la FAO

Reino Animal

Phyllum Annelida

Clase Oligoqueta

Familia Lombricidae

Género Lombricus, Eisenia

Especies Terrestris, Foetida

Nombre Común Lombriz Roja Californiana

8

Figura 1. Morfología externa de Eisenia Foetida (González et al., 2012)

Está especie se desarrolla en ambiente húmedo y no acepta la luz, es hermafrodita

insuficiente, siendo bisexual y necesita aparearse para reproducirse, dotado de 5

corazones y 6 riñones, razón por la cual, si se parte una lombriz en dos, una de las dos

partes sobrevivirán, específicamente la que tiene la boca. En cuanto al rango óptimo de

pH en las que mejor se adaptan las lombrices varía entre 5.0 y 8.4 (Mejía, 2010).

Es una especie extraordinariamente prolifera, trabajadora y vivaz con una alta

resistencia al estrés, logrando trabajar en densidades de 10 000 a 30 000 lombrices por

metro cuadrado. La Eisenia foetida vive un promedio de 16 años en cautiverio sin

moverse de su lecho en zonas de clima templado, su temperatura oscila entre los 19 y

los 20 °C. Este anélido madura sexualmente entre el segundo y tercer mes de vida,

depositan cada 7 a 10 días una cápsula con un contenido medio de 10 huevecillos,

pudiendo llegar a 20, los que después de 14 a 21 días de incubación eclosionan, dando

origen a lombrices capaces de nutrirse y moverse de inmediato (Ferruzzi, 1982).

Lixiviado de lombricultura.

Conocido desde una década, como humus líquido, la mayoría de las veces nos es más

que un simple lixiviado de humus, obtenido por extracción con agua del sólido. Este

producto presenta la indudable ventaja de su aplicación, se trata de un abono más que

nada de tipo foliar, aunque no se descarta el aprovechamiento radicular de algunos

componentes del mismo (Schuldt, 2006); se obtienen de la adición de agua al compost

9

aeróbico maduro, de donde resulta un líquido oscuro e inodoro, que posee nutrientes

solubles y microorganismos benéficos directamente del sistema en conjunto (Quiroa,

2009).

En una cama se depositan los desechos orgánicos y las lombrices “lombricompuesto”,

se procede a regar para mantener la humedad existiendo una pérdida de agua más una

cantidad de nutrientes y microorganismos que son arrastrados por los mismos.

Existen varias formas de obtener el lixiviado de lombricultura:

• Una parte de humus se disuelve en 10 partes de agua, se procede a batir dejándolo

reposar unas 48 horas. Posterior a esto, se filtra y se aplica.

• Se coloca el lombricompuesto en una bolsa de yute y luego ésta en agua. Agitar

periódicamente. Para el uso del té debe tener un color ambarino tenue. Si es más

oscuro es aconsejable diluirlo en agua.

• Se mezcla una parte de humus y 5 partes de agua, se deja reposar 48 horas, se agita

periódicamente; filtramos. Para poder utilizarlo se debe nuevamente diluir en 1 parte

de concentrado en 4 partes de agua.

• Se produce el lixiviado al mismo tiempo que el lombricario está ejecutando la

descomposición del sustrato (Manual de lombricultua, 2003).

Esta última técnica es la que se utilizó para la obtención del lixiviado en este proyecto.

Se puede utilizar como base estiércol de rumiantes, celulosa, frutas en descomposición y

agua, lo cual permitirá que el sustrato pueda ser asimilado por las lombrices y decante

los nutrientes en una suspensión, que mal llamamos humus líquido.

Recolección de lixiviados con pendientes

En la hidrodinámica se utiliza la pendiente en la cual la gravedad influye como un

impulsor de movimiento de los fluidos, que les da velocidad, permitiéndoles que se

acumulen y se dirijan a la base del desnivel, aplicando este principio en los colectores

de lixiviados.

10

Según principios técnicos de recolección de lixiviados, en rellenos sanitarios la

inclinación de los recolectores laterales deberá ser mayor al 2 % para adquirir una

velocidad de flujo adecuada, así mismo la Subdirección Federal de Florida enuncia que

el mínimo diseño de pendiente o desnivel permitido por la de regulaciones de relleno

para el sistema de drenaje principal es 2%; se entiende como desnivel a la diferencia de

alturas entre los dos extremos de una misma conducción y serán expresadas siempre en

porcentajes. (Soriano, 2007).

11

III. METODOLOGÌA

3.1. Localización

Este proyecto se efectuó en la Provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas, Cantón

Santo Domingo, Parroquia Rio Verde en la Finca Ángel María, la cual está ubicada en

la Av. Lorena a 500 m del By Pass Quito-Quevedo km 4; se encuentra en una Latitud: -

0.2672301974995934 S, Longitud: -79.13249876350164 O, con suelos de origen

volcánico, se caracterizan por poseer suelos de textura franca a limosa, con cenizas poco

meteorizadas de color pardo.

