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COMPOSTAJE DE MATERIAL DE DESCARNE Y AGUAS RESIDUALES DE LA
INDUSTRIA DE CURTIDURÍA
Gilberto ÍÑIGUEZ
1
, Ramón RODRÍGUEZ
2
y Gil VIRGEN
3
1
Universidad de Guadalajara, Departamento de Madera, Celulosa y Papel. Km. 15.5 carretera Guadalajara-Nogales.
Las Agujas, Mpio. de Zapopan, Jalisco. Apartado Postal 52-93. C.P. 45020, Guadalajara, Jalisco
2
Universidad de Guadalajara, Departamento de Botánica y Zoología,
km. 15.5 carretera Guadalajara-Nogales.
Las Agujas, Mpio. de Zapopan, Jalisco. Apartado Postal 39-82. C.P. 45110, Guadalajara, Jalisco
3
Universidad de Guadalajara, Departamento de Producción Agrícola, CUCBA, km. 15.5 carretera Guadalajara-
Nogales, Las Agujas, Mpio. de Zapopan, Jalisco, Apartado Postal 110, C.P. 44110 Guadalajara, Jalisco
(Recibido junio 2006, aceptado octubre 2006)
Palabras clave: bagazo de agave, biodegradación, compostaje
RESUMEN
En el presente trabajo se realizó un estudio de compostaje en dos etapas. En la primera
permanecieron dos pilas sin movimiento durante 239 días, una formada con 4,580 kg de
material de descarne y 1,320 kg de bagazo de agave y otra con 4,770 kg de “material de
descarne” y 1,440 kg de bagazo de agave. En la segunda etapa de 204 días, las pilas se
movieron periódicamente para facilitar la aireación y el riego con agua de la llave y aguas
residuales de curtiduría para mantener la humedad de las pilas entre 40 y 60 %. En ambas
etapas se tomó la temperatura de las pilas. Al fnal de la segunda etapa, las compostas Fueron
sujetas a una prueba de campo para su evaluación desde el punto de vista de rendimiento y
calidad, así como la incidencia del hongo
Rhizoctonia solani
en tubérculos de papa. En el
laboratorio Fueron evaluadas las compostas por su ftotoxidad en semillas de pepino y toxi
-
cidad con la lombriz
Eisenia foetida
. Aguas residuales de la industria de curtiduría utilizadas
para el riego de las pilas, fueron evaluadas en la germinación de semillas de rábano, trébol
y pepino. Al inicio del compostaje, el bagazo de agave y el material de descarne fueron
analizados por su contenido de humedad, materia seca, materia orgánica, cenizas, carbono
orgánico total y nitrógeno total Kjeldahl. Al fnal del compostaje, el material de ambas pilas
fue sujeto al análisis de esos mismos parámetros, más pH, conductividad, P, K, Ca, Mg, Na,
Zn, Mg, ±e y Cu. A las aguas residuales se les determinó: demanda química de oxígeno, pH,
sólidos totales, sólidos suspendidos totales, sólidos disueltos totales, sólidos sedimentables
y nitrógeno total. En la primera etapa de compostaje se alcanzaron temperaturas máximas
de 56 °C y en la segunda de 65 °C. En las pruebas de campo, el tratamiento con composta
fue similar al tratamiento con fertilización convencional en cuanto al daño por
R. solani
,
como por la cantidad y calidad de papas (p < 0.05). Los resultados de los bioensayos en
laboratorio en cuanto a brote y vigor relativo, indicaron que a la composta le podía haber
faltado tiempo de maduración, pero según el análisis químico, el problema más que de
maduración pudo haber sido el de concentraciones altas de sodio. En el análisis de toxicidad
con
Eisenia foetida
, las lombrices murieron en los primeros días de prueba, probablemente
por las altas concentraciones de sodio en la composta. El proceso de compostaje demostró
ser una alternativa viable para el manejo, la degradación y por ende la estabilización del
material de descarne y aguas residuales de la industria de curtiduría, aunque el producto
obtenido debe utilizarse bajo las recomendaciones de algún especialista por su alto contenido
de cenizas y sales sobre todo de sodio.
Rev. Int. Contam. Ambient. 22 (3) 113-123, 2006
G. Íñiguez
et al.
114
Key words: composting, leather processing, tanneries
ABSTRACT
In the present work the composting process of Feshing materials from tanneries was
studied in two phases. In the ±rst phase, two piles formed with Fesh material and agave
bagasse were composted during 239 days without any turning. In the second phase of
204 days, piles were turned periodically to facilitate the aeration and irrigation with
tap water and wastewater from the tanneries. In both phases piles temperature readings
were done and 5 average readings were graphed for each day. At the end of the second
phase, the compost was evaluated in a ±eld study determining the yield and quality as
well as the incidence of
Rhizoctonia solani
in potatoes. In the laboratory, compost was
also subjected to qualitative bioassays to screen for the presence of toxicity against
Eisenia foetida and seedling emergency and relative growth of cucumber seeds was
determined. Tannery wastewaters used for irrigation of the composting piles, were
evaluated for their toxicity against germinating seeds of radish, clover and cucumber.
At the beginning of the composting process, agave bagasse and Fesh materials were
analyzed for water, dry matter, ash, organic matter, total organic carbon and total Kjel-
dahl nitrogen content.
