DISEÑO PRELIMINAR Y POSIBLE IMPLEMENTACIÓN DE...
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DISEÑO PRELIMINAR Y POSIBLE IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS ORGÁNICOS EN LA INDUSTRIA DEL PETROLEO DEISSY YADIRA ROSAS FONSECA UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER FACULTAD DE INGENIERÍAS FISICOQUÍMICAS ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA BUCARAMANGA 2012
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DISEÑO PRELIMINAR Y POSIBLE IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE
APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS ORGÁNICOS EN LA INDUSTRIA
DEL PETROLEO
DEISSY YADIRA ROSAS FONSECA
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
FACULTAD DE INGENIERÍAS FISICOQUÍMICAS
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA
BUCARAMANGA
2012
DISEÑO PRELIMINAR Y POSIBLE IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE
APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS ORGÁNICOS EN LA INDUSTRIA
DEL PETROLEO
DEISSY YADIRA ROSAS FONSECA
Proyecto de grado como requisito para optar al título de Ingeniera Química
Director
JOSE ANDRES PEREZ MENDOZA
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
FACULTAD DE INGENIERÍAS FISICOQUÍMICAS
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA
BUCARAMANGA
2012
3
4
ENTREGA DE TRABAJOS DE GRADO, TRABAJOS DE INVESTIGACIÓN O TESIS CON RESERVA
Señores: UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER Ciudad
Por medio de la presente quiero manifestar la reserva de la tesis titulada DISEÑO
PRELIMINAR Y POSIBLE IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE
APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS ORGÁNICOS EN LA INDUSTRIA
DEL PETROLEO, Por un tiempo indefinido. Esto debido a que dicha investigación
fue realizada con una patente que no permite que este documento sea publicado.
Agradezco la atencion prestada,
DEISSY YADIRA ROSAS FONSECA JOSÉ ANDRÉS PÉREZ M. Estudiante Director de Tesis
5
AGRADECIMIENTOS
6
CONTENIDO
Pág.
INTRODUCCIÓN 13
1. OBJETIVOS 16
1.1 OBJETIVO GENERAL 16
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 16
2. MARCO TEÓRICO 17
2.1 LOS RESIDUOS SÓLIDOS Y SU CLASIFICACIÓN 17
2.1.1 Residuos. 17
2.2 DESECHOS SÓLIDOS ORGÁNICOS 18
2.2.1 Tratamiento y gestión de los desechos sólidos orgánicos 18
3. DESARROLLO EXPERIMENTAL 21
3.1 METODOLOGÍA EXPERIMENTAL PARA EL DIAGNÓSTICO PRELIMINAR
DEL MANEJO DE LOS RESIDUOS ORGANICOS EN LA INDUSTRIA DEL
PETRÓLEO. 21
3.1.1 Diagnóstico de manejo de residuos orgánicos en pozo de perforación A. 22
3.1.2. Comparación de técnicas de manejo de residuos orgánicos 23
3.2 UBICACIÓN, DISEÑO PRELIMINAR E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA
DE APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS ORGÁNICOS EN POZOS DE
PERFORACION. 24
3.2.1 Ubicación 24
3.2.2 Diseño preliminar e implementación 25
3.3 MEDICION DE GASES EMITIDOS DURANTE EL PROCESO DE
DESCOMPOSICION DE LA MATERIA ORGANICA. 29
3.3.1 Elaboración de recipientes para las diferentes muestras 29
3.3.2 Caracterización de los gases emitidos por las camas 30
3.3.3 Gases en el lixiviado 30
3.4 ANÁLISIS DEL PRODUCTO (ABONO) 30
7
3.5 PRUEBA DE VERIFICACIÓN SOBRE LA CALIDAD DEL ABONO 31
4. RESULTADOS Y ANÁLISIS 32
4.1 DIAGNOSTICO SOBRE LA GENERACION DE RESIDUOS ORGANICOS DEL
CASINO EN EL POZO DE PERFORACION A 32
4.2 ELABORACION DE LAS CAMAS O LECHOS PARA EL TRATAMIENTO DE
MATERIA ORGANICA 32
4.3 ESTUDIO DE FACTIBILIDAD Y EFICIENCIA DEL APROVECHAMIENTO DE
LOS RESIDUOS ORGANICOS CON LARVAS DE ESCARABAJOS. 33
4.4 MEDICION Y CARACTERIZACIÓN DE LOS GASES EMITIDOS DURANTE
EL PROCESO DE DESCOMPOSICIÓN DE LA MATERIA ORGANICA EN ABONO
Y LIXIVIADO 36
4.4.1 Caracterización de los gases emitidos por las camas 37
4.4.2 Caracterización de gases en lixiviados. 38
4.5 CARACTERIZACIÓN Y ANÁLISIS DE ABONO ORGÁNICO OBTENIDO 39
4.6 VERIFICACIÓN DE CALIDAD DE ABONO ORGÁNICO Y FERTILIZANTE
LÍQUIDO 40
CONCLUSIONES 41
RECOMENDACIONES 42
BIBLIOGRAFIA 43
ANEXOS 46
8
LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 1: diagnóstico del manejo de los residuos sólidos en la industria del
petróleo. 21
Figura 2. Camas o lechos para el tratamiento de los residuos orgánicos. 25
Figura 3. Separación de solidos finos y solidos gruesos. 28
Figura 4. Elaboración de Canister en el pozo A. 29
Figura 5. Camas elaboradas para el tratamiento de Residuos Orgánicos 33
Figura 6. Balance de materia para los residuos dispuestos en junio 35
Figura 7. Comportamiento de los gases de las diferentes camas del proceso 36
Figura 8. Gases presentes en el lixiviado del proceso. 38
9
LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 1. Clasificación de los residuos según su origen. 17
Tabla 2. Ventajas y desventajas de técnicas para el tratamiento de R.O 23
Tabla 3. Residuos dispuestos por el casino para el tratamiento con larvas de
escarajos. 32
Tabla 4. Abono orgánico, lixiviado y material a recircular, al 5 Octubre/2011 34
Tabla 5. Abono orgánico, lixiviado y material a recircular, 5 Diciembre/2011. 34
Tabla 6. Abono orgánico, lixiviado y material a recircular, 7 Febrero/2012. 35
Tabla 7. Algunas propiedades fisicoquímicas del abono orgánico resultante 40
10
LISTA DE ANEXOS
Pág.
ANEXO A. Proceso de medición de gases de lixiviado 46
ANEXO B. Ficha técnica de abono orgánico 47
ANEXO C. Proceso de reforestación de suelos 49
Figura 13. Reforestación de terreno en mal estado. Fuente: Autora 49
11
RESUMEN
TÍTULO: DISEÑO PRELIMINAR Y POSIBLE IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS ORGÁNICOS EN LA INDUSTRIA DEL PETROLEO AUTOR: DEISSY YADIRA ROSAS FONSECA
**
PALABRAS CLAVES: Residuos orgánicos, Manejo de desechos, diagnóstico, técnica “Obtención de abono orgánico y otro subproducto a partir de escarabajos”
3. .