De acuerdo a la clasificación de zonas de vida de Holdridge, Santo Domingo al tener

una precipitación que oscilan entre 2 280 mm y 3 150 mm, temperaturas que oscilan

entre 18°C y 26°C y una altitud aproximada de 625 msnm. La estación meteorológica

de la ciudad de Santo Domingo de los Colorados, registra el más alto porcentaje de

humedad relativa media mensual de la zona, con un valor del 88%.1

3.2. Diseño de la tecnología

Sustrato utilizado

El estiércol de bovino es muy utilizable como sustrato inicial y como alimento durante

la producción, el período mínimo aconsejable de envejecimiento es de 3 meses, pero es

más fácil encontrarse con un pH adecuado cuando este período ha sido de 4 meses. Este

material contiene 1,42% de nitrógeno, 0,18% de fósforo, 4% de potasio y 0,262% de

manganeso (Shunico, 2011).

Se utilizó como sustrato estiércol de bovino, el cual a partir de experiencias previas en

la Finca Ángel María, se ha evidenciado un índice de aceptación por parte de las

lombrices y de igual manera la producción de humus solido es favorable, esto

1 Estación Meteorológica ubicada en el aeropuerto de la ciudad de Santo Domingo, con identificación M027. Adicionalmente, se identifican 10 estaciones meteorológicas y 10 hidrológicas en el cantón. POT GADSDT, 2010.

12

incrementa la posibilidad de obtener un lixiviado de alta calidad. El estiércol que se

utilizó tuvo 12 semanas previas de secado, dentro de las instalaciones del Rancho.

Tabla 1. Macro elementos de varios estiércoles para la alimentación de la lombriz de

tierra (INDICAP, 1990)

Componentes Equinos Bovinos Ovinos Porcinos Nitrógeno 6,7 3,4 8,2 4,5

Fosforo 2,3 2,3 2,1 2,0

Potasio 7,2 3,5 8,4 6,0

Relación C/N 18:1 32:1 32:1 16:1 Nota: Los elementos se midieron en Kg por 100kg

Especie utilizada

Nombre común: Lombriz roja californiana

Nombre científico: Eisenia foetida

Se cosecharon lombrices de otras camas de lombricultura, se dejó de alimentarlas por

una semana para que suban a la superficie y puedan ser recolectadas según, este

procedimiento es el más óptimo para la recolección de lombrices (Quiroa, 2009).

Período de análisis

Se midieron variables físicas como: la temperatura, humedad, riego y pH durante las

nueve semanas después de dar inicio al proceso de producción del lixiviado. (Chavez &

Fuentes, 2013). De igual manera se realizaron análisis físicos como la densidad y

químicos al finalizar el proceso a la novena semana.

13

Cálculos y Planos de los lechos

Cama con superficie en V

Tabla 2. Fórmulas para el cálculo de dimensiones de cama en V

Descripción Fórmula Número

Volumen 𝑉 = 𝐴𝑏 × ℎ (1)

Área de la base (Volumen) 𝐴𝑏 =12𝑏 × 𝑎 (2)

Área de la sección de la base A =

b × a2

(3)

Área total de la base 𝐴 = 𝑆𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 1 + 𝑆𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 2 (4) Área Total de la Cama Área Total de la Cama =

Á. Inicial – Á. Total de la base (5)

Pendiente 𝑃𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 =

Diferencia de AlturasDistancia Horizontal

× 100 (6)

Cálculos de cama con superficie en V

Volumen 𝐴𝑏 =12𝑏 × 𝑎

𝐴𝑏 =12

0,80m × 0,60m

𝐴𝑏 = 0, 24𝑚2

(2)

𝑉 = 𝐴𝑏 × ℎ

𝑉 = 0,24𝑚2 × 2,7m

𝑽 = 𝟎,𝟔𝟒𝟖 𝒎𝟑

(1)

14

Área

A =b × a

2

A = 0,46 𝑚 × 0,40 𝑚

2

𝐴 = 0,092 𝑚2

(3)

𝐴 = 𝑆𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 1 + 𝑆𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 2

𝐴 = 0,092 𝑚2 + 0,092𝑚2

𝐴 = 0,184 𝑚2

(4)

Área Total de la Cama = Á. Inicial – Á. Total de la base 𝐴 = 2,7𝑚2– 0,184𝑚2

𝑨 = 𝟏,𝟗𝟕𝟔 𝒎𝟐

(5)

Pendiente

𝑃𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 =Diferencia de AlturasDistancia Horizontal

× 100

𝑃𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 =15 𝑐𝑚

270 𝑐𝑚× 100

𝑷𝒆𝒏𝒅𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 = 𝟓,𝟓%

(6)