Compost was analyzed for the same parameters, besides of pH,
conductivity, and contents of P, K, Ca, Mg, Na, Zn, Mg, ²e and Cu. Chemical oxygen
demand, pH, settleable solids, total nitrogen, total solids, total suspended solids and
total dissolved solids were determined in tanneries wastewater. In the ±rst and second
composting phase temperatures of 56 °C and 65 °C were reached respectively. In the
±eld study, compost treatment was similar to conventional fertilization treatment.
Disease severity caused by
R. solani
, and quantity and quality of potatoes were also
similar (p < 0.05) after compost treatment. The high phytotoxicity and worms death
could be more related to the high compost sodium concentrations than to compost
maturity. The composting process showed to be a good alternative for treating the Fesh
materials and improved wastewater management. The obtained ±nal product with its
high ash and sodium content should be utilized taking into account the recommenda-
tions of an agronomist.
INTRODUCCIÓN
La mayor parte de las curtidurías en México se
encuentran localizadas en la Zona Metropolitana de
la ciudad de México y en los estados de Nuevo León,
Jalisco y Guanajuato. Este último el mayor pro-
ductor a nivel nacional ya que genera alrededor del
65 % del curtido y acabado de cuero. En la ciudad
de León existen más de 500 tenerías y constituyen
la principal actividad económica (INE 1999). En
cuanto a los desechos de esta actividad industrial,
aparecen listados en su totalidad como residuos pe-
ligrosos, en la Norma O±cial Mexicana (NOM-052
1993), lo cual obliga a acopiarlos, almacenarlos,
transportarlos, reciclarlos, tratarlos o con±narlos a
través de empresas autorizadas. Sin embargo estas
obligaciones no se cumplen cabalmente y la mayoría
de los desechos van a dar al drenaje municipal, o a
tiraderos clandestinos o particulares. Por las razones
anteriores, es importante promover la investigación,
el desarrollo tecnológico y la realización de estu-
dios de casos, que permitan determinar la factibi-
lidad técnica y económica de distintas opciones de
manejo. Desde el punto de vista de la generación
de residuos sólidos y aguas residuales con mayor
carga orgánica, la etapa de “rivera” es la que genera
mayor impacto ambiental negativo. Por regla ge-
neral una vez recibidas las pieles, estas se someten
en tambores rotatorios a una fase de prerremojo
con agua para generar un primer residuo líquido
salino. Enseguida se tiene una fase de remojo con
agua, bactericida, tensoactivo y álcali para arrojar
un segundo residuo líquido con valor alto de pH.
Posteriormente viene el “pelambre” donde se utiliza
sulfuro de sodio, sulfhidrato de sodio, cal hidratada,
tensoactivo derivado del petróleo para eliminar el
pelo y la epidermis, aumentar la separación entre
las ±bras de colágeno de la piel, destruir proteínas
no estructurales así como nervios, vasos sanguí-
neos, etc. De esta fase resulta el residuo líquido
COMPOSTAJE DE DESECHOS DE CURTIDURÍA
115
con la mayor carga orgánica de todo el proceso de
curtido. De aquí las pieles pasan al “descarne” que
consiste en una operación mecánica para separar
la endodermis, básicamente constituida por pro-
teínas y grasas. Este desecho sólido puede llegar
a representar hasta el 30 % del peso del cuero. De
esta etapa las pieles van a los siguientes pasos del
proceso de curtido como curtido, recurtido, teñido,
engrase y acabado. El manejo del desecho líquido
del pelambre así como del material sólido del des-
carne es un aspecto importante para este sector in-
dustrial ya que si no son manejados adecuadamente
pueden causar graves problemas de contaminación
ambiental. El material de descarne dado su origen
orgánico, puede ser manejado mediante el compos-
taje (Íñiguez
et al.
2003). El compostaje, conocido
en inglés como “compost” (sustantivo que proviene
del latín composite y que signifca mezcla para
fertilizar o renovar la tierra) es un proceso natural
aerobio donde los microorganismos convierten el
material orgánico en un producto estable llamado
composta, es un proceso noble que puede llevarse
acabo desde la formación de una simple pila con
costos mínimos de construcción y operación hasta
grandes instalaciones con equipo sofsticado y altos
costos de operación y mantenimiento, dependiendo
de lo atractivo del mercado de compostas y de las
exigencias de las autoridades correspondientes para
el manejo de materiales de desecho. Dado el inci-
piente mercado de compostas y la poca atención que
han puesto nuestras autoridades sobre alternativas
de tratamiento de desechos cárnicos, es conveniente
realizar estudios de bajo costo y operación sobre el
tratamiento de esos desechos. El objetivo del pre-
sente trabajo fue evaluar en un primer período la
conveniencia de degradar material de descarne en un
sistema de compostaje sin movimiento de pilas, para
después utilizar como humectante aguas residuales
del proceso del pelambre para lograr una completa
estabilización del bagazo de agave utilizado como
agente de relleno y de ambos residuos de tenerías.
Sin un material de relleno no es posible someter a
compostaje el material de descarne.