DESCRIPCIÓN: Los residuos orgánicos hoy en día representan un problema para nuestro país, ya que su generación crece diariamente. Este acelerado incremento ha llevado a la aplicación de tecnologías no apropiadas para la disposición final de estos desechos como lo son los rellenos sanitarios, los vertederos y en muchas ocasiones la incineración. Por esta razón en la actualidad se ha tratado de buscar solución a este problema, implementando un Plan de Gestión Integral de Residuos Sólidos (PGIRS), donde se involucran varios procesos que van desde la separación en la fuente (orgánico, reciclaje o inservible), hasta la transformación de aquellos que pueden ser aprovechables o en la mayor parte de los casos la disposición final de los que no se pueden reciclar. Ante tal situación, el presente trabajo considera que la implementación de la técnica “Obtención de abono orgánico y otro subproducto a partir de escarabajos”
3 en los pozos de perforación,
es una alternativa viable para tratar este tipo de residuos, utilizando larvas de escarabajos, los cuales se alimentan de cualquier tipo de residuos orgánicos para producir abono orgánico y fertilizante liquido de buena calidad. Para la implementación de esta técnica, se tomó como muestra el pozo de perforación A se procedió a tratar Los desechos orgánicos generados por el casino, utilizando la técnica antes mencionada, dicho tratamiento proporciono un rendimiento másico del 73,46%, lo cual indica la viabilidad de este método para el tratamiento de residuos orgánicos con un menor impacto ambiental.
* Trabajo de Grado
** Facultad de Ingenierías Físico-Químicas. Escuela de Ingeniería Química.
Director: José Andrés Pérez Mendoza.
12
ABSTRAC
TITLE: PRELIMINARY DESIGN AND IMPLEMENTATION OF A POSSIBLE USE OF ORGANIC
WASTE OF PETROLEUM INDUSTRY
AUTHOR: DEISSY YADIRA ROSAS FONSECA**
KEYWORDS: organic waste, Waste management, diagnostics, technical "Getting compost and
other by-product from beetles" 3. .
DESCRIPTION:
Organic waste nowadays a problem for our country, because their generation is growing daily. This
rapid increase has led to the application of appropriate technologies for disposal of these wastes
such as sanitary landfills, landfills and incineration often.
That is why today we have tried to find solution to this problem by implementing a Plan of Integrated
Solid Waste Management (ISWM), which involve various processes ranging from the separation at
source (organic, recycled or unusable) until the transformation of those that may be usable, or in
most cases, the disposal of which can not be recycled.
In this situation, this paper considers the implementation of the technique "Getting compost and
other by-product from beetles "3
in the drill well. This is a viable alternative to treat this waste, using
beetle larvae, which feed on any organic waste to produce compost and liquid fertilizer of good
quality.
To implement this technique, a sample was taken drill well A and proceeded to treat organic waste
generated by the casino, using the aforementioned technique, such treatment provided a mass
yield of 73.46%, indicating the feasibility of this method for the treatment of organic waste with less
environmental impact.
* Degree Work
** Faculty of Engineering and Physical Chemistry. School of Chemical Engineering.
director José Andrés Pérez Mendoza.
13
INTRODUCCIÓN
Los desechos son desperdicios o sobrantes de las actividades humanas1. Se han
organizado y clasificado en grupos con similares características en gases,
líquidos, y sólidos; y por su origen, en orgánicos e inorgánicos. Su generación
crece diariamente provocando impactos ambientales negativos debido a factores
tales como disposición inadecuada, crecimiento acelerado de la población o por
transformaciones en los diferentes procesos industriales.
Por esta razón se han desarrollado e implementado varias técnicas para el
manejo y disposición de los residuos sólidos, sin colocar en riesgo el medio
ambiente y la salud pública. Una de las estrategias comúnmente aceptadas es
el diseño de planes de Gestión Integral de Residuos Sólidos (PGIRS) de la cual
hace parte una conjunto mutuamente relacionado de procesos que incluye una
secuencia metodológica de actividades, desde la separación en la fuente de tales
residuos (orgánico, reciclaje e inservible), hasta la transformación de aquellos que
pueden ser aprovechables o en la mayor parte de los casos la disposición final de
los que no se pueden reciclar.
En el contexto de lo mencionado, cabe resaltar que los residuos de tipo orgánico
comúnmente son sometidos a diversos procesos tales como disposición en
rellenos sanitarios, incineración, compostaje, metanización y sistemas de
biodegradación con base en lombricultura, entre otros.
Algunos de estas técnicas mencionadas se utilizan con frecuencia en el manejo de
estos residuos, como lo son los rellenos sanitarios o vertederos, los cuales
generan lixiviado y biogás.
1 MINISTERIO DE MINAS Y ENERGIA, Manejo de Desechos Sólidos y Captación de Biogás, Sector
Ambiental, [sitio en internet] www.minminas.gov.co [consultado: 5 octubre 2011].
14
El impacto ambiental2 que generan los lixiviados sobre los ecosistemas es
considerable, ya que ponen en riesgo la salud pública, contaminan el ambiente,
eroga la biodiversidad de fauna y flora.
Por otra parte los gases emitidos por el biogás conforman los gases tipo
invernadero como lo son el metano y el dióxido de carbono, los cuales no son muy
amigables con el medio ambiente.
Por esta razón, se plantea una propuesta que contribuya a la disminución de los
grandes volúmenes de residuos orgánicos en los vertederos, a través de técnicas
de reciclaje y compostaje, para la obtención de abono orgánico y fertilizante
líquido de buena calidad.
La industria del petróleo, como lo son los pozos de perforación son un excelente
escenario para poner en marcha esta propuesta, ya que esta industria dispone
gran cantidad de materia orgánica sin que se le dé un uso adecuado o un valor
agregado, como la producción de materia prima a partir de la degradación de
dichos residuos.
Es así que se plantea una técnica para el aprovechamiento de los residuos
orgánicos en la industria del petróleo “Obtención de abono orgánico y otro
subproducto a partir de escarabajos”3. La técnica anteriormente mencionada
permite dar un manejo eficiente de los residuos sólidos generados, mitigando y/o
eliminando los impactos ambientales que se pueden generar; permitiendo reducir
costos que implica la disposición de este material y de igual manera la formación
de productos y subproductos con características favorables para la restitución de
suelos.
2
ATLAS, R. M. y BARTHA, Richard. Ecología y microbiología ambiental. Madrid: Pearson Educación,
2002. p. 469.
3 VIASUS, G. Abono Orgánico y Otro Subproducto a Partir de Escarabajos, Bucaramanga, 2000. Tesis de
Grado. Universidad Industrial de Santander. Escuela de Química.
15
El inicio y puesta en marcha de dicha técnica se ha implementado con éxito en el
tratamiento de residuos orgánicos en la ciudad de Tunja por el ingeniero German
Viasus, cuyo resultado ha generado muchos beneficios ambientales, económicos,
entre otros.
