1 PROCESO DE GERMINACIÓN CON BIOSÓLIDOS DE LAS PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES (PTAR) TRATADOS CON VERMICOMPOSTAJE, PARA ALTITUDES NO MAYORES A 850 msnm, CASO COLOMBIA. PROYECTO INV 1761 UMNG OPCIÓN DE GRADO INVESTIGACIÓN UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA DIEGO FERNANDO BASTIDAS CHAPARRO CÓD. 1101205 UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C. 2016 2 PROCESO DE GERMINACIÓN CON BIOSÓLIDOS DE LAS PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES (PTAR) TRATADOS CON VERMICOMPOSTAJE, PARA ALTITUDES NO MAYORES A 850 msnm, CASO COLOMBIA. PROYECTO INV. 1761 UMNG Trabajo de grado presentado como requisito para optar por el título de ingeniero Civil DIEGO FERNANDO BASTIDAS CHAPARRO CÓD. 1101205 Trabajo dirigido por Ing. JUAN MANUEL GONZÁLEZ GUZMÁN I.C. M.Sc. Semillero Evaluación Económica y Administrativa en Ingeniería UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C. 2016 3 4 CONTENIDO INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 6 OBJETIVOS ............................................................................................................................. 8 1. JUSTIFICACIÓN .................................................................................................................. 9 2. SITUACIÓN PROBLEMA ................................................................................................... 10 3. HIPÓTESIS ....................................................................................................................... 11 4. ANTECEDENTES .............................................................................................................. 12 5. MARCO TEÓRICO ............................................................................................................ 13 5.1 PROCESOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS ................................................................. 13 5.1.1MANEJO DE RESIDUOS ...................................................................................... 13 5.1.2 Planta de tratamiento de Aguas residuales PTAR UMNG- CAJICÁ ................... 15 5.2 BIOSÓLIDOS .............................................................................................................. 19 5.2.1 Características de los biosólidos ...................................................................... 20 5.3 LOMBRICULTURA...................................................................................................... 21 5.3.1 Lombriz roja californiana .................................................................................. 22 5.4 GERMINACIÓN .......................................................................................................... 23 6. MARCO TÉCNICO ........................................................................................................... 25 7. MARCO LEGAL ................................................................................................................ 27 8. METODOLOGÍA ............................................................................................................... 29 9. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ............................................................................................. 31 9.1 pH ............................................................................................................................. 32 9.2 Humedad ................................................................................................................. 34 9.3 Materia orgánica ..................................................................................................... 35 9.4 Carbono Orgánico .................................................................................................... 36 9.5 Relación Carbono nitrógeno .................................................................................... 37 9.6 Conductividad eléctrica ........................................................................................... 38 9.7 Relación (NPK) ......................................................................................................... 39 9.8 Metales Pesados ...................................................................................................... 40 CADMIO (Cd) .................................................................................................................. 41 PLOMO (Pb) .................................................................................................................... 42 CROMO (Cr) .................................................................................................................... 43 CONCLUSIONES ................................................................................................................... 44 BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................................... 45 5 LISTA DE FIGURAS Figura 1. Tratamientos Físicos en el manejo de residuos Figura 2. Tratamientos Químico en el manejo de residuos Figura 3. Tratamientos Biológicos en el manejo de residuos Figura 4. Localización PTAR Campus Universidad militar nueva granada. Figura 5. Lombriz roja Californiana Figura 6. Anatomía Lombriz roja Californiana Figura 7. Biosólido tipo A Figura 8. Biosólido tipo B LISTA DE TABLAS Tabla 1. Características geográficas del Municipio de Cajicá Tabla 2. Proceso de tratamiento PTAR UMNG-Cajicá Tabla 3. Condiciones técnicas PTAR UMNG-Cajicá Tabla 4. Características Físicas (Lombriz roja Californiana) Tabla 5. Fases del proceso de Germinación Tabla 6. Acción del humus de la LRC en el proceso de la Germinación Tabla 7. Límites Máximos de concentración (Biosólidos) Tabla 8. Valores máximos permisibles en concentraciones de biosólidos Tabla 9. Límites Máximos De Clasificación de Biosólidos (Microbiológicos) Tabla 10. Caracterizacion iniciales fisicas y quimicas del LOproveniente de la PTAR Tabla 11. Valores típicos de pH en procesos de estabilización Tabla 12. Contenidos típico de Materia Orgánica en LO Y HL Tabla 13. Concentraciones típicas de Carbono Orgánicos en LO y HL Tabla 14. Valores típicos de Conductividad Eléctrica en LO Y HL. Tabla 15. Concentraciones de Metales pesados en él LO de la PTAR UMNG Tabla 16. Concentraciones típicas en Metales pesados LO y HL LISTA DE GRÁFICAS Grafica 1. Caracterizacion iniciales fisicas y quimicas de la muestra Grafica 2. Características de pH de LO y HL Grafica 3. Intervalos típicos de porcentaje de Humedad para proceso de Vermicompostaje Grafica 4. Comportamiento de la Materia Orgánica en HL Grafica 5. Carbono Orgánico total LO PTAR UMNG, HL. Grafica 6. Relación de procesos- metales pesados: Cadmio Grafica 7. Relación de metales pesados: Plomo 6 INTRODUCCIÓN El desarrollo sostenible es uno de los temas que más demanda opiniones hoy en día, el desarrollo de estudios, herramientas y técnicas que optimicen los procesos y mantengan las características propias del ambiente, han propiciado elementos de observación e investigación que consienten