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Estudio de la dinámica microbiana durante la fase de maduración del compostaje de residuos orgánicos : vermicompostaje como alternativa de tratamiento

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Estudio de la dinámica microbiana durante la fase de maduración del compostaje de residuos orgánicos : vermicompostaje como alternativa de tratamiento

Villar Comesaña, Iria
 
DATE : 2017-08-28
UNIVERSAL IDENTIFIER : http://hdl.handle.net/11093/824
UNESCO SUBJECT : 2414.08 Procesos Microbianos ; 3308.07 Eliminación de Residuos ; 2414 Microbiología
DOCUMENT TYPE : doctoralThesis

ABSTRACT :

La gestión de residuos orgánicos mediante el compostaje es un proceso muy extendido que se emplea para el tratamiento de residuos de diverso origen y con características físico-químicas muy distintas. El compostaje se basa en la acción de diversos microorganismos aerobios mediante los cuales se produce la degradación de la materia orgánica, con la consecuente elevación de la temperatura y la sucesión de las distintas poblaciones microbianas. El compostaje es un proceso controlado en el cual se realiza el seguimiento de los parámetros que se consideran inciden de manera importante en el correcto desarrollo del proceso, como son: temperatura, aireación, humedad, etc. En esta descomposición aerobia de la materia orgánica se pueden diferenciar cuatro fases: fase inicial mesófila (con temperaturas inferiores a los 45ºC), fase termófila (se alcanzan temperaturas superiores a los 45ºC), fase de enfriamiento (la temperatura desciende hasta valores ambientales) y la fase de maduración, durante la cual, se produce la estabilización de la materia orgánica. Las tres primeras fases se producen ... [+]
La gestión de residuos orgánicos mediante el compostaje es un proceso muy extendido que se emplea para el tratamiento de residuos de diverso origen y con características físico-químicas muy distintas. El compostaje se basa en la acción de diversos microorganismos aerobios mediante los cuales se produce la degradación de la materia orgánica, con la consecuente elevación de la temperatura y la sucesión de las distintas poblaciones microbianas. El compostaje es un proceso controlado en el cual se realiza el seguimiento de los parámetros que se consideran inciden de manera importante en el correcto desarrollo del proceso, como son: temperatura, aireación, humedad, etc. En esta descomposición aerobia de la materia orgánica se pueden diferenciar cuatro fases: fase inicial mesófila (con temperaturas inferiores a los 45ºC), fase termófila (se alcanzan temperaturas superiores a los 45ºC), fase de enfriamiento (la temperatura desciende hasta valores ambientales) y la fase de maduración, durante la cual, se produce la estabilización de la materia orgánica. Las tres primeras fases se producen en tiempos relativamente cortos, generalmente días o semanas, mientras que la fase de maduración requiere meses. En muchos casos, el control del proceso de compostaje se lleva a cabo sobre todo durante la fase termófila, reduciéndose el seguimiento e, incluso, obviándose el control durante la maduración. La maduración es una parte importante del proceso en la que se alcanzan los estándares de calidad y estabilidad necesarios en un compost para poder ser utilizado como enmienda orgánica en un suelo o como fertilizante. Uno de los parámetros importantes que compromete los posibles usos del compost es la concentración de metales pesados, que no deben exceder los límites legales permitidos. Otro de los tratamientos empleados en la gestión de residuos orgánicos es el vermicompostaje. Consiste en la degradación y la estabilización de la materia orgánica mediante la acción combinada de lombrices de tierra y microorganismos. Una de las especies más utilizada en vermicompostaje es Eisenia andrei debido, entre otros aspectos, a su facilidad de cultivo, su ciclo de vida y la variedad de sustratos orgánicos que es capaz de ingerir. Diversos estudios muestran que las lombrices de tierra presentan la capacidad de acumular en su organismo ciertos metales pesados. Muchos residuos, suelos y composts presentan un exceso de estos contaminantes ambientales, por lo que las lombrices podrían tener una función descontaminante de gran interés. El vermicompostaje se puede realizar junto con el compostaje mediante la adición de lombrices de tierra en la fase de maduraciòn, mejorando la calidad del compost. El objetivo de este trabajo de investigación es obtener un conocimiento exhaustivo y en profundidad de los mecanismos biológicos y de la microbiota implicada en el proceso de maduración del compost. Se establecerán los parámetros de monitorización y operación claves para la fase de maduración, en particular: las necesidades de aireación y humedad, requerimientos de la estructura de la matriz, limitaciones en la relación superficie/volumen y la selección de los parámetros físico-químicos esenciales para el seguimiento del proceso. Así mismo, se estudiará la evolución temporal de las poblaciones de microorganismos que participan en el proceso y su valor como parámetro de control para detectar posibles problemas en la evolución del proceso. Se estudiará la capacidad de las lombrices de tierra para el tratamiento de distintos residuos frescos, así como, compost fresco, evaluando el potencial empleo de las lombrices como bioacumuladoras de metales pesados. [-]
 