16
1. OBJETIVOS
1.1 OBJETIVO GENERAL
Desarrollar una metodología para el aprovechamiento de los residuos orgánicos
que se generan en la industria del petróleo utilizando la técnica “Obtención de
abono orgánico y otro subproducto a partir de escarabajos” con el fin de mitigar los
impactos ambientales asociados.
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Realizar un análisis sobre la eficiencia del aprovechamiento de los residuos
orgánicos a través de la técnica “Obtención de abono orgánico y otro
subproducto a partir de escarabajos” implementada en el pozo de perforación
A.
Estudiar la viabilidad de implementación de la técnica “Obtención de abono
orgánico y otro subproducto a partir de escarabajos” en el aprovechamiento
de residuos orgánicos en la industria del petróleo específicamente en pozos de
perforación.
Proponer una metodología en el mejoramiento del manejo de residuos
orgánicos con el fin de que las compañías del sector de hidrocarburos la puedan
implementar.
17
2. MARCO TEÓRICO
2.1 LOS RESIDUOS SÓLIDOS Y SU CLASIFICACIÓN
2.1.1 Residuos. Los residuos4 son productos de desecho generados en las
actividades de producción o consumo que no alcanzan, en el contexto en el que
son producidos, ningún valor económico. Estos residuos sólidos se clasifican
según el estado físico en que se encuentren. Existe por lo tanto tres tipos de
residuos desde este punto de vista: sólidos, líquidos y gaseosos.
2.1.1.1 Clasificación según su origen: De acuerdo a su origen5, (tabla 1)
Tabla 1. Clasificación de los residuos según su origen.
RESIDUO CARACTERISTICAS
Solido Comercial Generado por establecimientos comerciales, almacenes o plazas de mercado
Solido domiciliario Generado en actividades realizadas en viviendas o en cualquier establecimiento similar.
Agrícola Aquellos Generados por la crianza de animales
y cosecha.
Biomédicos Generados durante el diagnóstico, tratamiento,
prestación de servicios médicos.
Construcción o demolición Por su calidad, cantidad, magnitud, volumen o peso pueden presentar peligros y, por lo tanto, requiere un manejo especial.
Solido municipal Proveniente de las actividades urbanas en general.
Residuos Biodegradables Residuos que pueden descomponerse de forma aeróbica o anaeróbica.
4 ESTRUCPLAN, Salud, Seguridad y Medio Ambiente en la Industria, [sitio en
internet]www.estrucplan.com.ar/Residuos.html [consultado: 3 junio 2011] 5 FORTUNECITYS. Los residuos sólidos. Ingeniería ambiental y medio ambiente. Noviembre de 2000.
[Sitio en internet]. http://www.fortunecity.es/expertos/profesor/171/residuos.html. [Consultado: 3 de junio de
2011]
18
2.2 DESECHOS SÓLIDOS ORGÁNICOS
Son una parte importante de los desechos sólidos domésticos. La mayoría se
originan principalmente dentro de los hogares, en los comercios, y de forma
secundaria en instituciones y centros industriales.6
Los desechos orgánicos son biodegradables y pueden ser procesados en
presencia de oxígeno para su compostaje, o en la ausencia de oxígeno mediante
la digestión anaeróbica. Ambos métodos producen un efecto acondicionador de
suelos, una especie de abono o fertilizante, que si se prepara correctamente
también puede ser utilizado como una valiosa fuente de nutrientes en la agricultura
urbana. La digestión anaerobia también produce gas metano y por tanto supone
una importante fuente de bio-energía.
2.2.1 Tratamiento y gestión de los desechos sólidos orgánicos
2.2.1.1 Compostaje: El compostaje es una técnica utilizada desde hace
mucho en la agricultura, consiste en el apilamiento de los residuos de la
casa, excrementos animales y restos de cosecha, para descomponerlos y
transformarlos en un producto fácilmente manejable y aprovechable como
mejorador de suelo7.
En todo proceso de elaboración de compost influyen varios factores, entre los
cuales se destacan: oxígeno para la aireación, nutrientes, relación C/N, humedad,
porosidad, pH, temperatura y tiempo.
6 DESECHOS SOLIDOS, Desechos Sólidos Orgánicos, septiembre 2007, [sitio en internet] www.desechos-
solidos.com/desechos-solidos-organicos.html [consultado: 10 junio 2011]. 7 GAJALAKSHMI Y ABBASI, S.A Solid Waste Management by Composting: State of the Art. Vol. 38.
(2008)
19
2.2.1.2 Vertederos o Rellenos sanitarios: Las operaciones en vertederos
implican enterrar los desechos fuera de las zonas habitadas por el ser humano.
Un vertedero bien diseñado y administrado puede ser un sistema relativamente
barato e higiénico de eliminar materiales de desecho; mientras que los vertederos
mal diseñados o mal gestionados, pueden crear una serie de efectos ambientales
adversos, como el viento, la basura, la atracción de parásitos, y la generación de
líquidos lixiviados. Otro subproducto de los vertederos es el gas (en su mayoría
compuesto de metano y dióxido de carbono), que se produce como residuo
orgánico. Este gas puede crear problemas de olor, mata a la vegetación de la
superficie y es un gas de efecto invernadero.
2.2.1.3 Incineración: Las incineradoras de desechos orgánicos sólidos son un
sistema de tratamiento de la basura que consiste en quemar a altas temperaturas
los desechos sólidos8, reduciendo su volumen un 90% y su peso hasta en un 75%.
De esta combustión resultan cenizas, escoria o residuos inertes y gases tóxicos.
Una de las grandes ventajas es que esos residuos quemados se utilizan como
energía en forma de calor.
Algunos inconvenientes que presenta esta técnica son: Altos costos, sistema de
tratamiento de gases complejo, las cenizas son altamente toxicas, viable a grande
escala y rechazo social.
2.2.1.4 Aprovechamiento de residuos orgánicos utilizando la técnica
“Obtención de abono orgánico y otro subproducto a partir de escarabajos”:
Esta técnica consiste en el cultivo intensivo de larvas de escarabajos en residuos
orgánicos aprovechados para producir abono para cultivos agrícolas. A estos
8 ESPINOSA, J.J. (2003, junio), Tratamiento y disposición final de residuos industriales generados en la
refinería, Revista del Instituto de Investigación de la Facultad de Ingeniería Geológica, Minera, Metalúrgica y
Geografía, Vol.6 N° 11.
20
desechos orgánicos arrojados por la Larva se le conocen con el nombre de Humus
que es el mayor estado de descomposición de la materia orgánica.
Escarabajos
Los escarabajos9 (Orden Coleóptera) son el grupo de insectos más rico en
especies, comprende a catarinas, gorgojos, luciérnagas y por supuesto a los
escarabajos. Su nombre deriva del griego koleos que significa estuche, y pteron
alas, es decir “alas en forma de estuche”.
Las larvas de los escarabajos son muy distintas en apariencia respecto a los
adultos, pero una vez que atraviesan un proceso conocido como metamorfosis,
adquieren las características con los cuales los reconocemos.