15

Planos de cama con superficie en V

Figura 2. Diseño cama en V

Figura 3. Vista superior cama en V

Figura 4. Vista Lateral cama en V

Figura 5. Vista Frontal cama en V

16

Cama con superficie plana

Tabla 3. Fórmulas para el cálculo de dimensiones de cama con superficie plana

Descripción Fórmula Número Volumen

𝑉 = 𝑎 × 𝑏 × 𝑐 (7)

Área

𝐴 = 𝑙 × 𝑙 (8)

Cálculos de cama con superficie plana

Volumen

𝑉 = 𝑎 × 𝑏 × 𝑐 𝑉 = 0,80𝑚 × 2,7𝑚 × 0,460𝑚 𝑽 = 𝟎,𝟗𝟗𝟑𝟔 𝒎𝟑

(7)

Área

𝐴 = 𝑙 × 𝑙 𝐴 = 2,7𝑚 × 0,80 𝑨 = 𝟐,𝟏𝟔 𝒎𝟐

(8)

Pendiente

𝑃𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 =Diferencia de AlturasDistancia Horizontal

× 100

𝑃𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 =15 𝑐𝑚

270 𝑐𝑚× 100

𝑷𝒆𝒏𝒅𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 = 𝟓,𝟓%

(6)

17

Planos de cama con superficie plana

Figura 6. Diseño cama en superficie plana

Figura 7.Vista superior cama superficie plana

Figura 8. Vista Lateral cama superficie plana

18

Figura 9.Vista Frontal cama superficie plana

Construcción de las camas recolectoras

Las camas o lechos se construyeron de caña guadua y fueron impermeabilizadas con

geo membrana de 1 mm de espesor, las dimensiones son: de 2,7 m de largo por 0,8 m de

ancho interno, totalizando un área de 2,16 m2 en la cama con superficie plana y 1,97 m2

en la cama con superficie en V; como materiales auxiliares se tendrá, agua, recipientes,

mallas, termómetro entre otros.

Se realizó en base a principios de recolección de lixiviados que como tal no constan en

una metodología establecida para Lombricultura, sino que forman parte de un conjunto

de herramientas básicas en la recolección de fluidos. Se establecieron dos métodos de

recolección los cuales estuvieron en función a la gravedad la cual consiste en el

aprovechamiento del principio de Newton expuso que “Toda partícula material del

universo atrae a cualquier otra partícula con una fuerza directamente proporcional al

producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las

separa”.

Según Gomez (2003), para que exista caída de lixiviados en un proceso de compostaje

debería existir una pendiente de 1%, pero para la construcción de estos métodos vamos

a realizar el cálculo de la pendiente con respecto a las dimensiones de la cama,

dándonos una pendiente del 5% y se prevé que permitirá que los lixiviados fluyan, lo

mejor es poner las lombrices sobre lona o geo membrana, así se recuperara un

porcentaje muy alto del escurrimiento del riego. Los lechos de lombricultura fueron

19

ubicados en un lugar con sombra y protegido de otros animales para evitar posibles

pérdidas.

Los métodos de recolección son:

Construcción Método 1 Cama con superficie en V

La recolección a desnivel se efectuó mediante la construcción de la cama, la cual tendrá

la forma convencional, pero en el fondo existía una inclinación, formando un canal en la

cama, a los alrededores se colocó geo membrana y con ayuda de la caída del diseño, los

lixiviados fluyen a través del material impermeable hacia los recipientes de recolección.

• Ubicación de las bases de la cama

Figura 10. Construcción primer método

• Se ajustaron las paredes, en este caso se utilizó alambre de 0,25 mm de espesor y se

colocó una caña encima de otra a una altura de 15 cm del suelo, para dar forma a la

pendiente.

20

Figura 11. Construcción Método con pendiente en V

• Para el primer diseño de pendiente en V, se colocó una estructura similar a la espina

de pescado, para dar la forma requerida.

Figura 12. Estabilización de la estructura método con pendiente en V

• Se coloca la geo membrana encima de la estructura, para que tome la forma en V, y

se procede a clavar.

21

Figura 13. Impermeabilización Método en V

• Colocamos el estiércol homogéneamente en toda la superficie de la cama hasta

llenarla en un 80% aproximadamente de la capacidad de la cama, ya que posterior a

esto se colocan las lombrices, y continuamente el alimento.

Figura 14. Llenado Método en V

Construcción; Método 2 Cama con superficie plana

El método con base plana, tuvo dos principios de funcionamiento; el primero que se

basa en la filtración de los lixiviados a través de la base de la cama, ya que la cría de

lombrices se realizó en cajones de madera, con orificios en el fondo para el drenaje del

agua (Andrade, 2008), posterior a esto se da el segundo principio de funcionamiento

que con ayuda de la gravedad, los lixiviados fluyen a través de la geo membrana, que se

encuentra bajo la base de la cama recolectora.

22

• Se coloca las bases al igual que en el anterior método como se ve en la figura 10,

respetando la elevación de 15 cm se coloca dos cañas gruesas con un diámetro de 8

cm y se fijan en las bases con alambre.