A xestión de residuos orgánicos mediante a compostaxe é un proceso moi estendido que se emprega para o tratamento de residuos de diverso orixe e con características físico-químicas moi distintas. A compostaxe basease na acción de diversos microorganismos aerobios mediante os cales prodúcese a degradación da materia orgánica, coa conseguinte elevación da temperatura e a sucesión das distintas poboacións microbianas. A compostaxe é un proceso controlado no cal realízase o seguimento dos parámetros que se consideran inciden de maneira importante no correcto desenrolo do proceso como son: temperatura, aireación, humidade, etc. Nesta descomposición aerobia da materia orgánica pódense diferenciar catro fases: fase inicial mesófila (con temperaturas inferiores aos 45ºC), fase termófila (alcánzanse temperaturas superiores aos 45ºC), fase de arrefriamento (a temperatura descende ata valores ambientais) e a fase de maduración, durante a cal, prodúcese a estabilización da materia orgánica. As tres primeiras fases prodúcense en tempos relativamente curtos, xeralmente días ou semanas, mentres ... [+]
A xestión de residuos orgánicos mediante a compostaxe é un proceso moi estendido que se emprega para o tratamento de residuos de diverso orixe e con características físico-químicas moi distintas. A compostaxe basease na acción de diversos microorganismos aerobios mediante os cales prodúcese a degradación da materia orgánica, coa conseguinte elevación da temperatura e a sucesión das distintas poboacións microbianas. A compostaxe é un proceso controlado no cal realízase o seguimento dos parámetros que se consideran inciden de maneira importante no correcto desenrolo do proceso como son: temperatura, aireación, humidade, etc. Nesta descomposición aerobia da materia orgánica pódense diferenciar catro fases: fase inicial mesófila (con temperaturas inferiores aos 45ºC), fase termófila (alcánzanse temperaturas superiores aos 45ºC), fase de arrefriamento (a temperatura descende ata valores ambientais) e a fase de maduración, durante a cal, prodúcese a estabilización da materia orgánica. As tres primeiras fases prodúcense en tempos relativamente curtos, xeralmente días ou semanas, mentres ca fase de maduración require meses. En moitos casos, o control do proceso de compostaxe lévase a cabo sobre todo durante a fase termófila, reducíndose o seguimento e, incluso, obviándose o control durante a maduración. A maduración é unha parte importante do proceso na que se alcanzan os estándares de calidade e estabilidade necesarios no compost para poder ser empregado como emenda orgánica no solo ou como fertilizante. Un dos parámetros importantes que compromete os posibles usos do compost é a concentración de metais pesados, que non deben exceder os límites legais permitidos. Outro dos tratamentos empregados na xestión de residuos orgánicos é a vermicompostaxe. Consiste na degradación e a estabilización da materia orgánica mediante a acción combinada de miñocas e microorganismos. Unha das especies máis utilizada en vermicompostaxe é Eisenia andrei debido, entre outros aspectos, a súa facilidade de cultivo, o seu ciclo de vida e a variedade de substratos orgánicos que é capaz de inxerir. Diversos estudos mostran cas miñocas presentan a capacidade de acumular no seu organismo certos metais pesados. Moitos residuos, composts e solos presentan un exceso destes contaminantes ambientais, polo que as miñocas poderían ter unha función descontaminante de gran interese. A vermicompostaxe pódese realizar xunto coa compostaxe mediante a adición de miñocas na fase de maduración, mellorando a calidade do compost. O obxectivo deste traballo de investigación é obter un coñecemento exhaustivo e en profundidade dos mecanismos biolóxicos e da microbiota implicada no proceso de maduración do compost. Estableceranse os parámetros de monitorización e operación claves para a fase de maduración, en particular: as necesidades de aireación e humidade, requirimentos da estrutura da matriz, limitacións na relación superficie/volume e a selección dos parámetros físco-químicos esenciais para o seguimento do proceso. Así mesmo, estudarase a evolución temporal das poboacións de microorganismos que participan no proceso e o seu valor como parámetro de control para detectar posibles problemas na evolución do proceso. Estudarase a capacidade das miñocas para o tratamentos dos distintos residuos frescos, así coma, composts frescos, avaliando o potencial emprego das miñocas como bioacumuladoras de metais pesados. [-]

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