Reproducción
Los escarabajos presentan una metamorfosis completa o llamada holometábola;
estos pasan por tres estados: LARVA, PUPA e IMAGO (adulto). Las larvas pasan
por diferentes ciclos (entre 1 y 15) separados por mudas; en general, las larvas de
cada conjunto son parecidos. Todas las larvas de coleópteros10 tienen en común
la presencia de una capsula cefálica bien diferenciada y provista de piezas
bucales de tipo masticador.
9 Noriega, J.A., E. Realpe, y G. Fagua.2007. Diversidad de escarabajos coprófagos (coleóptera: Scarabaeidae)
en un bosque de galería con tres estadios de alteración. Edición especial I 10
TIERRAMÉRICA, Revista Medio Ambiente y Desarrollo, vida de coleópteros, Edición 2001.
21
3. DESARROLLO EXPERIMENTAL
En el presente capítulo se ilustran las metodologías que se emplearon en el
proceso de implementación de la técnica “Obtención de abono orgánico y otro
subproducto a partir de escarabajos” en el pozo de perforación A. Se empezó por
el diagnóstico preliminar sobre el manejo de los residuos orgánicos en la industria
del petróleo, continuando con la implementación de la técnica antes mencionada.
3.1 METODOLOGÍA EXPERIMENTAL PARA EL DIAGNÓSTICO PRELIMINAR
DEL MANEJO DE LOS RESIDUOS ORGANICOS EN LA INDUSTRIA DEL
PETRÓLEO.
El desarrollo de la metodología que se ejecutó en el diagnóstico del manejo de los
residuos orgánicos en la industria del petróleo, pasa por diferentes etapas
esquematizadas en la figura 1 y las cuales se describen a continuación:
Figura 1: diagnóstico del manejo de los residuos sólidos en la industria del petróleo.
Fuente: Autora *RO: Residuos Orgánicos
DIAGNOSTICO PRELIMINAR SOBRE MANEJO DE RESDUOS ORGANICOS EN LA INDUSTRIA DEL
PETROLEO
DIAGNOSTICO DE MANEJO DE *R.O EN POZO DE PERFORACION A
FUENTE DE GENERACION
DE *R.O
RECURSOS PARA EL
MANEJO DE *R.O
RECOLECCION Y
TRANSPORTE DE *R.O
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS TECNICAS UTILIZADAS
22
3.1.1 Diagnóstico de manejo de residuos orgánicos en pozo de perforación
A. Para la recolección de datos se realizó un diagnostico preliminar sobre el
manejo y disposición de los residuos orgánicos generados por la industria
petrolera tomando como muestra inicial el pozo de perforación A, ubicado en la
ciudad de Barrancabermeja (Santander).
Se procedió hacer un estudio sobre el manejo de dichos residuos dispuestos
especialmente por el casino de la locación, ya que la actividad generada por este,
como lo es la preparación de alimentos, es el que genera gran cantidad de
desechos orgánicos.
El análisis de este estudio permitió conocer el tratamiento actual de los residuos
orgánicos en la industria del petróleo, identificando así el problema ambiental y
económico existente en los tratamientos comúnmente utilizados por esta industria.
3.1.1.1 Fuente de generación de residuos sólidos orgánicos: En la industria
del petróleo se generan residuos sólidos derivados de las diferentes actividades
que se realizan en ella. Los residuos se disponen en recipientes según su manejo
como: residuo peligroso, residuo inerte, y residuo orgánico.
Los residuos orgánicos en su mayoría y para el caso de estudio son dispuestos
por el casino o restaurante, cuya actividad es la preparación de alimentos para las
personas que trabajan en toda la locación.
3.1.1.2 Manejo de los Residuos Orgánicos: Actualmente los casinos y
restaurantes de esta industria no manejan directamente la disposición final de los
residuos orgánicos. Los supervisores y empleados del casino se encargan de la
recolección, la separación y almacenamiento de dichos residuos, los desechos
orgánicos son almacenados en recipientes herméticos para evitar malos olores e
insectos.
23
3.1.1.3 Recolección y transporte: Los residuos separados y almacenados por
empleados del casino son recolectados una vez por semana por una empresa de
aseo, la cual se encarga de enviarlos a un sitio de disposición final por medio de
una volqueta de propiedad de la empresa. La empresa cobra $3600 por la
disposición final de cada kilogramo de desecho orgánico.
3.1.2. Comparación de técnicas de manejo de residuos orgánicos. Existen
algunas ventajas y desventajas de las técnicas utilizadas en la industria del
petróleo para el tratamiento de residuos orgánicos esquematizadas en tabla 2.
Cabe señalar que la técnica más utilizada es la de rellenos sanitarios y vertederos.
Tabla 2. Ventajas y desventajas de técnicas para el tratamiento de R.O
DESCRIPCION VENTAJAS DESVENTAJAS
RELLENOS SANITARIOS
-Bajo costo inicial, operación y mantenimiento. -Aprovechamiento de terrenos que hayan sido considerados improductivos o marginales. - Puede empezar a trabajar en poco tiempo como método de eliminación -Se considera flexible, ya que no precisa de instalaciones permanentes y fijas.
-Debe de tener una buena planificación sobre todo con una buena concientización del ciudadano. -Se puede presentar una eventual contaminación de aguas subterráneas y superficiales cercanas. -Obstrucciones en las tendencias del crecimiento de la población.
METANIZACION
-Disminución de las emisiones de CO2. - No emite contaminantes sulfurados o nitrogenados. -Disminuye la dependencia externa del abastecimiento de combustibles. - La utilización de la biomasa con fines energéticos.
- Tiene un mayor costo de producción frente a la energía que proviene de los combustibles fósiles. - Producción estacional. - Necesidad de acondicionamiento o transformación para su utilización.
COMPOSTAJE
-Fácil implementación a diversas escalas. -Los biosólidos se estabilizan, minimizando así los olores emitidos. - Se destruyen los agentes patógenos que son causantes de diversas enfermedades. Bajo costo de operación y Mantenimiento.
- Se reducen las probabilidades de atracción de vectores (moscas, mosquitos, zancudos, roedores, aves, etc.), que pueden transmitir enfermedades
-Baja demanda del compostado por desconocimiento de sus ventajas -La calidad del compostado puede no ser aceptable -Rechazo a la forma de desarrollar la compostificación
-En el transcurso del proceso se pueden producir gases con olores desagradables si el proceso no es bien dirigido
24
Fuente: Autora.
3.2 UBICACIÓN, DISEÑO PRELIMINAR E IMPLEMENTACIÓN DE UN
SISTEMA DE APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS ORGÁNICOS EN POZOS
DE PERFORACION.
La técnica seleccionada “Obtención de abono orgánico y otro subproducto a partir
de escarabajos” no es utilizada en el sector de hidrocarburos, dicha técnica se
implementa para el control y la gestión ambientalmente efectiva de los residuos
orgánicos y se pretende que se convierta en la más usada en dicho sector ya que
brinda grandes beneficios para la prevención de la contaminación y el desarrollo
sostenible.