• Posterior a esto se coloca la geo membrana desde la altura de referencia, ya que de

esta manera se formó la pendiente necesaria para que los líquidos fluyan.

Figura 15. Ubicación de la Geomembrana

Figura 16. Ajuste de la Geomembrana

• Se cortaron cañas con un diámetro de 5 cm, de 80 cm de largo para formar la base

de la cama en donde se colocó el estiércol.

23

Figura 17. Base de la cama

• Se levantó una pared de 60 cm de altitud como se ve en la figura 18, y se

impermeabilizaron las paredes para así evitar pérdidas de lixiviado.

• Se colocó el estiércol hasta un 80 % de la capacidad de la cama.

Figura 18. Pared de la cama con pendiente plana

Base

24

Figura 19. Impermeabilización y llenado

Manejo del Lombricultivo

Para un manejo adecuado de los lechos, es de suma importancia tomar en cuenta la

alimentación, frecuencia y cantidad de riego del cultivo. (FAO, 2008), y estos

parámetros se tomaron en cuenta durante la nueve semanas de producción el humus.

Inoculación de las lombrices

Se colocó 35 kg de estiércol bovino en cada cama, con 12 semanas previas de secado,

ya que durante el proceso de maduración, los purines ganan importancia, porque todos

los elementos nutritivos solubles provienen de ellos. Después de la descomposición, el

estiércol sufre una reducción de su volumen y mayor concentración de sus nutrientes

(Mejía, 2010), en el cual se analizaron tres variables temperatura con el termómetro de

mercurio, humedad con ayuda del método del puño y el pH (Chavez & Fuentes, 2013).

En relación a la densidad poblacional presente en el lombricultivo se tiene como

utilización de un núcleo de 4 000 - 8 000 lombrices por m2 (Curso Lombricultura,

2003).

Alimentación

Después de una semana instalada las camas, se procede a colocar el alimento y se

estima según las densidades de la población de lombrices, se debe tomar en cuenta lo

que consume diariamente la lombriz y su tasa de reproducción, ya que su longevidad es

extensa; la cantidad de alimento en este caso estiércol de vaca será de 4 cm como

25

máximo de grosor según (Fuentes, Yague, & Joseluís, 2007), puesto que les facilita

alimentarse mejor y optimizar su reproducción. La frecuencia con la que se alimentó a

las lombrices fue de cada semana.

Riego

Dentro de este proyecto el riego juega un papel importante debido a que a partir de la

frecuencia y la cantidad de agua se obtendrá el lixiviado, influyendo directamente en su

calidad. Se realizó el riego en base a experiencias dentro del Rancho por aspersión, con

ayuda de una bomba de 5 litros se procedía a regar según las condiciones de los lechos

(Patiño Pablo, 2016) la humedad requerida se verificó por el método de puño; la cual

consiste en:

1. Una vez realizado el riego tomamos con la mano una cantidad del sustrato.

2. Apretamos (Figura 20) y exprimimos la muestra con la palma de la mano (Figura

21).

3. Si con el apriete existe un goteo constante el sustrato posee la humedad óptima para

el desarrollo de la lombriz (75%- 85%).

4. Si no existe goteo procedemos a realizar el riego respectivo.

5. Pero si el sustrato al apretar provoca un chorro de líquido la humedad del lecho se

encuentra por encima de la normal y no se recomienda no regar

6. La humedad deberá mantenerse en torno al 75% y la temperatura no deberá superar

los 32º C (INFOAGRO).

Figura 20. Prueba del Puño

26

Figura 21. Verificación de humedad

Aireación

Es otro aspecto de suma importancia en la crianza de lombrices, se debe tomar en

cuenta que el alimento no este compacto y que esto haga difícil la oxigenación del

lecho, debido a que las camas fueron ubicadas en un lugar cerrado teníamos que

observar cada semana las condiciones de las cama y si existía o no compactación se

procedió a mover el sustrato pero bastara con mover 15cm de profundidad no es

necesario hacer llegar el alimento hasta el fondo (Mejía, 2010).

Temperatura

La práctica se realizó durante los meses de septiembre, octubre y noviembre del 2016

con una temperatura media de 22°C, según el INAMHI, lo cual favorece al manejo de

los lechos debido a que no aumentara la temperatura de manera exponencial impidiendo

el desarrollo óptimo de las lombrices.

La temperatura gradualmente comienza a ascender debido a la actividad microbiana

como se observa en la segunda semana (Tabla 4 y 5), pero a medida que se controla con

aireación y riego comienza a estabilizarse, hasta llegar a la semana sexta para equilibrar

su temperatura, terminado con una temperatura de entre 24°C a 26 °C siendo esta la

adecuada para el lecho.

27

pH del sustrato

La lombriz roja californiana tolera un pH de 5 (pH acido) y 8,4 (pH alcalino) y si

disminuye o sobrepasa la lombriz entra en un estado de latencia. Como se observa en la

Tabla 4 y 5; el pH se encuentra dentro de los rangos establecidos.

