APROVECHAMIENTO DEL ESTIÉRCOL DE GALLINA PARA LAELABORACIÓN DE BIOL EN BIODIGESTORES TIPO BATCH COMO

PROPUESTA AL MANEJO DE RESIDUO AVÍCOLA

Investigadora: Fanny Mabel Carhuancho LeónAsesor: Mg. Sc. Juan Guerrero BarrantesCo-asesora: Ing. Judith Ramirez Candia

Noviembre, 2012

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIALA MOLINA

FACULTAD DE CIENCIAS

I. INTRODUCCION

Actividad avícola en el Perú

13 millones de gallinas(MINAG, 2010)

= 0.8 mega toneladas/año estiércol

Considerando cada gallina produce: 150 grestiércol/ día(Garcia y Lon, 2007)

MARCO LEGAL PARA LAGESTION DE LOS RESIDUOS DE

GRANJAS

Producción avícola (MINAG, 2010)= 54.2 % del subsector pecuarioFuente: Organización internacional agropecuaria. APA (2010)

FIGURA 1: Tasa de crecimiento de producción de carnede ave.

FIGURA 2: Impacto ambiental en granjas avícolas

Fuente: Rivera et al. (2000) citado por Garcia et al. (2000)

N2O es 310 vecesmayor que CO2

INTERNACIONAL• Comisión Europea Del Medio Ambiente Directiva IPCC 2008/1/CELATINOAMÉRICA• Venezuela, Resolución 46 “Normas sobre el estiércol de gallina” del1988• Colombia, Resolución 189 “Sanitización de gallinaza o pollinaza“• Costa Rica, Decreto Nº 29145-MAG-S-MINAE del 1996

PERU• Reglamento de Instalación y Funcionamiento de Granjas Avícolas yPlantas de Incubación (MINAG, 1997)• Decreto Supremo N°010 -2003 - AG “Reglamento de Control yerradicación de la Enfermedad de Newcastle”• Ley General de Residuos Sólidos N° 27314, (Decreto Supremo N° 057-2004-PCM• Reglamento técnico para los productos orgánicos (D.S. N° 044 2006-AG)

III. MATERIALES Y METODOS

Caracterización de la gallinaza frescaConstrucción de los prototipos de los biodigestores tipobatch

Análisis fisicoquímicos y microbiológicos de lossustratosMonitoreo del proceso de digestión anaerobia

Gallinaza (Estrada, 2005): mezcla de heces y orina que se obtiene de lagallina de jaula o piso

Crianza de gallinas en jaula

Crianza de gallinas en piso

Caracterización de gallinazaGallinaza de piso Gallinaza de jaula76.61 % Estiércol0.22 % Plumas22.60 % Material absorbente0.57 % Otros residuos

82.73 % Estiércol0.27 % Plumas15.18 % Animales detritívoros0.82 % Otros residuos

Construcción de los prototipos de losbiodigestores tipo batch

Termistores

Salida del biol

Salida del gas

Filtro de viruta dehierro

Almacenamiento delbiogas

BIODIGESTOR

Cálculos para la carga del biodigestor

302211

2211

XNXN

XCXCCs

)%(80%10 2211

alvolumentot

XSTXST

% Carbono % Nitrógeno Relación C/N Solidos totales %Gallinaza de jaula 31.71 3.24 9.8 31.37Gallinaza de piso 38.70 3.37 11.48 93.12Gallinaza mezcla 35.51 3.23 10.99 59.41Rastrojo de maízpicado 51.9 0.94 61.79 90.80

C1 = % carbono del maíz chalaN1 = % nitrógeno del maíz chalaX1 = % de maízC2 = % carbono del estiércol de gallinaN2 = % nitrógeno del estiércol de gallinaX2 = % de estiércol de gallina

Datos necesarios:

Variación Temporal de la T° Variación Temporal del pHEvaluación de la Calidad de Biol

Bioensayos deGerminaciónAnálisis Fisicoquímico delos bioles obtenidosAnálisis Microbiológico delos bioles obtenidos

Evaluación del Proceso de Digestión

IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES4.1. CARACTERIZACIÓN FISICOQUIMICA Y MICROBIOLOGICA DEL ESTIÉRCOLDE GALLINA4.2. MONITOREO DEL FUNCIONAMIENTO DEL BIODIGESTOR

