Cinética de la inactivación de enterobacterias en Biol por efecto de la radiación solar y oxígeno atmosférico

Abstract

En la actualidad, el biogás se ha convertido en una de las mejores alternativas para la producción de energía renovable, ya que se usan los desechos de la agroindustria como principal sustrato para su formación, contribuyendo con una gestión adecuada de los residuos sólidos. Sin embargo, al producir cantidades significativas de biogás se generan grandes cantidades de biol. Si bien se suele usar como abono, este tiene dos problemas: por un lado, puede albergar una cantidad de microorganismos patógenos, representando un riesgo tanto para los que lo manipulan como para los que consumen los vegetales que fueron cultivados con este; por otro lado, la excesiva cantidad de nutrientes que posee limita su aplicación en los suelos, ya que podría generar problemas ambientales contaminando aguas subterráneas y al mismo suelo. Por otro lado, el aprovechamiento de la radiación solar y el oxígeno ambiental para la desinfección del biol, es de gran utilidad para las regiones de escasos recursos donde hay una alta incidencia de radiación solar. Para garantizar la desinfección deseada, es necesario conocer la cinética de la muerte de enterobacterias por radiación solar y oxígeno atmosférico. El presente estudio de investigación tuvo como objetivo modelar la cinética de desinfección del biol, calculando la incidencia de radiación acumulada por m3de biol, obtenido como subproducto de la formación de biogás, a partir de purín de cerdo y agua 1:10. El proceso se realizó el 12 de diciembre del 2017, en las instalaciones de la Universidad Nacional Agraria La Molina, midiendo el tiempo y la correlación con la tasa de inactivación de enterobacterias. Se realizaron estudios donde se determinó, por un análisis de varianza (ANOVA) y una prueba de comparación múltiple de los tratamientos mediante la prueba de Tukey, el efecto sinérgico de la radiación solar y el oxígeno atmosférico para la inactivación solar de enterobacterias. Se comprobó que para alcanzar una óptima desinfección solar en el biol se debe disminuir su turbidez, separando la fase líquida y diluyéndolo con agua 1:3. La separación de las fases realizada en el presente estudio alcanzó un volumen del 56 % respecto del volumen total, reteniendo el 36 y 49 % de nitrógeno y fósforo, respectivamente, del volumen total. Con la fase líquida del biol se obtuvo un nivel de turbidez (NTU) de 365. A partir de esto, se concluyó que las condiciones atmosféricas eran apropiadas para disminuir la carga deenterobacterias, alcanzando el límite de detección luego de 10 horas, con una radiación acumulada de 209.8 watts por m3 de biol. El efecto biocida empezó desde los 40 watts por m3 de biol de radiación acumulada.

Today, biogas has become one of the best alternatives for renewable energy production, as agro-industry waste is used as the main substrate for its formation, contributing to adequate management of solid waste. However, producing significant amounts of biogas generates large amounts of biol. Although it is often used as fertilizer, it has two problems: on the one hand, it can harbor several pathogenic microorganisms, representing a risk for both those who manipulate it and for those who consume the vegetables that were grown with it; on the other hand, the excessive amount of nutrients it possesses limits its application in soils, as it could generate environmental problems polluting groundwater and the same soil. On the other hand, the use of solar radiation and environmental oxygen for biol disinfection is very useful for resource-poor regions where there is a high incidence of solar radiation. To ensure the desired disinfection, it is necessary to know the kinetics of the death of enterobacteria by solar radiation and atmospheric oxygen. This research study aimed to model the biol disinfection kinetics, calculating the incidence of m3 radiation accumulated by biol, obtained as a by-product of biogas formation, from pork slurry and 1:10 water. The process was carried out on December 12, 2017 at the facilities of the Universidad Nacional Agraria La Molina, measuring time and correlation with the rate of inactivation of enterobacteria. Studies were conducted where it was determined, by a variance analysis (ANOVA)and a multiple comparison test of treatments using the Tukeytest, the synergistic effect of solar radiation and atmospheric oxygen for solar inactivation of enterobacteria. It was found that to achieve optimal solar disinfection in the biol its turbidity should be reduced, separating the liquid phase, and diluting it with 1:3 water. Phase separation in this study reached a volume of 56% from the total volume, retaining 36 and 49% nitrogen and phosphorus, respectively, of the total volume. With the liquid phase of the biol a turbidity level (LTU) of 365 was obtained. From this, it was concluded that atmospheric conditions were appropriate to reduce the load of enterobacteria, reaching the detection limit after 10 hours, with a cumulative radiation of 209.8 watts per biol. The m3biocida effect began fromthe 40 wattsof m3 accumulated radiation biol.