Tabla 4. Temperatura lecho en V Semana

Fecha

Temperatura (°C) pH 1 2 3 Promedio

1 19/09/16 23 24

24 23

23 24

23,33 23,67

7,6 7,4

2 25/09/16 26 27

27 27

26 26

26,33 26,67

7,8 8

3 28/09/16 28 26

26 25

27 24

27,00 25,00

7,6 7,3

4 02/10/16 26 27 26 26,33 7 5 06/10/16 24 24 23 23,67 7,5 6 09/10/16 23 25 26 24,67 7 7 16/10/16 24 23 23 23,33 7,2

8 23/10/16 24 22

25 23

23 23

24,00 22,67

7,3 7

9 30/10/16 23 23

25 24

25 26

24,33 24,33

6,5 6,7

Tabla 5. Temperatura lecho con superficie plana

Semana Fecha Temperatura (°C) pH 1 2 3 Promedio

1

19/09/16 25/09/16

24 23

23 23

23 22

23,33 22,67

7,4 7,4

2

28/09/16 02/10/16

25 26

27 26

26 27

26,00 26,33

7,7 7,7

3

06/10/16 09/10/16

28 24

28 27

27 26

27,67 25,67

7,4 7,3

4 16/10/16 25 26 27 26,00 8 5 23/10/16 24 23 24 23,67 8 6 30/10/16 25 24 26 25,00 7,4 7 03/11/16 24 22 23 23,00 7 8

07/11/16 13/11/16

24 23

25 24

27 23

25,33 23,33

6,8 7

9

17/11/16 20/11/16

23 24

24 24

25 25

24,00 24,33

7 7,1

28

Recolección de lixiviados

La obtención de lixiviados se hace al mismo tiempo que la elaboración del humus y

para la obtención de los dos productos se deben tomar en cuenta variables como:

temperatura, pH, riego, aireación, entre otras condicionantes en cuanto a su elaboración

(Schuldt, 2006).

Es recomendable que al ser recolectados estos sobrenadantes se apliquen nuevamente en

el lecho de dos o hasta tres veces, esto con el fin de que sean más enriquecidos en

cuestión de nutrientes (Tinoco, 2015).

Los lixiviados de la lombricultura se almacenaron en recipientes de plástico negro, con

el objetivo de evitar el efecto directo de la luz solar, se guardan en lugares oscuros,

secos y frescos por 14 días antes de utilizarlos, para lograr una fermentación anaeróbica,

permitiendo que los microorganismos produzcan metabolitos secundarios (Larco,

2004).

3.3. Pruebas Técnicas

Análisis de lixiviados

Después de ser recolectados al finalizar el proceso de descomposición del humus, los

lixiviados fueron llevados al laboratorio previamente rotulados, para la realización de

los análisis, en los cuales se diagnosticará según la NTE INEN 0209:1998 y del

TULSMA Libro VI Anexo 2 Fertilidad de Suelo los siguientes parámetros: pH,

Densidad, macro elementos N, P, K, macro elementos secundarios Ca, Mg,

micronutrientes Cu, Fe, Mn, Zn, materia orgánica y relación C/N esenciales para el

suelo y los resultados obtenidos nos dieron a conocer la efectividad de los métodos de

recolección y se compararon con la Norma Mexicana (NMX-FF-109-SCFI-2008) y un

estudio previo realizado en Guadalajara por la Universidad de Guadalajara en el

departamento de ciencias ambientales utilizando la Eisenia Andrei.

29

La muestra de los lixiviados se realizó en base al análisis de:

1. pH: el potencial de hidrogeno fue medido con el uso del potenciómetro.

2. Densidad: aplicando la formula general m/v.

3. Macro Elementos N, P, K, macro elementos secundarios Ca, Mg, S, micronutrientes

B, Cu, Fe, Mn, Zn, Na: procedimiento de digestión vía húmeda con mezcla de ácido

nítrico y perclórico, mezclar 2 volúmenes de ácido nítrico con un volumen de ácido

perclórico en la campana de extracción de gases,

4. Materia Orgánica y Relación Carbono Nitrógeno: se usó la metodología Walkley &

Black cuyo principio consiste en el óxido en frío del carbono de 0.1 gr de la muestra

en un exceso de 5 ml dicromato de potasio 1 N, en 10 ml de medio sulfúrico al

97% y dosificación del exceso de dicromato de potasio en sal de Morh 0.5 N

(titulación).

Se obtuvo resultados de cada método en base a las variables dispuestas y se determinara

la calidad de cada proceso.