4.3. CARACTERIZACION DEL BIOL

4.1.1 Características fisicoquímicas4.1.2 Características microbiológica4.2.1 Variación del pH durante el proceso de digestión anaerobia.4.2.2 Variación de la temperatura durante el proceso de digestiónanaerobia.4.3.1 Análisis químico de interés agronómico4.3.2 Análisis microbiológico .4.3.3. Bioensayos de germinación – Test Sobrero y Ronco

Parámetros Gallinaza de jaula Gallinaza de piso Mezcla de gallinazas

pH 6.45 6.38 6.21

Conductividad (dS/m) 18.30 14.60 16.40

Humedad (%) 60.88 26.08 40.30

Solidos totales (%) 31.37 93.12 59.41

Materia orgánica (%) 54.66 66.72 61.23

Carbono orgánico (%) 31.71 38.70 35.52

Nitrógeno (%) 3.24 3.37 3.23

Relación C/N 9.79 11.48 11.00

Potasio (K2O%) 3.14 2.89 2.58

Fósforo (P2O5%) 4.77 4.94 4.85Fuente: Laboratorio LAPSF (2011)

CUADRO 1: Análisis fisicoquímico de las muestras degallinaza

ParámetrosGallinaza de

jaula

Gallinaza de

piso

Mezcla de

gallinazasColiformes totales (NMP/g) 11 x 106 11 x 106 70 x 106Coliformes fecales (NMP/g) 11 x 106 11 x 106 70 x 106Fuente: Laboratorio de Ecología Microbiana Mariano Tabusso (2011)De acuerdo a la Agencia de Protección del Medio Ambiente de los EstadosUnidos, los límites máximos permitidos de cantidad de coliformes fecales delos productos orgánicos a ser utilizados como fertilizantes para cultivos deconsumo directo deben ser menores a 1NMP/ g MS.

CUADRO 2: Análisis microbiológico de las muestras degallinaza

FIGURA 3: Variación de pH de los tratamientos congallinaza.

FIGURA 4:Variación detemperatura

de lostratamientoscon gallinaza

de jaula

FIGURA 5:Variación detemperatura

de lostratamientoscon gallinaza

de piso

FIGURA 6: Variación de temperatura de los tratamientos conmezcla de gallinazas

Biol jaula Biol piso Biol mezclaPARAMETROSPH 5.07 5.08 4.97CE (dS/m) 20.2 20.6 16.3Solidos totales 30.8 35 25.1MO (g/l) 18.3 19.6 13.9ANÁLISIS DE MACRONUTRIENTESN total (mg/l) 1708 1813 931P total (mg/l) 142.08 164.76 109.77K total (mg/l) 2300 2500 2224Ca total (mg/l) 1916 2534 1968Mg total (mg/l) 408 460 336Na total (mg/l) 332 392 312ANÁLISIS DE MICRONUTRIENTESFe total (mg/l) 82.40 101 62.4Cu total (mg/l) 0.64 0.82 0.32Zn total (mg/l) 3.64 3.92 2.16Mn total (mg/l) 9.84 10.7 8.96B total (mg/l) 3.92 5.72 4.67

CUADRO 3: Análisis químico de interés agronómico de losbioles obtenidos

Ensayos BC (1) BV (2) BCalera (3) Fast biol20(4)Biol gallinaza

pisoPH 7.8 7.89 7.2 3.75 5.08CE (dS/m) --- 19.28 21.3 25.70 20.6M.O. en solución g/l --- 5.28 17.2 181.10 19.6Nitrógeno mg/l 900 1876 1700 4200 1813Fosforo mg/l 120 71.2 3800 744.20 164.76Potasio mg/l 900 1940 5200 17200 2500

CUADRO 4: Análisis químico de interés agronómico dediferentes insumos

Fuente: (1) Biol Casa Blanca. Biol de estiércol de cuy(2) Biol Ventanilla Ciudad saludable. Biol de origen porcino(3) Biol de la granja de aves La Calera. Biol origen gallinaza(4) Fast Biosol 20 de origen vacuno. (Peralta, 2010)

Gallinazafresca Biol jaula Biol piso Biol mezclaEnumeración decoliformes totalesNMP/ml 106 NMP/g <3 <3 <3Enumeración decoliformes fecalesNMP/ml 106 NMP/g <3 <3 <3

Nota: Valores de <3 indican ausencia de microrganismos.Fuente: Laboratorio de Ecología Microbiana Mariano Tabusso.