la conservación, estabilización y análisis del estado del suelo, así como la posibilidad de desarrollar alternativas de alto desempeño sin el mayor desperdicio. Es por eso que la ingeniería y en especial la Ingeniería Civil (IC), en su afán constante en el análisis de las características, técnicas y manejo de los diferentes comportamientos, invenciones o estudios que aportan o afectan las necesidades básicas de la humanidad, diseña procesos, modelos y proyectos en los que sea posible plantear estrategias sostenibles. La IC proporciona bases teóricas, analíticas y descriptivas en casi todos los campos de acción, lo que permite que los proyectos de sostenibilidad puedan ser implementados en muchos procesos de producción básicos para una sociedad, de esta forma el manejo de elementos que en principio se clasifican como residuos orgánicos da la oportunidad de implementar procesos de descontaminación mediante el vermicompostaje, este comportamiento es propio del que se busca trabajar en este documento. El biosólido es el resultado de una reducción de carga contamínate mediante una serie de manejos físicos, químicos y biológicos de los lodos orgánicos generados en los procesos primarios de las Plantas de Tratamientos de Aguas Residuales (PTAR), la viabilidad de aplicación en el suelo de estos productos depende de los procedimientos para la reducción de carga contaminante. Por ello, se implementan técnicas como el vermicompostaje que se espera permitirán mejorar las características y condiciones, de manera que pueda ser usado en procesos como de producción como la germinación, otras técnicas de producción y mejoramiento de espacios. El presente documento describe las diferentes herramientas y técnicas utilizadas en el tratamiento de biosólidos y los diferentes procesos que pueden llegar a manejarse con estos recursos. Se encuentra estructurado por una serie de investigaciones 7 bibliográficas identificando las diferentes metodologías y procedimientos convencionales de biosólidos y vermicompostaje para tener fundamentos teórico- prácticos que sustenten las discusiones u observaciones sobre el tratamiento al cual se puedan adecuar. 8 OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Determinar y analizar las características de los lodos orgánicos provenientes de las plantas de tratamiento de aguas residuales PTAR UMNG-Cajicá determinando las condiciones adecuadas para el desarrollo del vermicompostaje, además determinar si las condiciones del producto obtenido son base de aplicación en modelos de germinación para altitudes no mayores a 850 msnm. OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Especificar las características de los manejos de tratamiento de aguas residuales describiendo los procesos en la planta de estudio, contextualizando las condiciones técnicas, manejo y ubicación de esta.  Identificar adecuadamente todos los elementos necesarios en la producción de biosólidos analizando los agentes que favorecen o perjudican al proceso  Determinar las características y condiciones necesarias para la implementación de procesos de vermicompostaje y adecuar estas características para la región de trabajo escogida.  Realizar una comparación de lodo orgánico obtenido, de manera que esta permita identificar su posterior aplicación en procesos de germinación. 9 1. JUSTIFICACIÓN A partir de este proyecto se hace un aporte teórico el cual permite identificar el comportamiento de los biosólidos y vermicompostaje, analizando las características fisicoquímicas, determinando la posible aplicación y/o desestimación del producto en modelos de germinación en un entorno especifico; esta primera impresión permitirá tener conocimiento de las amenazas y fortalezas que influyen en los resultado de las soluciones de sostenibilidad que se aporten por medio del proyecto, por ello es preciso investigar los factores necesarios para la implementación de estas soluciones en el medio escogido. Los biosólidos pueden presentar características óptimas para el desarrollo en actividades agrícolas, este producto proveniente de la PTAR UMNG – Cajicá, ha sido estabilizado mediante procesos de vermicompostaje, el cual se presenta como un agente capaz de mejorar sus condiciones y de esta forma pueda ser usado en procesos de germinación. Además, es una metodología de apoyo para las distintas técnicas de disposición de recursos orgánicos, con lo cual se demuestra la necesidad de la implementación de este tipo de procesos para el medio Colombiano. 10 2. SITUACIÓN PROBLEMA La carga contaminante de los biosólidos generados en procesos primarios de una PTAR, hace necesario la inclusión de fases secundarias de tratamiento, recolección y disposición de este subproducto con componentes orgánicos, de manera que no afecten el ambiente, en especial el suelo o cuerpos de agua circundantes. 11 3. HIPÓTESIS Las actuales características de tratamiento de aguas residuales originan una cantidad considerable de biosólidos con una carga contaminante importante, por lo que se investigará el posible comportamiento de estos en procesos de estabilización, de manera que puedan ser usados o aprovechados en otros procesos. ¿Cumplirán los biosólidos provenientes de la PTAR UMNG-Cajicá, las características necesarias para ser estabilizados mediante procesos de vermicompostaje y a su vez ser agentes básicos en modelos de germinación? 12 4. ANTECEDENTES “El tratamiento de aguas residuales urbanas en plantas de tratamiento es una combinación de procesos físicos, químicos y biológicos que genera enormes volúmenes de biosólidos altamente putrescibles. Para facilitar el manejo de éstos, se someten a procesos de espesamiento, digestión y deshidratación, adquiriendo así la categoría de biosólidos. La posterior utilización, sus cuidados y restricciones ambientales, dependerán de la concentración de metales pesados, contaminantes tóxicos y organismos patógenos.” (Vélez Zuluaga, 2007) La actual gestión de biosólidos en las PTAR de Colombia refleja las condiciones mínimas de tratamiento implementadas para su correcta disposición y aprovechamiento. Son originados habitualmente en tratamientos primarios y su posterior estabilización mediante metodologías convencionales como la digestión anaerobia permite reducir la carga contaminante y adecuar las características del producto obtenido, de acuerdo a las condiciones dispuestas por la legislación actual. 13 5. MARCO TEÓRICO 5.1 PROCESOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS Los procesos referentes al tratamiento de aguas relacionan las diferentes metodologías y/o técnicas de tipo físico, químico y biológico que hacen parte de la eliminación y reducción de la carga contaminante en un cuerpo de agua, de esta forma se adecuan sus características de acuerdo a los niveles de disposición final necesaria (Eco Red). Las PTAR son el mecanismo de aplicación de procesos de desinfección, entonces, “una planta de tratamiento (de agua residual) es un conjunto de obras, instalaciones y procesos para tratar las aguas residuales (lizarazo & Orjuela Gutiérrez, 2013)”. El incremento o reducción de tecnologías en el proceso de la planta será la variable de la cual dependerá la calidad de agua y como se ha indicado anteriormente determinará las condiciones necesarias en el punto de descarga. 