MATERIALES Y MÉTODOS
Formación de pilas
Para la realización del presente trabajo se utilizó
material de descarne proveniente de una tenería
dedicada al procesamiento de cueros de animales
vacunos. Como material lignocelulósico para facilitar
el compostaje, se utilizó bagazo de agave proveniente
de una Fábrica de tequila que extrae con agua caliente
los azúcares fermentables de cabezas de agave pre-
viamente destrozadas en equipos especiales. El agua
residual utilizada para el riego de las pilas fue propor-
cionada por una curtiduría, del proceso de pelambre
de pieles de cabra y de borrego. En una primera pila
se pusieron en proceso de compostaje sobre piso de
tierra, 4,580 kg de descarne y 1,320 kg de bagazo de
agave y en una segunda pila
4,770 kg de descarne y
1,440 kg de bagazo. Al terminar de formar las pilas, se
colocaron permanentemente y al azar en cada una de
ellas en lugares diferentes 5 termómetros de carátula
de 13.5 cm con varilla de 60 cm de largo. El promedio
de los cambios de temperatura de los 5 termómetros
se grafcó para cada día. Las pilas no se movieron
y permanecieron la mayor parte del tiempo tapadas
con un plástico negro para evitar problemas por llu-
via durante los primeros 239 días de compostaje. En
este tiempo no hubo adición de agua para controlar
la humedad. La agitación mecánica de las compostas
se eliminó durante la primera etapa pensando en la
economía del proceso, ya que esto implica un gasto
energético en maquinaria especializada.
En un segundo período de compostaje de 204
días, las pilas 1 y 2 se movieron periódicamente para
facilitar la aireación y el riego con agua de la llave
o con aguas residuales para mantener la humedad
de las pilas entre 40 y 60 %. Se tomó la temperatura
de las pilas colocando al azar un termómetro en 5
lugares diferentes. El promedio de los cambios de
temperatura se grafcó para cada día.
Al inicio del compostaje, el bagazo de agave y el
material de descarne fueron analizados por su con-
tenido de humedad, materia seca, materia orgánica,
cenizas, carbono orgánico total y nitrógeno total Kjel-
dahl. Al fnal del tiempo de compostaje, el material
de ambas pilas fue sujeto al análisis de esos mismos
parámetros, además de pH, conductividad, P, K, Ca,
Mg, Na, Zn, Mg, Fe y Cu. A las aguas residuales se les
determinó: demanda química de oxígeno, pH, sólidos
totales, sólidos suspendidos totales, sólidos disueltos
totales, sólidos sedimentables y nitrógeno total.
Bioensayos con semillas
Se realizó un análisis de germinación de semillas
en muestras de agua residual, consistiendo de 10
tratamientos (agua residual diluida con agua desio-
nizada al 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 y 90 %) y 3
repeticiones por tratamiento con semillas de rábano,
trébol y pepino (30 semillas por repetición), coloca-
das en cajas de Petri (diámetro de 10 cm) con papel
fltro (Whatman No. 1) humedecido con 10 mL de
cada una de las diluciones del agua residual. Para el
G. Íñiguez
et al.
116
testigo se utilizaron semillas colocadas en papel fltro
humedecido sólo con agua desionizada. Las semillas
se dejaron germinar a temperatura de laboratorio y
los porcentajes de germinación se registraron hasta
el sexto día. Después de ese día ya no se observó
germinación alguna de semillas. El porcentaje de
reducción en la germinación de semillas (R %, cam-
bió en la germinación con referencia al testigo) por
acción del agua residual se calculó de acuerdo a la
ecuación 1 descrita por Czabator (1962):
;
*
100
100
(%)
R
=
0
T
xTi
(1)
donde:
To = % de germinación real en el testigo.
Ti = % de germinación por el efecto del tratamiento.
100* = germinación hipotética en el testigo.
100 = factor de conversión para el %.
La ecuación facilita una comparación de la germi-
nación en el tratamiento con respecto a la del testigo.
Un valor positivo indica una germinación mayor en
respuesta al tratamiento en comparación al control,
mientras que un valor negativo indica lo contrario.
Pruebas biológicas
Brote y vigor relativo de pepino
Al fnal del período de compostaje a la composta
se le realizaron estudios de brote y vigor
relativo de
acuerdo con la técnica descrita por el TMECC(2002.
Método 05.05-A). El brote o emergencia, se refere
a la relación de semillas emergidas y al número de
semillas sembradas en un tiempo determinado. El
vigor relativo, se refere al número de plantas que
se desarrollaron en determinado sustrato en forma
fuerte y vigorosa con una altura igual o mayor al pro-
medio de plantas que se desarrollaron en turba como
testigo positivo. Para esto se utilizaron 2 charolas de
poliestireno de 34 x 34 cm con 100 celdas (2.5 x 2.5
x 7 cm) cada una, utilizando una charola por pila.
En cada una de las charolas, se llenaron tres hileras
adyacentes con la combinación composta-vermiculita
procurando que el medio de cultivo no se perdiera
en los orifcios de drenado. Como testigo positivo se
llenaron con turba dos hileras de 10 celdas cada una
sin que estas hileras quedaran pegadas a la muestra
de composta. Como testigo negativo se llenó al azar
una hilera de 10 celdas de vermiculita. Cada hilera
de vermiculita representaba una réplica del testigo
negativo.
Se colocaron dos semillas de pepino por
celda, cubriéndolas con aproximadamente 1 cm de
material. Cada charola se colocó bajo la inFuencia
de luz Fuorescente en una jaula ±orrada con plástico
traslúcido (50 x 50 x 24.5 cm) para conservar la
humedad del material durante el tiempo que duró el
experimento. La temperatura dentro de las cámaras
se mantuvo en aproximadamente 27 °C. Después de
12 días, se removieron las plantas de cada charola,
registrándose el número de plantas con cotiledones
e hipocotiledones totalmente expuestos, para evaluar
el brote y el vigor relativo.
