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Sirva la oportunidad, para compartir con toda la comunidad académica de la plataforma Steemit, información científico-técnica de la DESCOMPOSICIÓN ORGANICA, específicamente sobre Inducción termomicrobiológica mediante Pirólisis, a través del uso de láminas de polietileno colocadas encima de las pilas de producción para obtener Bio-productos sólidos a base de materiales recalcitrantes.
El post se presenta, bajo la narración científica y audiovisual esperando sea de gran aporte académico, y del agrado de todos los miembros de la comunidad académica en Steemit, especialmente para los usuarios de #steemstem y #stem-espanol.
Introducción
En agroecología, la principal estrategia conocida para mejorar la calidad mineral de los Bio-productos sólidos, entre estos; abonos orgánicos o compost es la aplicación de microorganismos termófilos como la levadura Saccharomyces cerevisiae y la bacteria Bacillus stearothermophilus que al adicionarlos en las mezclas, mejoran el proceso de compostaje al incrementar la temperatura y con ello, mineralizar la fracción orgánica recalcitrante en los residuos vegetales (lignina, celulosa y hemicelulosa) y al mismo tiempo eliminar los organismos patógenos provenientes de focos de contaminación ambiental como Escherichia coli y Salmonella [1].
Ahora bien, es importante indicar la existencia de otras Alternativas termomicrobiológicas, que permiten inducir la descomposición de la materia orgánica lignificada, entre estas, la Pirólisis cuyo proceso de biodegradación puede emplearse en la elaboración Bio-productos sólidos, al colocar láminas de polietileno sobre los materiales orgánicos previamente mezclados, logrando de esta manera, incrementar la temperatura del proceso en ausencia de oxígeno.
En consecuencia, la finalidad de este post se fundamenta en esquematizar el proceso de biotransformación orgánica y simultáneamente presentar resultados experimentales sobre Inducción termomicrobiológica mediante pirólisis, a través del uso de láminas de polietileno sobre las pilas de producción en Bio-productos sólidos a base de materiales recalcitrantes.
Pirólisis
Desde el punto de vista biológico, se entiende por Pirólisis al proceso de descomposición química de materiales orgánicos principalmente lignocelulósicos, mediante condiciones de elevadas temperaturas y en medios anaeróbicos (ausencia de oxígeno) [3].
Biotransformación pirolítica
La pirolisis de biomasa vegetal, es una técnica anaeróbica comparativamente nueva en oposición a los procesos aeróbicos tradicionalmente utilizados para la transformación de la materia orgánica a sustancias solubles útiles para el crecimiento de especies vegetales cultivadas, la pirolisis surge como método alternativo dónde se manipula la variable temperatura en ciertas fases del proceso, con el objeto de reciclar o reutilizar el contenido mineral presente en los residuos vegetales sometidos a la degradación y mineralización propias de la elaboración de Bio-productos sólidos.
El proceso de biotransformación pirolítica de residuos vegetales, se optimiza al colocar láminas o bolsas de polietileno sobre la pila de materiales a biodegradar, esto para generar calor y evitar la entrada de oxigeno, desencadenando actividades microbiológicas de organismos anaeróbicos productores de metano (CH4), ácidos húmicos, ácidos fúlvicos y sustancias nutritivas generalmente destinadas como biofertilizantes en la agricultura ecológica [2].
Tecnología pirolítica
Método de Bio-producción pirolítica
Con el objeto de socializar elementos tecnológicos pirolíticos relacionados a la degradación, mineralización y estabilización de materiales orgánicos recalcitrantes, en este segmento del post, se detallaran procedimientos experimentales ejecutados en el área de compostaje del Jardín Botánico de la Universidad Nacional Experimental Sur del Lago, ubicada en el municipio Colón, Santa Bárbara, estado Zulia – Venezuela.
Área de incubación
Para dar inicio al proceso de biotransformación pirolítica, se debe instalar un área de incubación, dónde se elaborarán los Bio-productos sólidos; A. Con inducción termomicrobiológica (bolsas de polietileno sobre las pilas), B. Sin inducción termomicrobiológica, para su establecimiento se recomienda destinar una superficie de 12 m2 aproximadamente, en cuanto a las mezclas en las pilas, [4] estima conveniente adicionar los siguientes materiales; Aserrín de madera 10 k., E.crassipes 10 k., Estiércol bovino 5 k y Tierra fresca 5 k.