5.1.1 MANEJO DE RESIDUOS El manejo de los residuos está determinado por el nivel de la PTAR, su diseño se desarrolla con respecto a caudales esperados, los procesos están determinados para el tipo de agua que ingresa a la planta, así como los estudios de planificación y sus periodos de retorno, además, propone los tratamientos necesarios que permitan minimizar los contaminantes y dar las condiciones adecuadas para su vertimiento final. La legislación colombiana por medio del manual de Gestión integral de Residuos o Desechos peligrosos ( Ministerio de Vivienda y Desarrollo Territorial; OCADE;, 2007), identifica las características de manejo proponiendo como objetivo el confinamiento de los mismos y con ello la reducción máxima en los 14 contaminación de la muestra; como objetivos complementarios se presentan la destrucción de sustancias peligrosas, manejo de características organolépticas (Propiedades físicas) y el aislamiento de materiales peligrosos. Los principales tratamientos expuestos en el documento se identifican a continuación: Figura 1. Tratamientos Físicos en el manejo de residuos NOTA: Fuente. Gestión integral de Residuos o Desechos peligrosos. Bases Conceptuales ( Ministerio de Vivienda y Desarrollo Territorial; OCADE;, 2007) Figura 2. Tratamientos Químico en el manejo de residuos NOTA: Fuente. Gestión integral de Residuos o Desechos peligrosos. Bases Conceptuales ( Ministerio de Vivienda y Desarrollo Territorial; OCADE;, 2007) Tratamientos fisicos Decantacion Elimina el contenido de Agua Sedimentacion Asentar los solidos para separa el liquido Filtracion Separacion de mezclas heterogeneas Secado del lodo Elimina liquidos en los lodos Lavado del suelo Extraccion de contaminates Tratamientos Quimicos Precipitacion Separa los componentes de contaminacion Neutralizacion Neutralizacion de Ph Hidrolisis Separacion de mezclas mediante agua 15 Figura 3. Tratamientos Biológicos en el manejo de residuos NOTA: Fuente. Gestión integral de Residuos o Desechos peligrosos. Bases Conceptuales ( Ministerio de Vivienda y Desarrollo Territorial; OCADE;, 2007) 5.1.2 Planta de tratamiento de Aguas residuales (PTAR) UMNG- CAJICÁ Ubicación La PTAR del Campus UMNG se encuentra en la periferia del municipio de Cajicá, conocido por su vocación agroindustrial y por el desarrollo de vivienda campestre para los habitantes de la Sabana, debido a su privilegiada localización, cercanía con la capital y a su variedad de actividades económicas (Navarrete, 2012). Tratamientos Biologicos lodos Activados Biodegradacion de especies organicasvco lodo bioactivado Lagunas aireadas y de estabilizacion Elminiacion de residuos organicos en cavidades profundas con oxigeno digestion Anaerobia Desgrada el material organico en ausencia del oxigeno Utilizacion del suelo Biodegrada la materia organica mediante microoorganismos 16 Tabla 1. Características geográficas del Municipio de Cajicá CAJICÁ REFERENCIA GEOGRÁFICA 4 º55 ́11 ́ ́ de latitud norte y los 74 º01 ́82 ́ ́de longitud oeste ALTITUD 2558 msnm EXTENSIÓN TERRITORIAL 52 Km 2 ZONA URBANA 2,73 Km2 POBLACIÓN 52.244 hab (DANE 2012) COBERTURA DE SERVICIOS ALTA PÚBLICOS NOTA: Fuente Plan de desarrollo Cajicá (Navarrete, 2012) Para precisar y referenciar la ubicación de la planta de tratamiento la siguiente imagen buscar identificar la zona de trabajo dentro de las instalaciones del campus de la Universidad Militar Nueva Granada Sede Campus Cajicá. 17 Figura 4. Localización PTAR Campus Universidad militar nueva granada. NOTA: Fuente Google Earth 18 Funcionamiento y Condiciones Técnicas Tabla 2. Proceso de tratamiento PTAR UMNG-Cajicá PROCESO DESCRIPCIÓN CAPTACIÓN DE AGUA Y PRE TRATAMIENTO Toma de aguas residuales por partes de las instalaciones del Campus de la Universidad Militar (Jardinería, sanitarios) destinados colector principal. Sistema de Pre tratamiento: Remoción de materiales de un diámetro considerable mediante rejillas de desbaste grueso y fino Tratamiento primario: El agua residual pasa por el desarenador, donde se eliminan arenas y tierras; trampa de grasas MEDICIÓN DE CAUDAL Medición del Caudal de entrada por medio de la Canaleta párshall Tanque de amortización de caudales, por gravedad. Se logra regular el caudal en condiciones máximos y mínimos. LODOS ACTIVADOS El cuerpo de agua se direccionan a un tanque de aireación de manera que sea posible implementar el tratamiento biológico de tipo aeróbico (presencia de oxigeno). La muestra pasa al tanque de sedimentación para separar los lodos del agua tratada Los lodos son enviados al concentrador de lodos o a la cabeza de proceso con fin de crear la masa bacteriana DESINFECCIÓN Y DESCARGA Al agua se le adiciona una solución de cloro gaseoso para su desinfección NOTA: Fuente (Torres Martinez, 2011) Tabla 3. Condiciones técnicas PTAR UMNG-Cajicá PARÁMETRO MODULO TOTAL ESTUDIANTES 9330 DOTACIÓN 69.46 CAUDAL MEDIO 7.50 m3/h msnm 2545 TEMPERATURA MEDIA MENSUAL MÍNIMA DEL AGUA 15° C NOTA: Fuente (Torres Martinez, 2011) 19 5.2 BIOSÓLIDOS El decreto 1287 del 10 de julio de 2014 expedido por el Ministerio de vivienda ciudad y territorio reconoce a los biosólidos como “Producto resultante de la estabilización de la fracción orgánica de los lodos generados en el tratamiento de aguas residuales municipales, con características físicas, químicas y microbiológicas que permiten su uso.” (Ministerio de Vivienda Ambiente y Desarrollo de Colombia, 2014) Diferentes publicaciones como la de (Dager, 2003) identifican a los biosólidos “como un producto originado después de un proceso de estabilización de biosólidos provenientes del tratamiento de las aguas residuales. La estabilización se realiza para reducir su nivel de patogenicidad, su poder de fermentación y su capacidad de atracción de vectores. Gracias a este proceso, el biosólido tiene aptitud para utilización agrícola y forestal, y para la recuperación de suelos degradados.” La US Environmental of Proteccion Agency (US EPA, 1994) Identifica a los biosólidos como un” compuesto de materia orgánica que se genera a través del manejo de aguas negras en los diferentes procesos de tratamiento en una planta de aguas residuales”, estos pueden ser considerados como agentes de beneficio para el suelo, siendo elementos excelentes para renovar la materia orgánica, además de aportar una gran cantidad de nutrientes al terreno. Teniendo como referencia los conceptos expuestos con respecto a biosólidos hay que advertir que la producción de lodos es generada habitualmente en los procesos primarios de una planta de tratamiento, el sedimentador primario o procesos como filtración, decantación, trampas de recolección y demás metodologías bases para la extracción y separación de mezclas heterogéneas, estos lodos producidos son caracterizados por sus condiciones físicas, químicas y biológicas, de acuerdo a estas se identifican los procesos de reducción de 20 contaminantes y se adecua a modelos que permitan utilizar el producto final “Biosólidos” como una base en la recuperación de la estructura del suelo . 