3.2.1 Ubicación. Para el montaje e implementación de la técnica “Obtención de
abono orgánico y otro subproducto a partir de escarabajos”3, se utilizaron las
instalaciones de un pozo de perforación que en este caso lo llamaremos A, Una
locación que cuenta con aproximadamente 250 trabajadores distribuidos en
diferentes actividades en relación con la perforación. Sus instalaciones cuenta con
un casino o restaurante cuya actividad es la preparación de los alimentos para
todos los trabajadores. La zona escogida cuenta con buena aireación debido a las
condiciones de la técnica, además de fácil acceso para el transporte de los
residuos orgánicos.
directamente a los seres humanos
INCENERACION
-reduciendo el volumen un 90% y el peso hasta en un 75% de los residuos orgánicos. -Los residuos quemados se utilizan como energía en forma de calor.
-Altos costos de explotación -Sistema de tratamiento de gases complejo y costoso -Las cenizas son altamente tóxicas y necesitan un vertedero especial.
25
3.2.2 Diseño preliminar e implementación. Se implementa unas pilas para el
tratamiento de residuos orgánicos denominadas “cama o lecho de fermentación y
maduración”, desarrollada actualmente por el ingeniero German Viasus y su
empresa Tierra Viva en la ciudad de Tunja, la cual decanta los principios físicos,
químicos y microbiológicos, que permiten optimizar el proceso de biodegradación
de la materia orgánica.
3.2.2.1 Camas o lechos para el tratamiento de residuos orgánicos:
Constituyen el espacio en el cual se realiza el tratamiento de residuos orgánicos a
través de la acción de las larvas de escarabajos. Para su fabricación se
reutilizaron las canecas de Química (producto químico utilizado en el tratamiento
de aguas residuales), las cuales fueron acondicionadas en el pozo de tal manera
que de una caneca salen 2 camas o lechos. Dichas camas de aproximadamente 1
metro de ancho y 50 cm de alto, cumplen con una característica principal y cuenta
con una válvula de acceso rápido (figura 2) la cual permite recoger el lixiviado
generado por los desechos orgánicos de una manera más práctica y segura.
Figura 2. Camas o lechos para el tratamiento de los residuos orgánicos.
26
3.2.2.2 Manejo y disposición de los desechos
a. Se disponen los residuos orgánicos por el casino para su posterior tratamiento
utilizando la técnica “Obtención de abono orgánico y otro subproducto a
partir de escarabajos”3
b. se pesa la cantidad de residuos orgánicos dispuestos, para tener una base de
datos de cuantos desechos orgánicos aporta diariamente el casino para el
tratamiento.
c. Para construir las camas se utilizan capas delgadas de alimento, entre capa y
capa se emplea una capa de aproximadamente 10 cm de aserrín, para
asegurar la trasformación del material aeróbicamente
3.2.2.3 Características que deben cumplir las camas con los desechos
orgánicos
Temperatura
La actividad microbiana produce un incremento en la temperatura11, esta fase se
llama termofílica que es donde ocurre una descomposición rápida de la materia
orgánica.
La temperatura óptima que debe alcanzar con la descomposición termofílica es de
50 °C a 60 °C considerando la producción de bióxido de carbono, en algunas
ocasiones la fermentación por la actividad microbiana puede alcanzar 75 °C,
situación no deseable, debida que a temperaturas de 64 °C la perdida de
nitrógeno en forma de amoniaco es alta12.
Durante los primeros días, la temperatura de las camas es aproximadamente 38
°C temperatura a la cual pueden agregarse las larvas de escarabajos para que 11
Backes, T. sin año. Manual de Compostaje. Masias Recycling S.L. Madrid España. 12
Bremner, J.M. 1965. Total nitrogen. In C.A. Black et al., (eds.) Methods of Soil Analysis, Part 2.Agronomy
9:1149-1178. Am. Soc. of Agon., Inc., Madison, Wis.
27
empiecen el proceso de descomposición de la materia orgánica3 para obtener
abono como materia prima. Luego comienza una nueva fase donde la temperatura
se eleva a 48 °C - 60 °C, a partir de éste nivel se empiezan a eliminar
microorganismos patógenos13 dándose el proceso de sanitización ayudados
adicionalmente por los antibióticos producidos por algunos microorganismos que
favorecen su eliminación, y por último un periodo de maduración y estabilización a
una temperatura de 30 °C, en cual se presentan reacciones secundarias de
condensación y polimerización de humus.
Larvas de escarabajos
La cantidad inicial (pie de cría) y la velocidad de transformación de la pulpa
dependen de la cantidad de larvas de escarabajos. Cuando se desea un proceso
rápido, la densidad de larvas debe ser alta: alrededor de 425 larvas de
escarabajos por tonelada de desechos orgánicos14.
El aire u oxigeno
El proceso no tiene restricción sobre si es anaerobio o aerobio ya que las larvas
de escarabajo se adaptan a cualquier medio rápidamente10. Se recomienda que
este se realice de manera aeróbica, para evitar la producción de gases tipo
invernadero. Además las camas con poca aireación pueden despedir olores
desagradables y pestilentes, provocados por la presencia y metabolismo de
microorganismos anaerobios.
Humedad
Las larvas de escarabajos viven y se desarrollan casi siempre en medios
húmedos, por lo tanto en este tratamiento de residuos orgánicos, las camas
deben permanecer húmedas, de lo contrario el proceso se detiene o se retrasa.
13
NRAES (Northeast Regional Agricultural Engineering Service, US). 1992. On-farm composting
handbook. New York, US, Bx Ryank R. 186 p 14
NULLVALUE, J. (2002, Junio). Escarabajos que Reciclan Basuras. El tiempo.com. [sitio en internet]
www.eltiempo.com/archivo/documento/MAM-1352604. [consultado: 8 noviembre 2011]
28
Lo que se propone es que cuando se libere el lixiviado se haga de manera lenta y
cuidadosa para no liberarlo todo.
3.2.2.4 Recolección HUMUS: La separación de las larvas y el abono (Humus) se
puede hacer cada 90 días, dependiendo de la velocidad de descomposición del
sustrato. Se tamiza de manera que los sólidos finos y los sólidos gruesos se
separen (figura 3), los sólidos finos se convierten en abono orgánico mientras que
los sólidos gruesos se vuelven a recircular al proceso ya que este material no se
ha trasformado completamente.
Figura 3. Separación de solidos finos y solidos gruesos.
Fuente: Autora
3.2.2.5 Preparación de lixiviados como fertilizante: Los lixiviados de la técnica
“Obtención de abono orgánico y otro subproducto a partir de escarabajos” 3se
obtienen del proceso, de donde resulta un líquido oscuro, que posee nutrientes
solubles y microorganismos benéficos.
Este tipo de producto se diferencia del abono orgánico, ya que proviene de una
mezcla fermentada rica en nutrientes anaeróbicos. Su primer beneficio es como
fertilizante.
Los lixiviados de este proceso se almacenan en recipientes herméticos, y se
almacenan en un lugar oscuro, seco y fresco por 14 días antes de utilizarlo, para
29
lograr una fermentación anaeróbica que permita que los microorganismos
produzcan metabolitos secundarios.