Tabla 6. Resultados de los análisis de los lixiviados

Parámetros Cama en V Cama en superficie plana

Humus Solido*

Estudios en México**

Densidad 1.0076g/ml 1.0861g/ml pH 7,90 7,95 5,5-8,5 8,4 Nitrógeno 0,10% 0,10% 1,0-4,0% 0,04% Fosforo 0,23% 0,22%

Potasio 15000 ppm 1100 ppm 0,160ppm Calcio 104000 ppm 8100 ppm 207,28 ppm Magnesio 3400 ppm 600 ppm 147,66 ppm Cobre 6,10 ppm 7 ppm 0,49ppm Hierro 140,2 ppm 58,1 ppm 12,3 ppm Zinc 17,8 ppm 4,1ppm 1,01 ppm Manganeso 0,00111% 0,00073% Materia Orgánica 0,79% 0,53% 0,60% Carbono 0,46% 0,31% 0,35% Relación Carbono/Nitrógeno 4,58 3,07 *Norma Mexicana (NMX-FF-109-SCFI-2008) **ESTUDIO A UN LIXIVIADO UTILIZANDO Eisenia Andrei EN EL DEPARTAMENTO DE CIENCIAS AMBIENTALES DE LA UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA

30

Rendimiento de los lechos

Durante las nueve semana que duro el proyecto, se llevó el control de riego en los lecho

y de esta manera se cuantificó la cantidad de agua utilizada y el volumen de lixiviado

generado (Tabla 7). El riego se inició después de 24 horas de haber colocado el alimento

en el lecho, para que se mantenga la humedad adecuada, inciando con 20 litros de agua

en cada cama de recolección; constantemente se verificaba la humedad del lecho y de

esta manera se pudo conocer la cantidad de agua necesaria en las camas de

lombricultivo.

Tabla 7. Rendimiento en litros de cada método de recolección

Fecha Cama con superficie plana

Cantidad de lixiviado Cama en V Cantidad

de lixiviado

21/09/16 20,00

20,00 25/09/16 5,00 12,00 10,00 12

02/10/16 15,00 9,00 15,00 12 09/10/16 10,00 6,70 15,00 10 16/10/16 10,00 8,00 12,00 11,8 23/10/16 10,00 7,60 12,00 9,7 30/10/16 12,00 7,00 15,00 11 06/11/16 10,00 8,50 15,00 13 13/11/16 10,00 7,00 15,00 12,4 20/11/16

7,40

13,6

Total 102,00 73,20 129,00 105,5 Promedio 10,20 8,13 12,90 11,72

Relación del lixiviado por m2

Después de ser recolectado el lixiviado a la novena semana de los dos lechos, se obtuvo

resultados con respecto a: rendimiento, calidad de lixiviado en cuanto a macro y micro

nutrientes, riego por cama y número de lombrices por metro cuadrado. Se procedió a

realizar el conteo de las mismas con una medida de referencia de 10 cm × 3,9 cm y se

tomó una muestra en forma aleatoria en cada cama (Figura 22), se contabilizo las

lombrices, se obtuvo el promedio y se hizo la relación por m2 (Figura 23), necesarias

para obtener una buena calidad de lixiviado en referencia a los resultados obtenidos y a

la Norma Mexicana (NMX-FF-109-SCFI-2008).

31

Figura 22. Captura de muestras de humus

Figura 23. Conteo de lombrices

1. Cama en V. Promedio de lombrices: 76 individuos/0,014198 m2 , equivalente a

5352,86 individuos/m2

2. Cama con superficie plana. Promedio de lombrices: 74 individuos/0,014198 m2, que

equivale a 5212,00 individuos/m2.

Tabla 8. Relación de lixiviado por m2

Método de Recolección Humus (g)

Lombriz/m2

Riego (l/m2)

Lixiviado Generado (l/m2)

Consumo (l/m2)

Cama en V 10 212,70 5 352 1,43 1,30 0,13 Cama con superficie plana 10 212,70 5 212 1,13 0,90 0,23

32

3.4. Análisis económico

El costo de construcción de la siguiente tecnología tiene un valor de 905,30 dolares,

estos rubros pertenecen al diseño, construcción, mantenimiento, relección, y análisis lo

cuales se puede observar en la Tabla 7 que se presenta a continuación.

Tabla 9. Análisis financiero de implementación de camas recolectoras.

Construcción de lechos Unidad Cantidad Costo unidad Costo Total ($)

Insumos Geomembrana 1mm m2 9 12,0 108,00 Caña Guadua por palo 30 2,0 60,00 Pie de cría (Lombrices) Kg 10 18,0 180,00 Clavos unitario 20 0,02 0,40 Tachuelas de 1 plg Cajas de 100 2 2,0 4,00 Plástico Negro M 5 1,00 5,00 Regadera 5 l L 1 5,35 5,35 Alambre m 2 0,65 1,3 Balde con medida 4 l l 2 2,8 5,6 Pala 1 25 25 Carretilla 1 40 40 Cierra 1 13 13 Maya m2 0,5 1,3 0,65 Envases 4 0,5 2,00 Subtotal 450,30 Mano de Obra Construcción de la cama Jornal 1 120 120,00 Mantenimiento de la cama Jornal 1 360 360,00 Subtotal 480,00 Análisis Laboratorio 40,00 Planos Cama 1 22,00 Cama 2 24,00 Subtotal 46,00 Total 1016,30