Inducción termomicrobiológica
La Pirólisis como proceso de biodegradación, consiste en generar condiciones termomicrobiológicas en las pilas a compostar, para ello culminada la fase termófila, [6] plantea se coloquen desde la semana cuatro (04) bolsas de polietileno de alta densidad y de color negro sobre las mezclas obtenidas, esto para mantener temperaturas entre los 40 y 60°C durante dos (02) semanas adicionales al cierre del ciclo termófilo aeróbico, para luego retirar las bolsas de polietileno en la semana seis (06), permitiendo con ello el reposo y maduración de los Bio-productos sólidos.
Determinaciones físico-químicas
Para conocer los valores de estabilidad y calidad nutricional de los Bio-productos sólidos que se obtengan mediante inducción termomicrobiológica, lo recomendable es efectuar análisis físico-químicos de; pH, humedad, nitrógeno total, fosforo y Potasio, siguiendo las metodologías de laboratorio establecidas en TMECC 2002.
Bioensayos de fitotoxicidad
Para determinar la madurez y viabilidad agronómica de los Bio-productos sólidos elaborados por Pirólisis, se deben ejecutar pruebas de fitotoxicidad mediante bioensayos de germinación, utilizando preferiblemente semillas de Solanaceae como especies indicadoras y registrando para ello, los porcentajes de germinación en un lapso de tiempo determinado [5].
Resultados de eficiencia termomicrobiológica
Para comprobar la eficiencia termomicrobiológica, compartiré con todos ustedes datos experimentales que indican el efecto de la Pirólisis, para acelerar el proceso de degradación, estabilización y mineralización de los Bio-productos sólidos a base de materiales recalcitrantes, aspecto que demuestra su viabilidad técnica, para promover la calidad mineral en el proceso de compostaje, esto de acuerdo a la valoración fisico-química (ver tabla 1) [4].
| pH | ||
| Humedad | ||
| Nitrógeno total | ||
| Fósforo | ||
| Potasio |
En lo que respecta a la fitotoxicidad, los Bio-productos sólidos con inducción termomicrobiológica, pueden alcanzar porcentajes de germinación superiores al 85% (ver tabla 2) [4].
| C. chínense | ||
| C. annuum | ||
| S. esculentum |
APORTES CIENTÍFICOS DE ESTA PUBLICACIÓN
- Los elementos socializados en el post, revelan que la Pirólisis como técnica agroecología alternativa acelera el proceso de degradación, estabilización y mineralización en Bio-productos sólidos obtenidos al mezclar residuos ricos en materiales orgánicos lignocelulósicos como el aserrín de madera, y demuestra la viabilidad agronómica que presentan estos Bio-productos sometidos a acciones termomicrobiológicas, para promover el crecimiento de embriones vegetales, al no encontrarse efectos fitotóxicos en bioensayos realizados con especies del taxón Solanaceae.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS CONSULTADAS Y CITADAS:
[1] Biddlestone A., Gray K., and Day C. Composting and straw decomposition. In: Environmental Biotechnology (Eds Forster C., and Wase A. Ellis Horwood Limited Publishers, Chichester, Engalnd, 1987;135–175.
[2] Fergus C. Thermophilic and thermotolerant molds and actinomycetes of mushroom compost during peak heating. Mycologia. 1964;56:267–284.
[3] Lillian F. Procesos microbianos. Editorial de la Fundación Universidad Nacional de Río Cuarto Argentina. 1999; 332.
[4] Paz L., Ramírez J., Peñaloza T. Compost a base de las plantas acuáticas (Eichhornia crassipes L y Limnocharis flava L.) y su efecto en el pimentón (Capsicum annuum L.). TG – UNESUR. 2012;69.
[5] Rodríguez J., Marcano A., y Montaño N. Caracterización química del composte nutribora y su uso combinado con un fertilizante comercial en el cultivo de tomate. Interciencia. 2004;29:005:267- 273.
[6] Schulze K. Continuous thermophilic composting. Appl. Microbiol, 1962;110:108–122.
[7] TMECC. Test Methods for the Examination of Composting and Compost. USDA. The Composting Council Research and Education Foundation. 2002.
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