3.3 MEDICION DE GASES EMITIDOS DURANTE EL PROCESO DE
DESCOMPOSICION DE LA MATERIA ORGANICA.
3.3.1 Elaboración de recipientes para las diferentes muestras. Se elaboraron 3
Canister para analizar muestras de las diferentes camas del proceso (figura 4),
estos recipientes herméticos son los encargados de combatir el vertido de los
gases, estos recipientes se fabricaron con residuos de tubería de PVC de 3
pulgadas de diámetro y válvulas de acceso rápido que permite la medición de los
gases.
Figura 4. Elaboración de Canister en el pozo A.
Fuente: Autora
Muestras para análisis
Se tomaron 3 muestras para caracterizar y analizar los gases emitidos de las
diferentes camas.
30
1 muestra: Cama de residuos crudos
2 muestra: Cama en proceso con un tiempo de 45 días
3 muestra: Cama en proceso con un tiempo de 80 días
3.3.2 Caracterización de los gases emitidos por las camas. Por tratarse de un
proceso de descomposición de materia orgánica, existe generación de gases los
cuales pueden ser benéficos para las plantas, pero pueden ser perjudiciales para
el medio ambiente.
Por lo tanto se hizo un estudio de la cantidad y características propias de los
gases producidos en las diferentes muestras con sus respectivos tiempos de
proceso.
3.3.3 Gases en el lixiviado. El lixiviado proporcionado por las camas del
tratamiento, se depositó en un recipiente hermético por un tiempo de 14 días,
transcurrido este tiempo, se procedió a caracterizar los gases presentes en él (ver
anexo A), utilizando un equipo llamado GC TRACER, lo cual se fundamenta en
caracterizar los gases presentes en un líquido.
Esto con el fin de analizar los gases en el lixiviado y así estudiar la viabilidad de
utilizarlo como fertilizante, sin causar daños al medio ambiente.
3.4 ANÁLISIS DEL PRODUCTO (ABONO)
Después del proceso de descomposición y aprovechamiento de los residuos
generados, se obtiene como producto abono orgánico a partir de larvas de
escarabajos, al cual se le procede a analizar las propiedades existentes,
obteniendo así, la ficha técnica del producto terminado con sus características y
compuestos.
31
En este análisis incluye el estudio de patógenos como una prueba idónea donde
se puede establecer las posibles aplicaciones del abono.
3.5 PRUEBA DE VERIFICACIÓN SOBRE LA CALIDAD DEL ABONO
La prueba de calidad del abono producido a partir de la descomposición de
residuos orgánicos, por medio de escarabajos, se realizó en un terreno el cual se
encontraba en mal estado. A este terreno se agregó abono durante 15 días para
estudiar la mejora de dichas plantas, pasado este tiempo se realizó estudio de
propiedades del suelo y crecimiento de las plantas que se encontraban dando un
resultado el cual fue comparado con las características del terreno antes de ser
aplicado el abono.
32
4. RESULTADOS Y ANÁLISIS
4.1 DIAGNOSTICO SOBRE LA GENERACION DE RESIDUOS ORGANICOS
DEL CASINO EN EL POZO DE PERFORACION A
Para el proceso llevado a cabo en el pozo de perforación A, sobre el
aprovechamiento de los residuos orgánicos, solo se tuvieron en cuenta los
residuos dispuestos por el casino de la locación, ya que este lugar es el que
aporta más desechos por su actividad.
Se adaptaron recipientes, los cuales permitieron pesar la cantidad de residuo
orgánico dispuesto diariamente, este con el fin de cuantificar los desechos a tratar
con la técnica antes mencionada.
Los residuos dispuestos por el casino desde el mes de junio hasta el mes de
enero fueron aproximadamente 27464 Kg (tabla 2)
Tabla 3. Residuos dispuestos por el casino para el tratamiento con larvas de escarajos.
Fuente: Autora.
4.2 ELABORACION DE LAS CAMAS O LECHOS PARA EL TRATAMIENTO DE
MATERIA ORGANICA
Teniendo en cuenta la cantidad de materia orgánica, se procedió a la elaboración
de las camas para el tratamiento de los residuos orgánicos dispuestos por el
casino.
MES Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero
Kg/mes 3005 3410 3822 3237 3895 3745 2335 4015
Prom. día 100,17 113,7 127,4 107,9 129,8 124,8 77,8 133,8
33
Para un total de 27464 Kg de materia orgánica, se elaboraron 39 camas para
dicho tratamiento, teniendo en cuenta que cada cama fue elaborada con
aproximadamente 600 Kg de desechos y 50 Kg de aserrín.
En la siguiente grafica (figura 8), se puede observar las camas elaboradas
durante el proceso.
Figura 5. Camas elaboradas para el tratamiento de Residuos Orgánicos
Fuente: Autora
4.3 ESTUDIO DE FACTIBILIDAD Y EFICIENCIA DEL APROVECHAMIENTO DE
LOS RESIDUOS ORGANICOS CON LARVAS DE ESCARABAJOS.
Para el estudio de factibilidad y eficiencia de la técnica “Obtención de abono
orgánico y otro subproducto a partir de escarabajos” 3 implementada en el
pozo de perforación A, se tomó como muestra las camas elaboradas con los
desechos del mes de junio, se acondicionaron según el procedimiento, 5 camas,
las cuales fueron elaboradas el día 8 julio 2011.
Según la teoría sobre esta técnica3, la primera cochada de abono orgánico estará
lista a los 90 días, por lo tanto se procedió a extraer el abono existente de las
primeras camas elaboradas, teniendo en cuenta que una parte de materia
34
orgánica se convertirá en abono por acción de las larvas, otra en lixiviado y otra se
recircularía al proceso, ya que son sólidos gruesos de difícil descomposición.
Las cinco camas inicialmente elaboradas se revisaron el día 5 de octubre del 2011
obteniéndose la siguiente información (tabla 4).
Tabla 4. Abono orgánico, lixiviado y material a recircular, al 5 Octubre/2011
CAMAS Abono Orgánico (Kg) Lixiviado(Kg) Material a Recircular
(Kg)
cama 1 332,28 91 83,72 cama 2 301,79 98,86 112,77 cama 3 348,92 83,59 80,92 cama 4 358,67 112,45 42,38 cama 5 280,87 116,02 113,1 total 1622,53 501,92 432,89
Fuente: Autora
De esta primera revisión se obtuvieron 432,89 Kg de material a recircular, con este
material se acondiciono una cama para el tratamiento con aproximadamente 41
Kg de aserrín. Esta cama se revisó el día 5 de diciembre 2011, obteniéndose la
siguiente información. (Tabla 5).
Tabla 5. Abono orgánico, lixiviado y material a recircular, 5 Diciembre/2011.
CAMAS Abono Orgánico (Kg) Lixiviado(Kg) Material a Recircular
(Kg)
cama 6 195,76 37,91 137,42
Fuente: Autora
En esta segunda revisión se observó que la cantidad de abono producida bajo
notoriamente, ya que para las larvas de escarabajos les cuesta más trabajo
descomponer los sólidos gruesos. En esta etapa la cantidad de lixiviado es más
baja, debido a la mayor transformación de la materia orgánica en la primera etapa.