CUADRO 5: Análisis microbiológico de los bioles obtenidos

0

20

40

60

80

100

120

Biol -Jaula Biol - Piso Biol - Mezcla

%PG

R (G

erm

inac

ion

de se

mill

as)

Diluciones

0.1/100 1/100 5/100 7.5/100 8.8/100 10/100 50/100

FIGURA 7:Porcentaje de

germinación desemillas

FIGURA 8: Porcentajede crecimiento de la

radícula

0

20

40

60

80

100

120

Biol -Jaula Biol - Piso Biol - Mezcla

%CR

R (C

reci

mie

nto

de la

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cula

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tiva)

diluciones

0.1/100 1/100 5/100 7.5/100 8.8/100 10/100 50/100

0

20

40

60

80

100

120

Biol -Jaula Biol - Piso Biol - Mezcla

%IG

Diluciones

0.1/100 1/100 5/100 7.5/100 8.8/100 10/100 50/100

FIGURA 9: Índice de germinación

BIOL JAULA BIOL PISO BIOL MEZCLA

PGR (%) CRR %IG PGR (%) CRR %IG PGR (%) CRR %IG0.1/100 96.7 98.9 95.64 100 106.2 106.20 90 98.7 88.831/100 93.3 88.2 82.29 100 103.6 103.60 96.7 103.57 100.155/100 100 77.2 77.20 100 69.6 69.60 93.3 85.01 79.317.5/100 73.3 72.1 52.85 50 65.3 32.65 96.7 84.25 81.478.8/100 50 64.2 32.10 63.3 66.8 42.28 100 86.87 86.8710/100 23.3 40.5 9.44 56.7 64.5 36.57 73.3 72 52.7850/100 0 0 0.00 0 0 0.00 6.7 63.66 4.27

CUADRO 6: Índice de germinación de semillas

V. CONCLUSIONES

• Se determinó que el diferente manejo de los residuos en los diferentes tipos decrianza influye en la concentración de nutrientes del estiércol.

• Se reconoce que la gallinaza fresca es una alternativa como abono orgánico segúnsus análisis agronómicos sin embargo tendría un riesgo en la salud por el contenidode coliformes superior a los límites permitidos por la EPA.

• Durante la digestión de la gallinaza, los valores de pH y temperatura fuerondescendiendo por la acumulación de ácidos grasos inhibiendo el crecimiento demicrorganismos que crecen en pH neutros y retardar la producción de metano, porlo que podríamos suponer que los digestores se encontraban en la faseacidogénica.

• La cantidad de coliformes fecales y totales en los tres bioles de gallinazaresultantes cumplen con los estándares para calidad de agua de riego y comofertilizante según el MINAM y EPA respectivamente. Sin ningún pre tratamiento dela gallinaza a 90 días se logró reducir el contenido de coliformes fecales y totales

• El biol de gallinaza en piso presentó mayor concentración de macro y micronutrientes que los otros dos tipos de biol. En comparación a otros tipos de biol deotros animales, la gallinaza presenta mejor concentraciones de nitrógeno ycontenido de materia orgánica.

• El análisis de germinación de semilla se demostró que el biol de jaula, pisoy mezcla en diluciones 0.1/100 y 1/100 el IG es superior a 80%. Laaplicación de biol de gallinaza en las dosis mencionadas no existe riesgo defitotoxicidad.

• De acuerdo al análisis de varianza, el biol mezcla a pesar de aparentar serun fertilizante de baja valor nutricional en comparación a biol piso, el biolmezcla tiene mayor IG a un rango mayor de dosis para la aplicación foliarhacia cultivos.

• Se demostró que el biol piso presenta mejor calidad de biol por laconcentración mayor de macronutrientes esenciales para las plantas,además de que es considerado un fitonutriente a una aplicación diluida de0.1/100 y 1/100.

• El presente estudio demuestra que bajo condiciones naturales, sinmanipulación de la muestra y condiciones rigurosas del proceso, se puedeobtener un biol de buena calidad, producto que se considera de alto valoragronómico. Esta técnica puede constituirse entonces, en una alternativaal manejo de los residuos orgánicos de la actividad avícola.

V. CONCLUSIONES

El presente estudio demuestra que bajo condicionesnaturales, sin manipulación de la muestra y condicionesrigurosas del proceso, se puede obtener un biol de buenacalidad, producto que se considera de alto valoragronómico. Esta técnica puede constituirse entonces,en una alternativa al manejo de los residuos orgánicosde la actividad avícola.

Graciasfanny.carhuancho@iica.int

Técnica en Energías Renovables delPrograma Alianza en Energía y Ambiente

con la Región Andina (AEA)