5.2.1 Características de los biosólidos Como lo describe (Dager, 2003) en su artículo de gestión de biosólidos el crecimiento acelerado de la población en la ciudades colombianas produce un incremento en la cantidad de agua usada y con ello, la producción de lodos. Colombia produce aproximadamente 274 toneladas diarias de biosólidos (94 toneladas base seca), esta producción se basa en tres plantas de tratamiento principales en el país, El Salitre (Bogotá), Cañaveralejo (Cali) y San Fernando (Valle del Aburra), (para el año 2015 estas siguen siendo las planta más importantes del país). La determinación de biosólidos de la PTAR UMNG-Cajicá, se presenta mensualmente, se estima de acuerdo a su promedio histórico un cantidad de producción entre 14-17 kg-Lodo Seco (Bohórquez Acuña & Ramirez Garcia, 2014). Por esta razón, la caracterización y control necesario al igual que fundamental para el manejo de los biosólidos como alternativa de desarrollo sostenible. Los biosólidos presentan su mayor aporte en las recuperación de la estructura del suelo esto se debe a las características propias del producto, los altos contenidos de materia orgánica constituida principalmente por micro y macro nutrientes tales como el Nitrógeno (N), Fosforo (P) y Potasio (K) (elementos base para la consolidación del proceso de desarrollo vegetal). La reducción de carga contamínate es determinante para la disposición final del producto, esto porque el material puede presentar niveles altos en patógenos y metales pesados (Mercurio (Hg), Plomo (Pb), Cromo (Cr)… ).Y aunque este avalado por las respectiva legislación internacional su aplicación deberá someterse a los procedimientos propuestos por esta (lizarazo & Orjuela Gutiérrez, 2013) 21 5.3 LOMBRICULTURA La referencia consultada para contextualizar acerca de las técnicas de la lombricultura fue la guía de lombricultura “una alternativa de producción” (Diaz, 2002), la cual destaca esta técnica como un proceso que vincula distintos métodos de producción en donde la lombriz es capaz de reutilizar los residuos orgánicos a través de su digestión y como resultado se obtiene un producto con alto contenido en nutrientes e ideal para su uso como abono, denominado humus o vermicompost. La participación de esta materia orgánica es muy estable y el tiempo de aplicación para su uso en la agricultura es relativamente corto. Otra conceptualización del proceso reconoce a ” La lombricultura como un conjunto de actividades relacionadas con la cría y producción de lombrices, así como con la transformación de productos orgánicos (tales como el estiércol de animales, los residuos de cosecha, los residuos de las fábricas de papel y de alimentos, basureros, lodos, fangos, etc.) en abono conocido como “humus” (Fundacion mejor calidad de vida, 2006) La reproducción de la especie debe tener un estricto control, es necesario la conformación de camas para la cría, desarrollo y protección de la especie. para cualquier tipo de depredador (Aves, roedores); el proceso es una base de aplicación autosustentable para la actividad agrónoma, debido a que en esta práctica o en cualquiera de las etapas del desarrollo de Vermicompostaje no hay posibilidad de ser portadoras potenciales de enfermedades o que emanen contaminación alguna (Diaz, 2002). Figura 5. Lombriz roja Californiana NOTA: Tomado del portal web INVERSA, Lombriz Roja Californiana Fuente:https://inversanet.wordpress.com/2011 /05/19/lombriz-roja-eisenia-foetida/ 22 5.3.1 Lombriz roja californiana “La familia de lombricidos tienen unas 200 especies con tamaños que oscilan desde unos pocos milímetros hasta un metro, pero la mayoría comprende entre 2 y 20 cm” (Diaz, 2002), para el desarrollo de la lombricultura es usual el uso de la lombriz roja Californiana LRC (Eisenia foetida) básicamente porque sus propiedades permiten que los procesos sean relativamente corto, con una tasa alta de reproducción y producción de humus. Tabla 4. Características Físicas (Lombriz roja Californiana) Lombriz Roja Californiana Sistema Circulatorio La presencia de Vasos sanguíneos entre el aparato digestivo y la pared corporal, impulsan la sangre que absorbe oxígeno y alimentos del intestino Sistema Respiratorio El oxígeno pasa por la pared del cuerpo donde es retirado por la sangre Sistema Excretor La excreción se realiza por órganos especiales (Nefridios) Sistema Nervioso Es del tipo ganglionar escaleriforme, con dos ganglios dorsales supraesofasicos (Ganglios cerebrales unidos por la comisura transversal) Visión En la epidermis hay un gran número de células fotosensibles ubicadas especialmente en el prostomio (órganos Primitivos) Reproducción La lombriz es hermafrodita, y se reproducen recíprocamente por fecundación cruzada Segmentos Tienen entre 40 y 120 segmentos, en cada segmento se localizan pequeñas cerdas que pueden moverse a su voluntad para su translación NOTA: Fuente. Guía de lombricultura Lombricultura una alternativa de producción (Diaz, 2002) Figura 6. Anatomía Lombriz roja Californiana NOTA: Tomado, Guía de lombricultura, Lombricultura una alternativa de producción (Diaz, 2002) 23 5.4 GERMINACIÓN Como lo describe la ( Universidad Politecnica de Valencia, 2003) en su descripción del proceso de la germinación, la característica fundamental de esta técnica es la “la recuperación de la actividad biológica por parte de la semilla”, mediante una disposición de características básicas para la recuperación y desarrollo de la plántula por medio de:  Sustrato húmedo  Disponibilidad de oxígeno  Temperatura para el desarrollo de la plántula A su vez el documento diferencia las tres fases del proceso: Tabla 5. Fases del proceso de Germinación Fase de hidratación Absorción de agua de los distintos tejidos que forman la semilla. Fase de germinación Transformación metabólica, necesarias para el correcto desarrollo de la plántula. Fase de crecimiento Es la última fase de la germinación y se asocia con la emergencia de la radícula (cambio morfológico visible) NOTA: Fuente. ( Universidad Politecnica de Valencia, 2003) Sustrato de germinación Las características expuestas por ( Lombricultura Pachamama S.A) indican los grandes aportes del humus de lombriz en los procesos de germinación, debido a que este, muestra en sus características principales una baja plasticidad, mejora de retención de humedad en el suelo y una alta cohesión en sus partículas, permitiendo que las semillas germinen libremente y no encuentren obstáculos que interfieran en su crecimiento. Otro consideración encontrada se refiere a la actividad fitohormonal (Hormonas Vegetales) ya que esta benefician 24 el aumento y expansión de las raíces de la planta por lo que mejoran su resistencia, y están mejor estructuradas para soportar temporadas de baja humedad en el suelo de cultivo. Tabla 6. Acción del humus de la LRC en el proceso de la Germinación GERMINACIÓN