Bioensayo con Eisenia foetida
Para determinar el grado de madurez de las com-
postas después del período de compostaje, se les
practicó otro bioensayo, pero esta vez con lombrices
de tierra (
Eisenia foetida
) de acuerdo con la técnica
descrita por el TMECC
(2002 Método 05.05-C). Para
esto, a 25 g de muestra de composta se les adicionó
y mezcló con 125 g de arena lavada y seca al aire,
más agua hasta un contenido de humedad de 80 %.
Para cada muestra analizada se consideró un testigo
positivo. A la muestra de testigo positivo además de la
muestra y la arena, se le adicionaron 10 g de polvo de
celulosa y 30 mL adicionales de agua, de tal manera
que la mezcla tuviera al menos 80 % de humedad.
A cada muestra de análisis y testigo positivo se le
añadieron 3 lombrices (
Eisenia foetida
) con un peso
entre 100 a 200 mg, registrando el peso inicial de
la suma de las tres lombrices. Una vez preparadas
las muestras, los recipientes se colocaron bajo luz
Fuorescente constante a temperatura ambiente de
laboratorio de 23 °C aproximadamente. Después
de 7 días se removieron y pesaron las lombrices,
regresándolas luego a sus respectivas muestras por
otro período de 7 días. A los 14 días se volvieron a
remover y pesar las lombrices.
Pruebas de campo
Se realizó una prueba de campo para evaluar la
composta (mezcla de las dos pilas al 50-50 % en
volumen) desde el punto de vista de rendimiento y
calidad, así como la incidencia (porcentaje de daño
sobre tubérculo) de
Rhizoctonia solani
en tubérculos
de papa. Para esto se estableció un experimento de
bloques al azar con tres tratamientos y cuatro repeti-
ciones por tratamiento en un terreno comercial para
el cultivo de papa en la zona de Tapalpa, Jalisco,
México. Los tratamientos ±ueron los siguientes: a)
aplicación de composta en una proporción de 20
ton ha
-1
, b) aplicación de fertilización convencional
(250-340-380 de N-P-K respectivamente)
y c) tes-
tigo sin composta ni fertilización. Cada repetición
consistió de un área de 10 m
2
(dos surcos de 5 m de
largo cada uno).
La composta y el fertilizante se
aplicaron antes de la siembra de papa. El rendimien-
COMPOSTAJE DE DESECHOS DE CURTIDURÍA
117
to de papa se determinó tomando en cuenta el total
de kg ha
-1
obtenidos en cada tratamiento, La calidad
se determinó de acuerdo con los estándares usados
por el agricultor como papas de primera, segunda,
tercera y cuarta. La incidencia de
Rhizoctonia so-
lani
sobre los tubérculos de papa fue evaluada de
acuerdo con la propuesta de Virgen-Calleros
et al.
(2000).
Análisis químico
Para las compostas, el contenido de nitrógeno total
fue determinado por el procedimiento macroKjeldahl
(AOAC 1984) y la materia seca o húmeda, al secar
2 g de muestra por 24 h a 105 °C. Para el análisis de
cenizas, esta misma muestra se puso en una mufa a
550 °C por 2 h. El material volátil fue considerado
como materia orgánica (AOAC 1984). El pH y la
conductividad Fueron determinados en extractos en
agua en una relación peso/volumen de 1:5 (http://
compost.css.cornell.edu/monitor/monitorph.html). El
carbono orgánico total (COT) fue calculado mediante
la siguiente ecuación (Golueke 1977):
% COT = (100 - % cenizas)/1.8
La relación C:N fue calculada con base en el aná-
lisis anterior de carbono y en el análisis de nitrógeno
total Kjeldahl.
El total Ca, Cu, Fe, Mg, Mn, Na, Zn y K se de-
terminó por espectroscopia de absorción atómica
previa digestión de las muestras en parrilla y con
HNO
3
concentrado según el método de la Norma
Mexicana (051-2001). El FósForo total Fue deter
-
minado mediante espectrofotometría visible previa
digestión de las muestras en HCl/HNO
3
y extracción
en benceno/isobutanol según el método de la Norma
Mexicana (029-2001).
Para las aguas residuales, los sólidos sedimenta-
bles, sólidos totales, sólidos suspendidos totales, só-
lidos disueltos totales, demanda química de oxígeno
y nitrógeno total, fueron analizados de acuerdo con el
Standard Methods For the Examination oF Water and
Wastewater (APHA 1992). El pH Fue determinado
utilizando un potenciómetro HANNA modelo 211
(Hanna Instruments, Portugal).
Análisis estadístico
Los resultados se sometieron a
un análisis de
varianza para un experimento de bloques al azar de
tres tratamientos con cuatro repeticiones por trata-
miento seguido de un análisis de medias mediante la
prueba de la mínima diFerencia signi±cativa a p < 0.05
(Montgomery 1991).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El
cuadro I
presenta algunas características del
bagazo de agave y del material de descarne utilizado
en el estudio. Con base en esas características, la
humedad y la relación C:N para la pila 1 fue de 64.6
% y 13.1 y para la pila 2 de 64.2 % y 13.2, respectiva-
mente. El contenido de humedad de la mezcla no fue
limitante para iniciar el proceso de compostaje ya que
estaba en el rango recomendado (40-65 %. NRAES
1992). Por otro lado, la relación C:N de la mezcla
inicial puesta en compostaje, aunque diferente a la
recomendada para el proceso (25: 1-30-1, NRAES,
1992), no fue un factor inhibidor pero sí puede pre-
sentar algunos inconvenientes. Zhu (2006) al someter
a compostaje mezclas de estiércol de cerdo con paja
de trigo, encontró que en una mezcla con relación C:
N de 20 en comparación a una de 25, la pérdida de
nitrógeno fue mayor en 8 % y que la fase termofílica
fue más corta con dos semanas más de maduración.