3.5. Manual del usuario

Los lechos generalmente son de madera, para este prototipo se ejecutó con caña guadua

ya que es de fácil acceso y menos costoso, pero si se trata de criaderos intensivos es

33

recomendable realizar construcciones de ladrillo y cemento. De igual manera es

recomendable construir los lechos en invernaderos o bajo techo, y así de manera

controlar las variables como necesarias para mantener el lombricultivo en condiciones

óptimas de producción. Deben ser instalados con un drenaje adecuado y cerca de los

lugares donde se recoge el sustrato a trabajar, entre cada lecho debe existir un espacio

de por menos 50 cm para que facilite las tareas de riego, aireación, alimentación y

cosecha de los lechos.

Figura 24. Diagrama de Manejo de Lombricultivo

34

IV. ANALISIS DE RESULTADOS

Análisis físico-químicos de los lixiviados

Podemos observar en la tabla 6 los valores del pH, en la primera cama tenemos un valor

de 7,90 y en la segunda cama recolectora de 7,95 no existe mayor diferencia entre los

dos métodos y se encuentran dentro del rango establecido según la Norma Mexicana

(pH 5,5-8,5) y si observamos el valor según el estudio en México en el cual se utilizó

otro tipo de lombriz el lixiviado presenta mayores características alcalinas.

Al comparar los valores de nitrógeno resultado del análisis realizado a los lixiviados

procedentes de los métodos de recolección con la Norma Mexicana, se observa que en

la primera cama nos arroja un valor de 0,10% al igual que en la segunda cama y estos

valores poseen una gran diferencia con el rango establecido en base seca (1,0%-4,0%).

Estos son productos diferentes, pero se puede afirmar que existe una cierta reducción de

elementos esenciales que corren junto al líquido, que da como resultado el lixiviado,

comparando con las cantidades (según especificación de Norma Mexicana para humus)

que presenta el vermiabono. (Chavez & Fuentes, 2013).

Pero si observamos esta concentración de nitrógeno 0,10% y la comparamos con el

estudio realizado en México que tiene un valor de 0,04%, es evidente que la

concentración es elevada en nuestro estudio, esto puede ser por diversas causas

alimentación, dieta, edad del bovino, especie de lombriz utilizada entre otras. En cuanto

al contenido de fosforo, en la primera cama es de 0,23% valor que se diferencia en

mínimo con la segunda cama que es de 0,22%, y si comparamos estos valores con

estudios previos realizados en humus sólido con valores (2-8%) (Escobar, 2013), el

porcentaje de este elemento en el proyecto es menor.

El contenido de potasio en la primera cama es de 15 000 ppm, pero en la segunda cama

es de 1 100 ppm, esto pudo haberse dado por el diseño de recolección en el cual el

lixiviado tenia contacto con la caña y este material pudo haber absorbido ciertas

cantidades del mismo y si comparamos con el estudio de lixiviado con la Eisenia andrei

35

que tiene un valor de 0,160 ppm, se presentan mejores resultados con el lixiviado

procedente de los métodos de recolección utilizando la Eisenia foetida.

El calcio se encuentra en valores de 104 000 ppm y 8 100 ppm respectivo a cada

método, y en comparación con el estudio en México con la Eisenia andrei que tiene un

valor de 207,28, esto muestra que el nivel de calcio es elevado en el lixiviado con la

Eisenia foetida.

Los resultados en las cantidades de magnesio son de 3 400 ppm en la cama con

superficie en V y 600 ppm en la cama con superficie plana. Existe una gran deferencia

entre los dos método de recolección, el lixiviado producido con Eisenia foetida presenta

valores más altos que el producido con la Eisenia andrei con un valor de 147,66 ppm.

En cuanto a los micro elementos esenciales comenzamos con el cobre se encuentra en

valores de (6,10 ppm y 7 ppm) respectivamente a cada método y no se presenta mayor

diferencia entre ellos, pero si comparamos estos valores con el lixiviado producido por

la Eisenia andrei que tiene un valor de 0,49 ppm es sumamente bajo este valor. Lo

mismo sucede con el hierro con valores de (140,2 ppm y 58,1 ppm) respectivamente a

cada método de recolección, donde existe una gran diferencia entre cada cama y si

comparamos estos valores con el estudio en México que poseen 12,3 ppm de hierro la

diferencia es mucho mayor.

El zinc se encuentra en valores de 17,8 ppm para la cama con superficie en V y 4,1 ppm

en la cama con superficie plana y se puede observar una diferencia entre estos valores al

compararlos con el valor de referencia que es de 1,01 ppm es sumamente bajo.