Frutales El Humus sirve de sustrato de enraizamiento, debido a su acción estimulante sobre la diferenciación celular conducente a tejido radicular Hortalizas la acción fitohormonal del Humus, acelera la formación de tejido radicular de las plántulas. Ornamentales El uso de Humus aplicado en hoyo de plantación evita la pérdida de características post-plantación. Cultivos industriales En aplicación localizada junto con el fertilizante NOTA: FUENTE ( Lombricultura Pachamama S.A) 25 6. MARCO TÉCNICO El decreto 1287 del 10 de julio de 2014 expedido por el Ministerio de vivienda ciudad y territorio asigna las propiedades de manejo de los Biosólidos, de esta forma determina las disposiciones finales para la clasificación establecida por la legislación Nacional e Internacional (Tipo A, Tipo B) esta clasificación de acuerdo a los parámetros de composición y principales elementos patógenos de la muestra. Los elementos Biosólidos cuya composición no corresponda a ninguna de las dos clasificaciones podrán tener operación en rellenos sanitario (Cobertura) o procesos de valoración energética, de lo contrario se debe estabilizar los elementos de la muestra hasta obtener los límites de la legislación vigente. (Ministerio de Vivienda Ambiente y Desarrollo de Colombia, 2014) Biosolidos Clase "A" Figura 7. Biosólido tipo A NOTA: Fuente (Ministerio de Vivienda Ambiente y Desarrollo de Colombia, 2014) Biosolidos Clase "A" Material biosolidos de gran calidad Presencia de Coliformes Fecales Inferior a 1000NMP gdesolido total Virus entericos Menor o igual a 1 unidad formadoradecolonia Alternativas de uso zonaVerdes, Separadores Viales, Campos de golf Jardines, arborizacion y agricultura 26 Biosólido Clase “B” Figura 8. Biosólido tipo B NOTA: FUENTE (Ministerio de Vivienda Ambiente y Desarrollo de Colombia, 2014) El uso de los Biosólidos dependerá de la clasificación y de los valores límites máximos para su aplicación en una situación puntual; además estos no son aceptados principalmente en zonas aledañas a cuerpo de aguas, captación o nacimientos (en un radio inferior a 100 m.), suelos con alto grado de inundación o en el caso que perjudiquen flora y fauna existente (TIPO B). (Ministerio de Vivienda Ambiente y Desarrollo de Colombia, 2014) Biosolidos Clase "B" Material biosolido de baja calidad Presencia de Coliformes Fecales inferior a 2x106 NMP/ gramos solido total Alternativas de uso Recuperacion de suelosdegradados Como insumo en procesos de elaboración de abonos o fertilizantes orgánicos En la estabilización de taludes de proyectos de la red vial nacional, red vial. Secundaria o terciaria. Como insumo en la fabricación de materiales de construcción. fabricación de materiales de construcción, revestimiento vegetal. 27 7. MARCO LEGAL Para tener una mejor caracterización del manejo y control de los biosólidos se ha especificado las dos Normatividades consultadas para el desarrollo del documento por lo cual a continuación se hace referencia: NORMA CFR. 40 503 (US EPA, 1994) Tabla 7. Límites Máximos de concentración (Biosólidos) Contaminante Límites de concentración para (CC) y (CE) para biosólidos (mg/Kg) Límites de concentración para biosólidos aplicados a la tierra. (mg/kg) Clasificación Tipo “A” Tipo “B” Arsénico 41 75 Cadmio 39 85 Cromo 1200 3000 Cobre 1500 4300 Plomo 300 840 Mercurio 17 57 Molibdeno - 75 Níquel 420 420 Selenio 36 100 Zinc 2800 7500 NOTA: (CC) Concentración de contamínate (CE) Calidad Excepcional Fuente: (US EPA, 1994) La reglamentación presentada contiene los límites de concentración de contaminantes presentes en biosólidos, de esta forma es posible establecer las características de la muestra y determinar su posible acción como agente recuperador. (US EPA, 1994) 28 DECRETO 1287 - 10 DE JULIO DE 2014 El (Ministerio de Vivienda Ambiente y Desarrollo de Colombia, 2014) establece la clasificación de Biosólidos como tipo (A-B) para el medio colombiano mediante las concentraciones de elementos químicos-metálicos y microbiológicos por medios de los valores máximos permisibles expuestos a continuación esta clasificación: corresponde la tabla 8 la cual esta expresada en mg/kg de biosólido en Base Seca: Tabla 8. Valores máximos permisibles en concentraciones de biosólidos CRITERIO VARIABLE CATEGORÍA DEL BIOSÓLIDO VALORES MÁXIMOS PERMISIBLES TIPO A TIPO B QUÍMICOS- METALES Concentracione s Máximas Arsénico (As) 20,0 40,0 Cadmio (Cd) 8,0 40,0 Cobre (Cu) 1.000,0 1750,0 Cromo (Cr) 1.000,0 1500,0 Mercurio (Hg) 10,0 20,0 Molibdeno (Mb) 18,0 75,0 Níquel (Ni) 80,0 420,0 Plomo (Pb) 300,0 400,0 Selenio (Se) 36,0 100,0 Zinc (Zn) 2.000,0 2800,0 NOTA: Unidad: mg/kg de biosólido en Base Seca Fuente: Decreto 1287 (Ministerio de Vivienda Ambiente y Desarrollo de Colombia, 2014) Tabla 9. Límites Máximos De Clasificación de Biosólidos (Microbiológicos) CRITERIO MICROBIOLÓGICOS VARIABLE COLIFORMES FECALES HUEVOS DE HELMINTOS VIABLES SALMONELLA sp. CATEGORÍA DE BIOSÓLIDO VALORES MÁXIMOS UFC/g de biosólido (Base Seca) HH/g NMP/g TIPO A <1x103 <1,0 Ausencia TIPO B <2x106 <10,0 <1x103 NOTA: Fuente Decreto 1287 (Ministerio de Vivienda Ambiente y Desarrollo de Colombia, 2014) 29 8. METODOLOGÍA El modelo de investigación escogido para este documento es de tipo descriptivo comparativo por cuanto permite tener una visión clara de la implementación o medios necesarios para el desarrollo de los nuevos procesos orientados a un tipo específico de altitud, lo cual permitirá describir los comportamientos de estas metodologías y poder dar sugerencias acerca de su utilización verificando siempre que estas pueden ser base como elementos de concepción sostenible. El proyecto identificara la viabilidad de los procesos de vermicompostaje y germinación en altitudes menores a 850 msnm para el territorio colombiano, usando como elemento base los biosólidos provenientes de la (PTAR) UMNG Cajicá. Estos lodos serán caracterizados en su comportamiento físico y químico, además de analizar y comparar el producto obtenido con legislación vigente y en referencias para el manejo y aplicación de biosólidos, abonos y procesos de vermicompostaje. La caracterización tiene énfasis en la concentración de metales pesados ya que estos son los principales parámetros de control, ya que pueden propiciar cambios y desestabilizaciones en el ambiente, modificar la estructura del suelo y generar altos niveles de toxicidad que no permiten que este tipo de materiales sean aptos para procesos como la germinación La base Teórica se fundamenta en las definiciones y elementos expuestos anteriormente, de esta se forma se identificaron las principales características generales y puntuales de los distintos instrumentos y metodologías que intervienen en las modelos de estabilización. La estructura comparativa de los análisis de biosólidos residuales de la PTAR UMNG Cajicá (LO) está fundamentada por 3 fases de control de biosólidos, vermicompostaje y germinación, de esta manera se identificó: 30  Características típicas de Lodos provenientes de PTAR (LP).  