El
cuadro II
presenta algunas características del
agua residual utilizada para la riego de las pilas.
Como era de esperarse el pH (12) del agua residual
fue muy alcalino debido a la adición de cal hidratada,
además de sulfuro de sodio, para ayudar a eliminar
el pelo y la epidermis, aumentar la separación entre
las ±bras de colágeno de la piel, destruir proteínas no
estructurales así como nervios y vasos sanguíneos,
razón por la cual también se encontraron valores
altos de DQO, nitrógeno total y sólidos en varias de
sus formas. La misma información mostrada en el
cuadro II
con±rma el alto riesgo de contaminación
ambiental al ser vertido este tipo de aguas residuales
en algún cuerpo de agua. El agua residual domés-
tica catalogada como muy contaminante tiene
los
siguientes valores: promedio en mg
-1
: DQO 1,000,
CUADRO I.
CARACTERÍSTICAS DEL BAGAZO DE AGA-
VE Y EL MATERIAL DE DESCARNE UTILI-
ZADOS EN EL COMPOSTAJE
Análisis
Bagazo de
agave
Material de
descarne
Humedad (%)
24.3
76.3
Materia seca (%)
75.7
23.7
Materia orgánica (%)
a
54.6
84.6
Cenizas (%)
a
45.4
15.4
Carbono orgánico total (%)
a
30.3
47.0
Nitrógeno total Kjeldahl (%)
a
1.4
4.4
Relación C:N
21.6
10.7
a
Base seca
G. Íñiguez
et al.
118
sólidos totales 1,200, sólidos suspendidos totales
350, sólidos disueltos totales 850 y nitrógeno total
85 y sólidos sedimentables 20
mL L
-1
. (Metcalf y
Eddy 1996).
La
fgura 1
muestra los cambios de temperatura
durante la biodegradación del material de descarne
en un primer ciclo. Al momento de iniciar el com-
postaje, la temperatura promedio para las pilas 1 y
2 fue de 24 °C, incrementándose paulatinamente
hasta llegar a una máxima promedio de 56.5 °C el
día 24 en la primera pila y de 56 °C el día 22 en la
segunda pila. Después de esos días las temperaturas
comenzaron a disminuir paulatinamente. Como se
observa en la misma
fgura 1
, desde los días 22-24,
se registraron temperaturas de los 56 a los 52 °C hasta
el día 59, después de ese día y hasta el día 126, las
temperaturas en las dos pilas permanecieron en
52 °C y de ese día hasta el fnal del primer período
de compostaje de 239 días, las temperaturas bajaron
de 52 a 46.7 °C para la pila 1 y de 52 a 48.3 °C para
la pila 2. El valor de estas temperaturas estuvo en el
rango recomendado por la mayoría de los expertos
en compostaje (43.5-65.5 °C) (NRAES 1992). Al
igual que en experiencias anteriores (Íñiguez y Vaca
2001, Íñiguez
et al.
2003), con este trabajo queda
demostrado que cuando se inicia el compostaje con
material cárnico (descarne o tripas de cerdo) y ba-
gazo de agave, en las primeras tres o cuatro semanas
las temperaturas máximas que se alcanzan Fuctúan
entre 54 y 57.5 °C, supuestamente por ser entre otros
±actores el oxígeno el ±actor limitante, al estar siendo
utilizado por los microorganismos y al difcultarse su
difusión a través de las pilas ya que con el transcurso
de los días estas se compactan. Al remover las pilas y
facilitar la aireación, se pueden alcanzar temperaturas
hasta de 70 °C en los siguientes 7 días. Con base en
estos resultados, en conjunción con otros anteriores
(Íñiguez
et al.
2003), por cuestión de tiempo y calidad
del producto es conveniente mover las pilas al menos
cada 2 semanas desde el inicio del compostaje.
La
fgura 2
muestra los cambios de temperatura
durante la biodegradación del material de descarne
con la adición de agua de la llave y agua residual en
un segundo período de 204 días. Las Fechas delgadas
indican el día en que movieron las pilas y se añadió
agua de la llave, mientras que las Fechas gruesas,
indican el día que se movieron las pilas y se añadió
CUADRO II.
ALGUNAS CARACTERÍSTICAS DEL AGUA
RESIDUAL UTILIZADA PARA EL RIEGO
DE LAS PILAS
Análisis
Valores
Demanda química oxígeno
(mg L
-1
)
24,785
a,1
38,852
2
30,250
3
pH
12.0
12.2
12.0
Sólidos totales (mg L
-1
)
31,533
64,016
50,304
Sólidos suspendidos (mg L
-1
)
9,889
34,277
12,410
Sólidos disueltos (mg L
-1
)
21,644
29,739
37,894
Sólidos sedimentables (mL L
-1
)
250
200
300
Nitrógeno total (mg L
-1
)
1,306
2,576
1,610
a
Agua residual utilizada en las pruebas de germinación
1,2,3
Características del agua residual utilizada para el primero,
segundo y tercer riego de las pilas
0
10
20
30
40
50
60
0
50
100
150
200
250
Tiempo (días)
Temperatura (
o
C)
Pila 1
Pila 2
Temp. ambiente
Fig.1.