Con 137,42 Kg de material a recircular y 21 Kg de aserrín, se acondiciona una
nueva cama para seguir con dicho tratamiento.
35
La tercera revisión se hace el día 7 de febrero del 2011, obteniéndose la siguiente
información. (Tabla 6)
Tabla 6. Abono orgánico, lixiviado y material a recircular, 7 Febrero/2012.
CAMAS Abono Orgánico (Kg) Lixiviado(Kg) Material a Recircular
(Kg)
cama 7 51,20 4,76 71,01
Fuente: Autora
En esta etapa, la cantidad de material a recircular es de 71,07. Se siguió el
tratamiento de este residuo obteniéndose así el día 1 de abril el resultado de esta
etapa con 33,48 Kg de abono, no hay lixiviado, no hay material a recircular.
A partir de la información anterior, se obtuvo como resultado final 1902,97 Kg de
abono orgánico a partir de larvas de escarabajos; 544,59 Kg de lixiviado, el cual se
utilizara como fertilizante líquido para cultivos agrícolas.
Haciendo un análisis global de las 5 camas estudiadas, se tiene el siguiente
balance de materia. (Figura 6).
Figura 6. Balance de materia para los residuos dispuestos en junio
Fuente: Autora
Técnicamente la cantidad de abono orgánico más lixiviado es de 3332 Kg,
experimentalmente este dato es de 2447,56 Kg, obteniendo un rendimiento
másico del 73,46%.
Masa que entra
Desechos Orgánicos
(3005 Kg) Aserrín
(327 Kg)
Masa que sale
Abono + Lixiviado
(3332 Kg)
36
Se puede evidenciar que la técnica utilizada en el pozo de perforación A, es
factible y eficiente teniendo en cuenta el rendimiento obtenido, además existen
factores importantes como el aprovechamiento de materia orgánica para la
producción de abono orgánico y fertilizante líquido, disminuyendo los impactos
negativos sobre el medio ambiente.
4.4 MEDICION Y CARACTERIZACIÓN DE LOS GASES EMITIDOS DURANTE
EL PROCESO DE DESCOMPOSICIÓN DE LA MATERIA ORGANICA EN
ABONO Y LIXIVIADO.
La figura 10, muestra el comportamiento de los gases de las diferentes camas del
proceso.
Figura 7. Comportamiento de los gases de las diferentes camas del proceso
Fuente: Autora
Según la metodología de medición de gases escogida se encontró que la menor
cantidad de gases es emitida por la cama de residuos orgánicos crudos, es decir
que dichos residuos se encuentran en una fase mesófila, la cual se caracteriza por
37
presencia de hongos y bacterias, ellas se multiplican y consumen los
carbohidratos produciendo un aumento de temperatura2. En este punto la
temperatura aproximada es de 37,22 °C y sigue aumentando hasta llegar a la
segunda fase.
De igual manera, la muestra de la cama que presenta mayor cantidad de
emisiones de gas, es la muestra en proceso con un tiempo de 45 días, ya que en
esta fase se empieza a incrementar la temperatura de 37,2°C a 48,8 °C,
iniciándose así la degradación de los organismos termófilos.
En esta etapa se degradan ceras, proteínas y hemicelulosas y, en poca cantidad
la lignina y la celulosa. Teniendo en cuenta lo anterior tenemos otra muestra de
una cama de 80 días de proceso, que según lo analizado es la muestra la cual,
sus emisiones de gases son muy bajos, esto se debe que dicha muestra está en
periodo de maduración y estabilización a una temperatura aproximada de 30 °C,
en este periodo ya se han presentado las reacciones de condensación y
polimerización de humus15, es decir que la mayor parte de la materia orgánica se
ha transformado en abono orgánico por acción de las larvas de escarabajos.
4.4.1 Caracterización de los gases emitidos por las camas. Uno de los
principales problemas sobre el tratamiento de los residuos orgánicos, es la
emisión de gases tipo invernadero, los cuales no son amigables con el medio
ambiente.
Utilizando esta técnica para el aprovechamiento de residuos orgánicos,
obtenemos emisión de gases tipo invernadero como el CO2 y NH3. Sin embrago
otros tipos de gestión como la digestión anaeróbica incontrolada, el deposito en
15
SILVA, J.P., LOPEZ, P., VALENCIA P. (Sin año), Recuperación de Nutrientes en Fase Solida del
Compostaje. (EIDEINAR) Escuela de Ingeniería de los Recursos Naturales y del Ambiente.
38
vertederos, la incineración, entre otros, liberan cantidades similares o superiores
de carbono16.
Cuando este proceso deja de ser aeróbico controlado, se genera una pila con
zonas anaeróbicas, las cuales favorecen a la aparición de microorganismos
anaeróbicos, cuya actividad genera otros gases de gran impacto sobre el
calentamiento global de la atmosfera, como lo son el metano (CH4) y óxido nitroso
(N2O). Para que esto no ocurra se debe controlar la temperatura, aireación,
humedad y homogeneidad.
4.4.2 Caracterización de gases en lixiviados. Al obtener el lixiviado del proceso,
fermentado por 14 días, se analiza las características gaseosas para obtener
información que tan perjudicial puede ser este fertilizante líquido para el medio
ambiente, teniendo en cuenta que se obtiene anaeróbicamente y puede omitir
gases tipo invernadero.
En la siguiente grafica se presentan los resultados obtenidos. (Figura 11)
Figura 8. Gases presentes en el lixiviado del proceso.
Fuente: Autora
16
LOPEZ REAL, J. Reutilización de residuos urbanos en agricultura. En parámetros de control de compostaje
y aplicación del compostaje a residuos orgánicos. Editorial Aedos. Madrid 1995
39
Teniendo en cuenta los resultados obtenidos sobre los gases presentes en el
lixiviado, el Nitrógeno es el que se encuentra en mayor porcentaje, ya que la
mineralización de este elemento se lleva a cabo por la descomposición de la
materia orgánica.
Estos resultados le dan valor agregado al lixiviado porque el nitrógeno es el más
más importante y crítico para el crecimiento de las plantas, ya que es un
constituyente básico de sus proteínas, de la clorofila y los ácidos nucleicos entre
otras cosas.
De igual manera se encuentra que en el lixiviado existe metano y dióxido de
carbono en porcentajes bajos comparados con las diferentes técnicas utilizadas
para el tratamiento de residuos orgánicos. Estos gases pertenecen al grupo de
gases tipo invernadero y normalmente el mayor porcentaje de ellos se encuentran
en los rellenos sanitarios.
Es importante subrayar desde una perspectiva ambiental, que utilizando esta
técnica, el lixiviado es un subproducto con bajos porcentajes de gases tipo
invernadero, y cumple las condiciones necesarias y características para utilizarlo
como fertilizante líquido.