Características típicas en Modelos de Vermicompostaje (HL)  Características típicas en Modelos de Germinación (MG). Los datos de la caracterización física y química de los lodos provenientes de PTAR UMNG Cajicá, fueron suministrados por el Grupo De Investigación PIT1, a su vez, estos análisis de composición de la muestra han sido evaluados por el Centro de BIO-SISTEMAS de la Universidad Jorge Tadeo Lozano. De esta forma las bases comparativas de análisis determinaran la aplicación de los biosólidos en modelos de vermicompostaje y germinación. 31 9. RESULTADOS Y DISCUSIÓN La grafica 1 identifica la caracterización inicial de los (LO), determinando parámetros físicos y químicos, identificando así el comportamiento de estos para su aplicación en los tratamientos posteriores. Tabla 10. Caracterizacion iniciales fisicas y quimicas del LOproveniente de la PTAR UMNG- Cajicá Parámetro Lodo Orgánico pH 6,30 Humedad 75,25% Carbono Orgánico 238,7 (g/kg) Materia Orgánica 518 (g/kg) Relación C:N 13,26 Conductividad Eléctrica 4,90(dS/m) Densidad 0,89 g/cm3 NOTA: Datos Suministrados por el Grupo de Investigación PIT Grafica 1. Caracterizacion iniciales fisicas y quimicas de la muestra NOTA: Datos Suministrados por el Grupo de Investigación PIT 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 32 9.1 pH Tabla 11. Valores típicos de pH en procesos de estabilización pH Valor típico Lodo Orgánico (LP) 5.5 – 12* Lodo Anaerobio (LP) 7,02* Humus (HL) 8,74** NOTA: * Valor típico: Lodo Orgánico proveniente de PTAR (Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, 2009) *Valor típico: Lodo Anaerobio proveniente de PTAR (Giménez Fernández, 2010) **Valor típico: Humus de lombriz (Morales Munguía, Fernández Ramírez, Montiel Cota, & Peralta Beltrán, 2009) El pH es uno de los principales indicadores del estado de una muestra, este permite identificar la presencia de microorganismos, junto con las disponibilidad de agentes patógenos y nutrientes dispuestos (Polo Hernandez, 2011), la muestra inicial presento valores adecuados para posteriores tratamiento, el pH del LO es aceptable siendo levemente acido (tabla 10) lo cual da cierto grado de confiabilidad del trato de la muestra con diferentes tipos de vegetación y teniendo en cuenta que en valores superiores hay una tendencia a albergar mas microorganismos patógenos esta variable es aceptable aunque no es el valor optimo para el desempeño para el trabajo con vermicompostaje como indica en su texto (Melendez & Soto, 2003) en el cual sugiere como rango optimo pH de aplicación (6,8-7,2). La (tabla 11), identifica valores típicos de biosólidos provenientes de PTAR, este evidencia una concentración establecida LP, además esta variable presenta contenidos similares a procesos de lodos anaerobio dispuestos para procesos de compostaje (pH: 7,02), por lo que el nivel de concentraciones al no presentar diferencia significativa, ni superar valores máximos admisibles (pH 8) para el vermicompostaje está en condición para la reproducción de la lombriz roja californiana. 33 Las concentraciones presentadas por (Morales Munguía, Fernández Ramírez, Montiel Cota, & Peralta Beltrán, 2009) (tabla 11) HL indica la viabilidad de aplicación del biosólido, debido a que este comportamiento en el que hay un incremento de pH entre el lodos de la depuradora de aguas residuales y el humus producido por la LRC es el resultado de la intervención de la materia orgánica la cual incrementa la capacidad amortiguadora, la degradación de los ácidos orgánicos y la absorción de nutrientes en el suelo (Delgado Arroyo, Porcel, Miralles, Beltran, Beringola, & Martin, 2004). Grafica 2. Características de pH de LO y HL NOTA: Fuente Valor típico PTAR (Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, 2009) Valor típico Humus de lombriz (Morales Munguía, Fernández Ramírez, Montiel Cota, & Peralta Beltrán, 2009) El pH dispuesto para el HL tiene una buena tolerancia por parte de una gran cantidad de especies de hortalizas (papa, coliflor, espárragos) además de plantas que logran desarrollos en suelos con concentraciones de pH entre (7 y 8) como Jacinto , Gladiolo, clavel y la caléndula (Maroto, 2008), la comparación de valores típicos con procesos de compostaje (Melendez & Soto, 2003) indican una reducción proporcional y estable proporcionada por la LRC, por lo que se puede concluir que él LO presenta un manejo adecuado para el desarrollo del vermicompostaje y a su vez ser implementado para la aplicación en MG de 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 1 2 3 4 p H LO PTAR UMNG LODO TIPICO PTAR VALOR TIPICO HUMUS 34 plantas como la del melón las cuales requieren un pH entre 6 y 8 siendo esta una especie cuya producción es estable en altitudes no mayores a 1000 msnm. 9.2 Humedad Una condición referente al manejo físico inicial de la muestra es el porcentaje de humedad, este se presento con una concentración del (75,27%) para él LO, siendo una característica optima ya que “la condición en la cual las actividades microbiológicas no tienen una real incidencia es cuando se tienen muestras con contenidos de humedad menores al (12%)” (Diaz, 2002), Grafica 3. Intervalos típicos de porcentaje de Humedad para proceso de Vermicompostaje NOTA: Intervalos típicos (Diaz, 2002). El porcentaje encontrado evidencia condiciones estable, manteniendo características similares a encontradas por (Ortiz Hernández, Gutiérrez Ruiz, & Sánchez Salinas, 1995) en la que se estiman intervalos de tratamiento para procesos de vermicompostaje entre (71,55 %- 79,50 %), por lo que la muestra se ajusta y justifica sus cualidades físicas para su aplicación en procesos de vermicompostaje estableciéndose con porcentajes de humedad en los cuales este parámetro no sobrepasa el 80 % (Rango máximo admisible), por lo que 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 w (% ) Intervalos tipicos (%) Humedad (%) Humedad LO PTAR UMNG 35 permite “facilitar la ingestión del alimento y el deslizamiento de las lombrices a través del material” (Diaz, 2002). 9.3 Materia orgánica Tabla 12. Contenidos típico de Materia Orgánica en LO Y HL Materia Orgánica Valor típico g/kg Lodo Orgánico (LP) 500-800* Lodo Anaerobio (LP) 337,0* Humus (HL) 400-555** NOTA: * Valor típico: Lodo Orgánico (Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, 2009) (Melendez & Soto, 2003) *Valor típico: Lodo Anaerobio (Giménez Fernández, 2010) **Valor típico: HL (Polo Hernandez, 2011) “la materia orgánica del suelo es un continuo de compuestos heterogéneos con base de carbono, que están formados por la acumulación de materiales de origen animal y vegetal parcial o completamente descompuestos” (Melendez & Soto, 2003), de manera que es una característica básica en la interacción suelo con las actividades biológicas. El contenido de materia orgánica encontrado fue de 518 g/kg por lo que él LO se establece en un rango admisible para los lodos provenientes de plantas de aguas residuales (500-800 g/kg) ajustándose además a los intervalos de contenidos de materia orgánica presentados por (Ortiz Hernández, Gutiérrez Ruiz, & Sánchez Salinas, 1995), donde el contenido de materia orgánica de LO se clasifican entre un (441,6 – 830 g/kg). La comparación con HL (tabla 12) identifico concentraciones mayores a las presentadas, sin embargo, los intervalos de comparación de concentración indican tendencia inestables y en el que se destaca un incremento en el contenido de esta variable asociado a la “mineralización de los residuos orgánicos por parte de la lombriz y microorganismos presentes en el medio” (Polo Hernandez, 2011). 