Cambios de temperatura durante la biodegradación de material de descarne en una primera etapa
COMPOSTAJE DE DESECHOS DE CURTIDURÍA
119
agua residual. Como puede observarse en esta fgura,
en los primeros días al remover las pilas y añadir
agua en la pila 1, se tuvo una temperatura de 66 °C
en el día 24 mientras que en la pila 2 la temperatura
máxima alcanzada Fue de 64 °C en el día 20. En un
segundo ciclo antes de añadir agua residual, en la pila
1 la temperatura máxima Fue de 65 °C en el día 38
mientras que en la pila 2 de 60 °C para ese día. En esta
misma fgura puede apreciarse también cómo aFectó
la adición de agua residual en la temperatura máxima
alcanzada en las pilas. Por ejemplo, después de la
primera adición de agua residual en la pila 1 se llegó
a una temperatura máxima de 51 °C mientras que en
la pila 2 a 53 °C. Después de 10 días de una segunda
adición de agua residual en la pila 1 se alcanzó una
temperatura máxima de 54 °C y en la pila 2 de 51 °C.
En la tercera adición de agua residual ya no se notó el
eFecto tan marcado en la temperatura máxima de las
pilas, ya que después de esta tercera adición de agua
residual, la temperatura fue aumentando paulatinamen-
te hasta alcanzar temperaturas similares a las logradas
hasta antes de añadir agua residual (64 °C). Después
de la tercera adición de agua residual (día 66) no se
consideró conveniente seguir añadiendo más agua
residual para dar oportunidad a la degradación de los
compuestos orgánicos del agua residual, la completa
degradación del bagazo de agave y a que se podría
acumular una concentración tal de sales que pudiera
ir en detrimento de la calidad del producto fnal. Des
-
pués del sexto ciclo (sexto movimiento de las pilas
en la segunda etapa) en el que todavía se alcanzaron
temperaturas de 63-64 °C esta empezó a disminuir
paulatinamente hasta 41 °C para la pila 1 y 44 °C
para la pila 2 en el día 204 en el que se decidió dar
por terminado el segundo período de compostaje. El
cuadro III
presenta algunas características químicas
de las compostas de las pilas 1 y 2. La relación C:
N para la pila 1 fue de 13.1 y de 12.4 para la 2, un
valor menor a 20 de acuerdo con lo recomendado para
compostas maduras (Mayer y Hofer 1987). El alto
contenido de cenizas (71.5 para la pila 1 y 69.5 %
para la 2) y bajo porcentaje de materia orgánica (28.5
y 30.5 % para las pilas 1 y 2, respectivamente) indica
el grado de mineralización que sufrió el material en
compostaje, de manera que este alto contenido de
cenizas puede ser un factor limitante en la aplicación
de compostas en ciertos cultivos agrícolas.
Brote y vigor relativo
De acuerdo con la metodología de bioensayos
cualitativos para la evaluación de madurez de com-
postas, en términos de brote, para la composta de la
pila 1 se tuvo un valor de 82 % mientras que para la
composta de la pila 2 fue de 74 %. Según los datos de
referencia del TMECC (2002 Método 05.05-A) valo-
res de brote mayores al 90 % indican una composta
muy madura, valores entre el 90-80 % una composta
madura y valores menores al 80 % una composta
inmadura. En cuanto a los análisis de vigor relativo,
los resultados indicaron que se trataba de compostas
0
10
20
30
40
50
60
70
0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
150
165
180
195
210
Temperatura (°C)
Tiempo (días)
Pila 1
Pila 2
Fig.2.
Cambios de temperatura durante la biodegradación de material de descarne con adición de
agua residual. Las ±echas delgadas indican el día en que se movieron las pilas y se añadió
agua de la llave, mientras que las ±echas gruesas, indican el día en que se movieron las
pilas y se añadió agua residual
G. Íñiguez
et al.
120
inmaduras, ya que el dato de vigor relativo para la
pila 1 fue de 31 % y para la pila 2 de 33 %. Según
los datos de referencia del TMECC (2002 Método
05.05-A) valores de vigor relativo, mayores al 95 %,
indican compostas muy maduras, valores entre 85 y
95 % compostas maduras y valores menores al 85 %
indican compostas inmaduras. Sin embargo, ya que
las compostas al fnal del período de compostaje pre
-
sentaron un olor, textura y color similares a una tierra
de jardinería es probable que los valores no deseables
de brote y vigor relativo se debieron más a los valores
altos de sodio contenido en las compostas (
Cuadro
III
. 10,775 mg kg
-1
para la pila 1 y 12,066 mg kg
-1
para la 2). Algunas sales solubles específcas como
el sodio, pueden ser perjudiciales para las plantas
(http://compostingcouncil.org/section.cfm?id=39).
Árboles, viñedos y plantas leñosas de ornato tienden
a ser especialmente sensibles a un exceso de sodio,
sin embargo los cultivos anuales usualmente no son
afectados directamente por concentraciones altas de
sodio, excepto por su contribución a la salinidad del
suelo (SICCFA 1998). Por otro lado, las compostas
de nuestro estudio fueron utilizadas para mejorar el
pasto de jardines, sin haberse observado daño alguno,
probablemente por la solubilización del sodio por el
riego permanente.