4.5 CARACTERIZACIÓN Y ANÁLISIS DE ABONO ORGÁNICO OBTENIDO
Los resultados del análisis de laboratorio que se realizaron en la muestra de
abono orgánico se presentan a continuación. (Tabla 7)
Los resultados obtenidos en los parámetros evaluados están dentro de los rangos
esperados de acuerdo a la literatura consultada y según lo establecido por la
40
Norma Técnica Colombiana 5167 del 200417, que pueden ser utilizados con fines
agrícolas, para el mejoramiento de suelos.
Tabla 7. Algunas propiedades fisicoquímicas del abono orgánico resultante
Propiedad Fisicoquímica Valor Obtenido Límites Permitidos NTC 5167/04
PH 7,74 5-8
Densidad Aparente 0,55 g/ml Menor de 0,6 g/ml
Humedad 25% Menor de 35%
Relación C/N 10 Menor de 25
Fuente: Autora
Otras propiedades se pueden ver en Anexo 2
4.6 VERIFICACIÓN DE CALIDAD DE ABONO ORGÁNICO Y FERTILIZANTE
LÍQUIDO
Como se enuncia en la metodología, se llevó a cabo la verificación del abono
orgánico y fertilizante líquido obtenido en el proceso de descomposición de
materia orgánica por acción de larvas de escarabajos en un campo de estudio en
el pozo de perforación A, obteniendo los resultados descritos en el anexo C.
El suelo tratado con abono orgánico y fertilizante, cambia notoriamente sus
condiciones de deforestación, por su buen desarrollo, ya que presentan un buen
enraizamiento y una coloración verde intensa. No se presentaron problemas
fitosanitarios como hongos e insectos.
17
ICONTEC. Norma Técnica Colombiana 5167 de 2004. Productos orgánicos usados cómo abonos o
fertilizantes y enmiendas de suelo. Bogotá, D.C., Junio 15 de 2004, p.6.
41
CONCLUSIONES
Del análisis realizado sobre las diferentes técnicas para el manejo de residuos
orgánicos, se concluye que la técnica utilizada en el pozo de perforación A,
representa múltiples ventajas sobre las demás, ya que este tratamiento no es
contaminante y por el contrario, genera productos de gran utilidad en la
industria agrícola.
El diseño preliminar y la implementación de la técnica “Obtención de abono
orgánico y otro subproducto a partir de escarabajos” en el pozo de perforación
A, tuvo un resultado favorable, ya que se le dio tratamiento a los residuos
dispuestos por el casino de la locación, obteniéndose un rendimiento másico
del 73.46%.
Con la implementación de la técnica “Obtención de abono orgánico y otro
subproducto a partir de escarabajos”, en el pozo A, se concluye que es una
alternativa ambiental y económicamente viable de manera preliminar, ya que
puede ser implementada en la industria petrolera para la restauración de
suelos donde se realiza la actividad de perforación, utilizando en la misma el
abono orgánico y el fertilizante líquido ya que estos terrenos debido a la
actividad desarrollada, quedan en mal estado.
42
RECOMENDACIONES
La técnica “Obtención de abono orgánico y otro subproducto a partir de
escarabajos” puede ser implementada en cualquier tipo de industria que se
genere residuos orgánicos, obteniendo resultados favorables para la empresa
y para el medio ambiente.
Tomar muestras de gas a las diferentes camas del proceso para realizar
cromatografía de gases y conocer la composición química de los gases
emitidos por cada una de ellas.
Para la implementación de la técnica “Obtención de abono orgánico y otro
subproducto a partir de escarabajos” en la industria del petróleo, en la cual
generalmente hay pozos de perforación cercanos, se recomienda ubicar un
punto de tratamiento estratégico, donde se dispongan los desechos generados
por cada uno de ellos, esto con el fin de optimizar el proceso.
43
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renovables de la Organización de Estados Americanos. En: Curso taller
transferencia de tecnologías limpias para Pymes del sector de los residuos
sólidos. Concytec. Panamá, Julio de 2006, p. 20.
46
ANEXOS
ANEXO A. Proceso de medición de gases de lixiviado
Figura 12. Procedimiento para la medición de gases de lixiviado. Fuente: Autora
La medición de gases de lixiviado se realizó con un equipo GC-TRACER, el cual
permite detectar los gases presentes en un líquido. La configuración de este
permite analizar gases de no hidrocarburos incluyendo CO2,N2 e hidrocarburos
aromáticos (benceno, tolueno, etilbenceno y xileno),sin equipos adicionales,
optimizando la calidad y utilidad de las muestras sin que ello implique un aumento
de costos o tiempo de procesamiento.
RESULTADOS
Preparación de la muestra Preparación del equipo
Medición de gases
47
ANEXO B. Ficha técnica de abono orgánico
PROPIEDAD FISICOQUIMICA
UNIDAD VALOR OBTENIDO
LIMITES PERMITIDOS (NTC
5167/04)*
pH 7,74 5-8
Densidad Aparente g/mL 0.55 MENOR DE 0.6
Humedad % 25 MENOR DE 35
C.E mS/cm 19.05
Retención Humedad % 140 SU PROPIO PESO
C.I.C meq/100gr 50 MAYOR DE 30
Rel C/N 10 MENOR DE 25
Carbono orgánico oxidable
% 21 MAYOR DE 15
Nitrógeno % 2.0 DECLARARLO SI SON MAYORES DE
1% Fósforo % 1.7
Potasio % 1.6
Calcio % 7.5
Magnesio % 0.5
Azufre % 0.5
Boro ppm 0.19
Cobre ppm 17
Manganeso ppm 74
Hierro ppm 2550
Zinc ppm 92
Sodio ppm 4313
Cenizas % 33.01 MENOR 60
IMPUREZAS
Plástico, metal caucho > 2 mm
% 0 < 0.2
Vidrio > 2 mm % 0 <0.02
48
Piedras > 5 mm % 0 < 2
Vidrio > 16 mm Detección No No
METALES PESADOS
Arsénico mg/kg 41
Cadmio mg/kg 39
Cromo ppm 14 1200
Mercurio mg/kg 17
Níquel mg/kg 420
Plomo mg/kg 300
PRESENCIA PATOGENOS HUMANOS
Salmonella sp UFC/g Ausencia/25 g Ausencia /25 g
Enterobacterias UFC/g Ausencia/25 g MENOR DE 1 X 103
CARGA MICROBIANA
Bacterias UFC/g 42 x 106 Si el producto contiene microorganismos
benéficos declarar el recuento de mesófilos
aerobios, mohos y levaduras
Hongos Penicillium sp Scopulariopsis sp Aspergillus sp 1 Trichoderma sp ** Aspergillus sp 2 Rhizopus sp
UFC/g
3 x 104 5 x 104 2 x 103 2 x 103 4 x103 1 x103
* NTC 5167/04. Norma Técnica Colombiana 5167 del 2004. Productos para la industria agrícola. Productos orgánicos usados como abonos o fertilizantes y enmiendas de suelo ** Hongo controlador biológico de muchos Fitopatógenos
Tabla 8. Ficha técnica del abono orgánico resultante del proceso. Fuente: Autora
49
ANEXO C. Proceso de reforestación de suelos
Figura 13. Reforestación de terreno en mal estado. Fuente: Autora