36 Grafica 4. Comportamiento de la Materia Orgánica en HL NOTA: Fuente Intervalos típicos HL (Polo Hernandez, 2011) 9.4 Carbono Orgánico Tabla 13. Concentraciones típicas de Carbono Orgánicos en LO y HL Carbono orgánico Valor típico (g/kg) Lodo Orgánico (LP) 150-200* Lodo Anaerobio (LP) 196,0* Humus (HL) 87,0 – 388.0 NOTA: * Valor típico: Lodo Orgánico (Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, 2009) (Melendez & Soto, 2003) **Valor típico: Lodo Anaerobio (Giménez Fernández, 2010) “La capacidad del residuo para suministrar compuestos orgánicos” es la importancia de identificar las características del carbono orgánico (Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, 2009), la regulación típica de un lodo proveniente de una PTAR establece intervalos de manejo adecuados entre (15-55%) por lo que la concentración del LO con 23% es apropiada para los procesos de estabilización posteriores, estableciendo además concentraciones superiores a los parámetros expuestos en la (tabla 13), en la que se dispone de calidades de Lodos anerobios sometidos a compostaje menores a las del LO de PTAR UMNG. 0 200 400 600 800 1000 1200 M at e ri a O rg an ic a Materia Organica 37 El comportamiento encontrado por procesos de vermicompostaje identifico característicos de HL con intervalos entre 87,0 – 388.0 g/kg en el que se evidencia una reducción de esta variable con respecto al OL describiendo esta comportamiento a que “la dinámica de las lombrices acelera la descomposición de los restos vegetales, aumentando la tasa de transformación de nutrientes y promoviendo la agregación del suelo” (Ana Lucía Milagros, 2014) Grafica 5. Carbono Orgánico total LO PTAR UMNG, HL. NOTA: * Valor típico: Lodo Orgánico (Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, 2009) (Melendez & Soto, 2003) **Valor típico: Lodo Anaerobio (Giménez Fernández, 2010) 9.5 Relación Carbono nitrógeno (C/N) La calidad de un sustrato está determinada por sus cualidades físicas, biológicas y químicas, un factor determinante en la calidad del lodo y su futura aplicación y disposición es la relación Carbono nitrógeno la cual indica de manera precisa la “incidencia en la velocidad de descomposición de la materia orgánica” (Nuñes Solis, 2000). Este parámetro obtuvo una relación C/ N : 13,26 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 C ar b o n o O rg an ic a Carbono Organico LO PTAR UMNG Intervalos Tipicos LO Intervalos Tipicos HL 38 para él LO proveniente de la PTAR UMNG, el cual se encuentra entre los valores promedio presentados por él (Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, 2009) en los que establece que no debe superar una relación C/N : 15 identificando que este contenido encontrado de la muestra inicial es adecuado por lo que la disposición general del nitrógeno en los microorganismos es acelerada (Nuñes Solis, 2000). Sin embargo, los lodos bien estabilizados debe mantener relaciones C:N entre (15-20), de manera que la movilidad del nitrógeno en la muestra no es conveniente (Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, 2009) por lo que hay necesidad de implementar procesos de vermicompostaje para los cuales se determinan intervalos característicos que varían entre (C:N 22-44), de manera que la regulación y el empleo de LRC puedan estabilizar el producto para adecuarlo en MG. 9.6 Conductividad eléctrica Tabla 14. Valores típicos de Conductividad Eléctrica en LO Y HL. Humedad Valor típico (dS/m) Lodo Orgánico 0,8-11* Lodo Anaerobio 5,2* Humus 7-10** NOTA: * Valor típico: Lodo Orgánico (Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, 2009) (Melendez & Soto, 2003) *Valor típico: Lodo Anaerobio (Giménez Fernández, 2010) **Valor típico: Humus (Morales Munguía, Fernández Ramírez, Montiel Cota, & Peralta Beltrán, 2009) Los análisis de conductividad eléctrica indican las sales solubles, salinidad de este y del suelo, por lo cual su intervención será determinante en la germinación, producción y efectos secundarios con el cultivo, la concentración encontrado por LO PTAR UMNG (CE: 4,90(dS/m)) evidencian características establecidas en el intervalo típico de lodos generados por plantas de tratamientos, estos oscilan entre 2-12dS/m para (Ministerio de Medio 39 Ambiente y Medio Rural y Marino, 2009), además este tipo de concentraciones están relacionados con los parámetros encontrados por (Morales Munguía, Fernández Ramírez, Montiel Cota, & Peralta Beltrán, 2009) quienes identificaron para sus procesos de vermicompostaje con sustratos de origen animal concentraciones en intervalos de (8-16 dS/m). La relación presente en la (tabla 14) indica concentraciones similares respecto a LA dispuestos para compostaje, por lo que la aplicación y uso en el manejo de cultivo tendría que estar dispuesta por la conductividad del suelo y la dosificación del humus de manera que se reconozca las tolerancias típicas para la germinación y los cultivos de hortalizas. 9.7 Relación (NPK) La caracterización de LO dispuestos para procesos de vermicompostaje requieren análisis a nivel de la muestra representada en factores tales como el nitrógeno, el fosforo y el potasio para los cuales se encontraron los valores 0,45 %, 0,11 %, 0.03 % respectivamente, en las que la participación del Nitrógeno como elemento primario y nutritivo en el desarrollo de la vegetación (Polo Hernandez, 2011) presenta una cantidad porcentual (Nitrógeno total) apropiada, esto teniendo en cuenta regulación dispuesta por la legislación vigente europea, (Ministerio de la presidencia, 2013) en su decreto real sobre productos para abonos, en la cual el aporte optimo no debe sobrepasar el (2%). En cuanto a la concentración del fosforo (0,13%) y el potasio (0,65 %) estas son clave debido a que su participación promueve el “nutrimento mas requerido de plantas y microorganismos, además, en el suelo es el factor limitante de desarrollo vegetal” (Polo Hernandez, 2011), las participaciones encontradas requieren de la implementación de procesos de vermicompostaje debido a que estas concentración no son convenientes teniendo como referencia los estándares típicos del HL en los que se encontró intervalos de 0,65 % - 1,5 %) respectivamente (Diaz, 2002). 