Eisenia foetida
Con base en la prueba biológica desarrollada
con
Eisenia foetida
, las compostas de las pilas 1 y
2 resultaron tóxicas para las lombrices ya que murie
-
ron en los primeros días de prueba. En el
cuadro III
puede apreciarse que las compostas en promedio
tuvieron un valor de pH de 8.4, una conductividad
de 4.2 mmhos cm
-1
y una concentración de sodio de
11,420 mg kg
-1
, factores que pudieron haber causado
la muerte de las lombrices. Tanto la alcalinidad como
la salinidad se reportan como perjudiciales para las
lombrices, ya que niveles altos de sales causan seque-
dad osmótica (Santamaria-Romero
et al.
2001). De
hecho las lombrices se utilizan para valorar efectos
ambientales de algunos agentes químicos ya que estas
pueden predecir los efectos en otros invertebrados
del suelo (Edwards y Bates 1992).
Efecto del agua residual en la germinación de
semillas
La
fgura 3
muestra que tanto en las semillas de
trébol como en las de rábano se presentaron proble-
mas de germinación a medida que fue aumentando la
concentración de agua residual en el papel fltro de
las cajas de Petri. El porcentaje de reducción (R) fue
más marcado en semillas de trébol que en semillas de
rábano, sobre todo en las concentraciones más bajas
de agua residual. Para semillas de trébol los valores
de R fueron de
-
12.9 a
-
63.5 para concentraciones
de agua residual de 10 a 40 % mientras que para
semillas de rábano estos valores fueron de
-
2.4 a
-
53.4 para las mismas concentraciones. Para con-
centraciones de agua residual por arriba del 70 % los
valores de R fueron de
-
100 para semillas de rábano,
mientras que para semillas de trébol estos valores se
alcanzaron en el 90 y 100 % de agua residual. En la
fgura 3
puede apreciarse que las semillas de pepino
fueron más tolerantes a las diferentes concentraciones
de agua residual ya que los valores de R estuvieron
entre
-
1.2 y
-
2.3 para las diferentes concentraciones
de agua residual. Esos resultados demuestran que en
las pruebas de vigor de las técnicas de análisis de
compostas del TMECC (2002. Método 05.05-A) se
utilizan semillas de pepino por ser más tolerantes a
concentraciones altas de sales, característica esencial
de algunas compostas. El hecho de haber añadido este
tipo de agua residual a las pilas de composta trajo por
consecuencia problemas de germinación y desarrollo
de plantas de pepino como quedó demostrado en los
estudios de brote y vigor relativo. En un estudio an-
terior donde se puso también en compostaje bagazo
de agave con material de descarne, pero no se añadió
este tipo de agua residual sino agua de la llave, no se
CUADRO III.
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA COM-
POSTA DE MATERIAL DE DESCARNE
CON AGUAS RESIDUALES
DE
LA
IN-
DUSTRIA
DE CURTIDURÍA
Composta
Análisis
Pila 1
Pila 2
pH
8.5
8.3
Cenizas (%)
a
71.5
69.5
Materia orgánica (%)
28.5
30.5
Conductividad (mmhos cm
-1
)
4.06
4.49
N total (%)
a
1.20
1.36
COT
(%)
ab
15.72
16.94
Relación C/N
13.10
12.45
P total (%)
a
0.001
0.001
K total (%)
a
0.238
0.229
Ca total (%)
a
8.53
7.40
Mg total (%)
a
0.095
0.073
Na total (mg kg-1)
a
10775.4
12066.20
Zn total (mg kg-1)
a
70.51
83.08
Mn total (mg kg-1)
a
238.66
228.20
Fe total (mg kg-1)
a
4459.17
4228.54
Cu total (mg kg-1)
a
36.61
34.26
a
Base seca
b
Carbono orgánico total
COMPOSTAJE DE DESECHOS DE CURTIDURÍA
121
presentaron problemas en la germinación ni en el de-
sarrollo plumbular y radicular de
Rhaphanus sativus
,
más aún se obtuvo una mayor producción de biomasa
en la composta que en el testigo con turba 10 días
después del transplante (Íñiguez
et al.
2003).
Pruebas de campo
El
cuadro IV
presenta los resultados de la prueba
de campo sobre el efecto de la composta en el cultivo
de papa. En cuanto al rendimiento total de papa en
kg ha
-1
, no se presentó diferencia signiFcativa entre
los tres tratamientos (p < 0.05) aunque la varianza
para cada tratamiento fue más pequeña para el trata-
miento con composta (0.212), que para el tratamiento
con fertilización convencional (2.389) y el testigo
(6.571). En cuanto a la calidad, en el tratamiento con
fertilización se obtuvo numéricamente una mayor
cantidad de papa de primera (1.267 ton ha
-1
) aunque
estadísticamente igual (p < 0.05) al tratamiento con
composta (0.875 ton ha
-1
), esto debido a la varianza
entre ambos tratamientos, ya que la varianza para el
tratamiento con composta fue de 0.356 mientras que
para el tratamiento con fertilización convencional la
varianza fue de 0.083. Entre este último tratamien-
to y el testigo, sí se presentó diferencia estadística
signiFcativa (p > 0.05) en cuanto a la cantidad de
papa de primera. En lo relativo a la cantidad de
papa de primera entre el testigo y el tratamiento
CUADRO IV.