El manganeso con valores de (0,00111% y ,00073%), respectivamente para cada

método de recolección la cama en V ha obtenido mayor porcentaje de este

micronutriente, el cual lo comparamos con de referencia 0.006%, el cual se ha obtenido

del análisis del humus sólido (Escobar, 2013) el valor de nuestro proyecto está por

debajo del referencial.

36

Los resultados en cuanto a la materia orgánica dan valores de (0,79% y 0,53%) en cada

método, no existe una diferencia amplia entre cada cama y si comparamos con el

estudio en México en el cual utilizaron la Eisenia andrei, que tiene un valor de 0,60%

en contenido de materia orgánica se encuentra dentro de los valores de estudio. El

contenido de carbono mineral fue de (0,46% y 0,31%) respectivamente y el valor de

referencia es de 0,35% con la Eisenia andrei, el cual no tiene mayor diferencia.

La relación Carbono/Nitrógeno, resultado del análisis de las dos muestras de cada cama,

arrojo valores de (4,58 y 3,07) estos valores fueron comparados con al análisis de

humus sólido (Escobar, 2013) el cual contiene del 10-11% de relación carbono

nitrógeno, se puede observar que el valor de referencia es elevado en comparación al

estudio realizado, pero según (Rojas, 2004) existe una clasificación en cuanto a la

relación C/N, y es la siguiente:

• Relación C/N baja de 20; alta disponibilidad de nitrógeno.

• Relación C/N media de 20 a 30; disponibilidad moderada de nitrógeno.

• Relación C/N alta de mayor a 30; baja disponibilidad de nitrógeno.

Y con base a los resultados obtenidos en cuanto a los lixiviados analizados, la relación

C/N es menor a 20, lo que quiere decir que la disponibilidad de nitrógeno es elevada en

el lixiviado obtenido en este proyecto.

Rendimiento

Se observa en la Tabla 7 que en la cama con superficie plana existe 10,20 litros de

promedio semanal de agua, con un volúmen de generación de 73,20 litros, esto se debe

a que el sistema de drenaje tenía varias etapas, la primera el filtro con caña guadua, que

al pasar el lixiviado cierta cantidad del mismo era absorvido por la caña y los espacios

de interfase que no permitieron el paso libre de los fluidos, mientras que en la cama con

superficie en V ocurre lo contrario, con un promedio de riego de 12,90 litros y un

volúmen de generación de lixiviado de 105,5 litros, ya que el paso de los lixiviados es

directo, debido a que el sustrato esta en contacto con la geomembrana y los fluidos eran

arratrados hacia los recipientes.

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Relación lixiviado por m2

En la Tabla 8 se muestra las variables necesarias que se deben tomar en cuenta para la

obtención de lixiviado por cama recolectora instalada. En el primer método con un valor

de 10 212,70 g de humus sólido es necesario 5 352 lombrices adultas, con 1,43 l/m2 de

riego, se generó 1,30 l/m2 de lixiviado con un consumo de agua de 0,13 l/m2, necesaria

para mantener la humedad que necesita a lombriz para desarrollarse. En el segundo

método con 10 212,70 g de humus solido son necesarias 5 212 lombrices adultas, con

1,13 l/m2 de riego, se generó 0,90 l/m2 de lixiviado con un consumo de agua de 0,23

l/m2, necesaria para mantener la humedad que necesita a lombriz para desarrollarse.

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

El presente trabajo se efectuó en el Rancho Ángel María; en el cual se instalaron dos

camas de lombricultura con diferentes diseños, que permitieron la recolección de

lixiviados generados en el proceso de transformación; después del tiempo de estudio y

análisis de la efectividad de las técnicas utilizadas, el método óptimo de recolección es

el lecho con superficie en V, ya que le favorece el contacto directo que tiene el sustrato

con el material impermeabilizante en relación con el segundo método con superficie

plana que consta de dos fases: filtración y drenaje.

Se obtuvo mayor eficiencia con el método de cama con superficie en V, ya que al

finalizar las nueve semanas presentó un promedio de riego 10,20 litros de agua a la

semana y una generación de lixiviados de 105,5 litros, esto debido al eficiente drenaje

con el que cuenta este diseño.

El lixiviado que se recolectó en el lecho con forma en V fue el que presentó los valores

más altos de: Nitrógeno, Fosforo, Potasio, Calcio; comparados con los lixiviados de la

cama con superficie plana, a causa del proceso de circulación del lixiviado, donde los

macronutrientes solubles en agua fueron arrastrados por la solución e incrementando la

concentración de estos.

Posterior a estas pruebas concluye el proyecto; dando como resultado que la cama con

superficie en V, otorgó mayor cantidad de lixiviado y mejor calidad del mismo; esto

quiere decir que si se efectúa o se replica esta técnica, lo más recomendable sería que se

construya este método de recolección basado en técnicas básicas de movimiento de

fluidos, económicamente viable y eficaz en cuanto a calidad.

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