40 9.8 Metales Pesados “Un factor importante que puede limitar la utilización agrícola de los lodos es la presencia de cantidades elevadas de metales pesados, entendiendo como tales aquellos que presentan una densidad mayor de 5.0 g/cm3 (Cd, Co, Cr, Cu, Zn, Fe, Mn, etc.)” (Giménez Fernández, 2010) La caracterización de metales pesados presenta concentraciones aptas para el manejo como biosólidos sin embargo las características microbiológicas de la muestra no permiten el desarrollo y se hace necesaria la inclusión del desarrollo con vermicompostaje. Tabla 15. Concentraciones de Metales pesados en él LO de la PTAR UMNG Elemento Lodo Orgánico Vermi-compostaje Cadmio (Cd) 2,34 Cobre (Cu) 16,8 Cromo (Cr) 10,7 Plomo (Pb) 39,12 Zinc (Zn) 244 Hierro (Fe) 12726 Sodio (Na) 0,048 NOTA: Datos Suministrados por el Grupo de Investigación PIT Tabla 16. Concentraciones típicas en Metales pesados LO y HL Elemento Lodo Orgánico* mg/kg Humus** mg/kg Biosólido tipo "A"*** mg/kg Cadmio (Cd) 40 3 8 Cobre (Cu) 1750 15,61 1.000,00 Cromo (Cr) 2000 - 1.000,00 Plomo (Pb) 80 3,22 300 Zinc (Zn) - - 2.000,00 Hierro (Fe) 5000 233 - Sodio (Na) 1500 - - NOTA: * Valor típico: Lodo Orgánico (Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, 2009) (Melendez & Soto, 2003) **Valor típico: Lodo Anaerobio (Giménez Fernández, 2010) (Chávez Porras & Rodríguez González) **Valor típico: Humus *** Decreto 1284 de 2014 41 Los elementos expuestos en la (tabla 14) son las características químicas del LO, la (tabla 15) identifica las concentraciones típicas en HL además de la regulación Nacional vigente, esta caracterización de los metales pesados presentes en la muestra evidencio un contenido bajo en las concentraciones. Las relaciones descritas en la en la que se realiza las comparaciones de LO, HL y biosólido “Tipo A”, verifican la poca disposición de estos elementos en el producto final además de obtener una tendencia a disminuir propia del modelo de vermicompostaje. Las concentraciones encontradas no superan los estándares estimados por legislación nacional y/o internacional (Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, 2009) (Ministerio de Vivienda Ambiente y Desarrollo de Colombia, 2014) y solo se puede estimar un contenido de hierro (Fe) estable en los tratamientos, en el que esta concentración debe disponerse entre (5981-12136 mg/kg) (Ortiz Hernández, Gutiérrez Ruiz, & Sánchez Salinas, 1995). CADMIO (Cd) Grafica 6. Relación de procesos- metales pesados: Cadmio NOTA: Cadmio LO: Concentración típica de Lodo Orgánico (Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, 2009) Concentración Típica de Humus de Lombriz Biosólidos Tipo “A” Decreto 1284 de 2014 0 5 10 15 20 25 0 1 2 3 4 C ad m io ( cd ) Cadmio (Cd) Cadmio- LO Concentracion HL Biodolido Tipo "A" LO PTAR UMNG 42 Los estándares establecidos para Cd en LO de origen residual indican participaciones adecuadas para su disposición 20 mg/kg para Ph<7 y de 40 mg/Kg para Ph>7 (Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, 2009), por lo que la caracterización del LO con PH 6,30 no debe exceder una concentración de 20 mg/Kg y para la que se encontró una disposición de (Cd 0,04 mg/kg), las relaciones dispuestas en la (tabla 16) describen la poca disposición del elemento con respecto a procesos similares de vermicompostaje (Cd 3 mg/kg) y regulaciones dispuestas por el decreto 1287 de 2014 (Ministerio de Vivienda Ambiente y Desarollo de Colombia, 2014). PLOMO (Pb) Grafica 7. Relación de metales pesados: Plomo NOTA: Cadmio LO: Concentración típica de Lodo Orgánico (Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, 2009) Concentración Típica de Humus de Lombriz Biosólidos Tipo “A” Decreto 1284 de 2014 Las regulaciones de manejo de biosólidos establecen límites de concentración para el plomo 300 mg/kg (tipo A) y 400 mg/kg (tipo B) (Ministerio de Vivienda Ambiente y Desarollo de Colombia, 2014), por lo que la concentración del LO proveniente de la PTAR UMNG (39,12 mg/kg) esta establecida dichos 0 50 100 150 200 250 300 350 0 1 2 3 4 C ad m io ( cd ) Plomo (Pb) Plomo- LO Concentracion HL Biodolido Tipo "A" LO PTAR UMNG 43 intervalos. Los procesos de estabilización y la implementación de lombricultura, mantienen un comportamiento similar al LO, produciendo concentraciones que no superan la límites máximos admisibles de concentración para biosólidos tipo “A” (Ministerio de Vivienda Ambiente y Desarollo de Colombia, 2014). CROMO (Cr) El (Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, 2009) en su caracterización de elementos precisa la concentraciones limites 1000 mg/kg para Ph < 7 y de 1500 mg/Kg para Ph > 7, y en la que la concentración para esta fase tratamiento registro un 10,7 Mg/kg (tabla 15). La relación con el LA dispuestos para procesos de compostaje evidencio una diferencia considerable entre tratamientos (31,1 mg/Kg), las concentración presentadas por el (Ministerio de Vivienda Ambiente y Desarrollo de Colombia, 2014) indican que el sustrato no debe exceder las concentración 1000 y 1500 mg/kg para el cual se obtuvo concentraciones muy inferiores tabla 15. Lo que evidencia el poco contenido de metales pesados en él LO. 44 CONCLUSIONES Artículos referentes a la aplicación y el comportamiento de los procesos de vermicompostaje y germinación hacen mención a las calidades y propiedades del humus producido en el proceso como (Ariza, y otros, 2013) en el que se analizaron y evaluaron los efectos del vermicompostaje como abono para la germinación de semillas de Merey, en el cual se estimó para el proceso el uso de concentraciones entre 0% y 25% de vermicompostaje durante 6 semanas, obteniendo un porcentaje de germinación del 86%, mientras que un 13,04% no logro completar el proceso. Los resultados presentados evidencian la capacidad del vermicompostaje en su uso para la germinación de semillas además del desarrollo de una planta que tiene un crecimiento estable en altitudes menores a 850 msnm. Como se ha indicado anteriormente la contextualización necesaria del producto de vermicompostaje y la altitud requerida es evaluada de manera comparativa a través de los resultados presentados. El desarrollo general del documento ha evaluado las distintas características de los tres tratamientos descritos en la metodología, comparando y describiendo las propiedades fisicoquímicas con elementos legislativos o artículos científicos cuya investigación es consecuente a la de este documento. De igual forma se encontró que los tratamientos expuestos registraron concentración adecuadas para la legislación nacional e internacional vigente y se presentan comportamientos similares a otros procesos como el compostaje, donde se ha usado el compost como sustrato para germinación, por ello, el humus producido es un potencial agente a ser usado en procesos de germinación, si el humus se encuentra en una dosis adecuada de manera que permita el correcto desarrollo vegetal altitudes no mayores a 850 msnm. 45 BIBLIOGRAFÍA Ana Lucía Milagros, V. V. (2014). Valoración comparativa de la macrofauna de lombrices en sistemas agroforestales de café orgánico y convencional en contraste con cultivos en pleno sol y bosque, durante la época lluviosa y seca en Turrialba, Costa Rica. Turrialba, Costa Rica. Arbelaez, S. A. (10 de Julio de 2010). Transformacion e solidos provenientes de lodos generados en el sisitema de alcantarillado de Bogota medainte lombriz Roja Californiana . 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