RESULTADOS DE LA PRUEBA DE CAMPO EN EL USO DE COM-
POSTA EN EL CULTIVO DE PAPA
Tratamiento
Fertilización
Análisis
Control
Convencional
Composta
DMS*
Papa de primera (ton ha
-1
)
0.360
a
1.267
b
0.875
a,b
0.864
Papa de segunda (ton ha
-1
)
1.532
a
1.552
a
1.240
a
1.250
Papa de tercera (ton ha
-1
)
1.750
a
1.017
a
1.732
a
1.047
Papa de cuarta (ton ha
-1
)
0.667
a
0.900
a
0.735
a
0.603
Total de papa (ton ha
-1
)
4.310
a
4.737
a
4.618
a
3.079
Daño sobre la superFcie
del tubérculo (%)
14.17
b
6.75
a
8.30
a
4.33
*Diferencia mínima signiFcativa (p = 0.05)
a, b
Los valores seguidos por la misma letra en un renglón dado, no diFeren a p < 0.05
según la prueba de la mínima diferencia signiFcativa
-110
-90
-70
-50
-30
-10
10
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Concentraciones del agua residual de tenerías (%)
Reducción en la germinación (%)
Pepino
Trébol
Rábano
Fig. 3.
Reducción en la germinación de semillas a diferentes concentraciones del agua residual de
tenerias
G. Íñiguez
et al.
122
con composta no se presentó diferencia estadística
signifcativa (p < 0.05), esto debido al valor de la
varianza del tratamiento con composta de 0.356 en
comparación al de 0.130 para el testigo. En cuanto a
la cantidad de papas de segunda, tercera y cuarta, no
se presentaron diFerencias estadísticas signifcativas
entre los tratamientos (p < 0.05). A pesar de notarse
la tendencia hacia el efecto positivo de la composta
sobre la cantidad de papas de primera, es recomen-
dable en futuras investigaciones aumentar el número
de repeticiones por tratamiento para evitar los efectos
de la varianza entre la diferencia de medias. Al con-
siderar el daño por
R. solani
sobre la superfcie del
tubérculo, se encontró que el daño mayor fue para el
tratamiento testigo (p > 0.05. 14.17 %) mientras que
para los tratamientos con fertilización y composta
el daño fue estadísticamente menor y similar (p <
0.05. 6.75 y 8.30 %, respectivamente). Actualmente
las compostas están reconocidas por ser tan efectivas
como los fungicidas para el control de enfermedades
causadas por patógenos de plantas transmitidos por
el suelo. Las compostas de corteza de pino, de resi-
duos de jardinería, de residuos de orujos de vid, de
estiércol de vacuno y biosólidos, han sido útiles en la
eliminación de algunas enfermedades causadas por
Rhizoctonia
(Kuter
et al.
1988, Gorodecki y Hadar
1990, Boehm y Hoitink 1992, Grebus
et al.
1993)
Sin embargo se recomiendan más estudios sobre
las propiedades supresoras de enfermedades de esta
composta hecha con base en material de descarne y
aguas residuales de tenerías debido a los resultados
que se obtuvieron en las pruebas con
Eisenia foetida
y de brote y vigor relativo en semillas de pepino.
CONCLUSIONES
En la primera etapa de compostaje de 239 días
se obtuvo una composta sin que se haya degradado
completamente el bagazo de agave. Los restos del
material del descarne aparecieron en forma de peque-
ños terrones calizos, producto seguramente de la mi-
neralización de la materia orgánica y de los residuos
del sulfuro de sodio, sulfhidrato de sodio y de la cal
hidratada que se
añadieron inicialmente a las pieles
para eliminar el pelo y la epidermis. Al inicio del
experimento se consideró que después de mantener la
mezcla de bagazo de agave-material de descarne por
más de seis meses sin movimiento, se podría obtener
un producto con una textura similar a la de un suelo
de jardinería; como el producto obtenido fue muy
heterogéneo, sin haberse degradado completamente
del bagazo de
agave, se consideró la necesidad de
continuar con el compostaje, pero esta vez bajo un
sistema periódico de riego y movimiento. Sin em-
bargo, se recomienda que en estudios posteriores
se haga una evaluación agronómica en campo de la
primera composta, sobre todo para ahorrar energía
y mano de obra en el movimiento de las pilas. De la
segunda etapa de compostaje de 204 días se obtuvo
un producto con color y textura similares a los de un
suelo de jardinería aunque con ciertas limitaciones
para poder utilizarse en proporciones altas (> 20 %) en
plantas de ornato ya que los resultados en las pruebas
con lombrices y de brote y vigor relativo en plantas
de pepino no fueron los esperados en comparación
con los obtenidos en trabajos similares con compostas
de tripas de cerdo y material de descarne sin aguas
residuales de tenerías. Los resultados reportados se
atribuyen a las concentraciones altas de sodio, por
lo que el producto podría ser utilizado en pasto de
jardinería o campos de golf dado el constante riego
que se práctica en esta actividad. En las pruebas de
campo no se presentó problema alguno en el uso de
esta composta en el cultivo de papa. Sin embargo, es
recomendable realizar más estudios sobre todo para
determinar si efectivamente el uso de esta composta
suprime el daño que le produce a la papa
R. solani
.
El proceso de compostaje como forma de tratamiento
de material de descarne y aguas residuales de la in-
dustria de curtiduría es viable técnicamente aunque
hay que considerar la forma particular del uso de esta
composta en prácticas agrícolas.
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