Tratamiento Palma Aceitera PDF
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DIRECTORA:
JANET BIBIANA GARCIA MARTINEZ
ii
DEDICATORIA
En primer lugar a Dios por darnos la oportunidad de estar al lado de nuestras familias quienes nos
han brindado su apoyo incondicional durante este proceso de formacin y poder aportar un granito
de arena en la construccin de un ambiente sostenible mediante la bsqueda de alternativas que
permiten recuperar y transformar residuos resultantes de procesos en valor agregado.
A nuestra hija porque se ha convertido en nuestro motor principal para seguir creciendo
profesionalmente y de esta forma poder brindarle un mejor futuro.
iii
AGRADECIMIENTOS
A Dios por regalarnos el don de la vida y poder compartir momentos de aprendizaje al lado de
familiares que impulsan el desarrollo personal e intelectual, en especial a nuestro padres, Gloria
Gonzlez Otero, Gustavo Martnez Daz, Hugo Avendao Villamil y Luz karime Crdenas, a la
Ingeniera Janet Bibiana Garca, por guiarnos en el desarrollo de este proyecto.
A las directivas de la empresa Indupalma Ltda., que nos brind la oportunidad de desarrollar el
proyecto investigativo en busca de una solucin ambiental a la problemtica de la mala disposicin
de los lodos residuales.
iv
TABLA DE CONTENIDO
1 INTRODUCCION .................................................................................................................................... 1
2 FORMULACION DEL PROBLEMA ...................................................................................................... 2
3 JUSTIFICACION ..................................................................................................................................... 3
4 OBJETIVO GENERAL ............................................................................................................................ 4
4.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS ............................................................................................................ 4
5 MARCO TEORICO.................................................................................................................................. 5
5.1 INDUSTRIA DE LA PALMA EN COLOMBIA ............................................................................. 5
5.2 TRATAMIENTO DE EFLUENTES LIQUIDOS DE LA INDUSTRIA PALMERA ..................... 6
5.3 COMPOSICION DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO ................................................................ 7
5.3.1 Tanques Florentinos .................................................................................................................. 8
5.3.2 Lagunas anaerbicas ................................................................................................................. 8
5.3.3 Lagunas facultativas.................................................................................................................. 8
5.3.4 Lechos de secado de lodos ........................................................................................................ 8
5.4 ANTECEDENTES ........................................................................................................................... 9
5.5 LODOS RESIDUALES DEL PROCESO DE EXTRACCION DE PALMA DE ACEITE .......... 10
5.5.1 Caracterizacin........................................................................................................................ 11
5.6 APROVECHAMIENTO DE LODOS ............................................................................................ 11
5.7 Impactos ambientales ...................................................................................................................... 13
5.7.1 Impacto al Cambio Climtico ................................................................................................. 13
5.7.2 Minimizacin del impacto ...................................................................................................... 14
6 USO DE LODO EN CULTIVOS ........................................................................................................... 14
Conversin de lodos en abono ................................................................................................................ 15
Lodos lquidos......................................................................................................................................... 15
Lodos deshidratados................................................................................................................................ 15
Lodos Secos ............................................................................................................................................ 16
Parmetros de la calidad de los lodos ..................................................................................................... 16
6.1 APLICACIN DE LODOS COMO ABONO ORGANICO PARA EL CULTIVO DE PALMA ........................ 17
6.1.1 NECESIDADES NUTRICIONALES DE LA PALMA DE ACEITE....................................................... 17
7 DESARROLLO METODOLOGICO ..................................................................................................... 20
7.1 Localizacin geogrfica .................................................................................................................. 20
v
7.2 Fase1: Recoleccin y anlisis de la informacin, bsica de la investigacin. ................................ 21
7.3 Fase 2 Toma de muestras de lodos para analizar. ........................................................................... 22
7.4 Fase 4 Anlisis de resultados de laboratorio. .................................................................................. 22
7.5 Fase 5 Seleccin de cultivo experimental. ...................................................................................... 23
7.5.1 Fase de Pre vivero ................................................................................................................... 24
7.5.2 Fase de trasplant .................................................................................................................... 25
7.6 Fase 6 Preparacin de muestras sustrato. ........................................................................................ 25
7.7 Fase 7 Marcacin del rea de estudio cultivo experimental............................................................ 27
7.8 Fase 8 Registro del cultivo experimental planta por planta. ........................................................... 28
7.8.1 Medidas Vegetativas ............................................................................................................... 29
7.9 Fase 9 Seguimiento y registro trimestral de cultivo experimental. ................................................. 31
8 RESULTADOS....................................................................................................................................... 32
8.1 Numero de hojas emitidas ............................................................................................................... 32
8.2 Longitud de la hoja ......................................................................................................................... 33
8.3 Dimetro del bulbo O grosor del tallo ............................................................................................ 34
8.4 Altura total de palma ....................................................................................................................... 35
9 ANALISIS ECONOMICO ..................................................................................................................... 36
9.1 ANALISIS DE COSTOS POR DISPOSICION FINAL............................................................................... 36
9.2 ANALISIS DE COSTOS POR USO DE LODO MEJORARDOR DE SUELO............................................... 38
10 ANALISIS DE RESULTADOS ......................................................................................................... 39
10.1 IMPACTOS ASOCIADOS A LA APLICACIN DE LODOS EN EL SUELO........................... 40
CONCLUSIONES .......................................................................................................................................... 42
BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................................................ 43
ANEXOS ........................................................................................................................................................ 45
vi
LISTA DE TABLAS
vii
LISTA DE FOTOS
viii
LISTA DE GRAFICOS
ix
ANEXOS
Anexo: 1 Resultados propiedades Fsico Qumicas de Lodo Negro abril 2015 ............................................. 45
Anexo: 2 Resultados propiedades Fsico Qumicas de lo lodo liquido Enero 2015 ....................................... 46
Anexo: 3 Resultados propiedades Fsico Qumicas de los Lodos Junio 2014................................................ 47
Anexo: 4 Resultados propiedades Fsico Qumicas de los Lodos abril 2014 ................................................. 48
Anexo: 5 Registro primera toma de medidas vegetativas (mes 1) ................................................................. 49
Anexo: 6 Registro primera toma de medidas vegetativas (mes 3) ................................................................. 50
Anexo: 7 Registro primera toma de medidas vegetativas (mes 6) ................................................................. 51
x
RESUMEN
CONTENIDO: Indupalma como productor de aceite de palma, enfrenta un desafo por parte de la
generacin de grandes cantidades de efluentes resultantes del proceso de extraccin de aceite,
problemas ambientales representan estos desechos que deben ser tratados con un sistema de alto
rendimiento.
Este estudio pretende analizar la utilizacin de lodos provenientes de las lagunas de oxidacin en la
planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) sobre la aplicacin de lodos en suelos,
considerando al lodo tratado como un mejorador de suelos o como un complemento a la
fertilizacin. Dichos estudios determinaran su aplicabilidad en la agricultura especialmente en los
cultivos de palma africana.
Este estudio puso en relieve algunas tecnologas a implementar para dar tratamiento a los lodos y
aplicar en zonas de estudio previamente identificadas para analizar su comportamiento paralelo con
otras palmas sin aplicacin de abono, buscando siempre la mejor alternativa que permita, abordar
una solucin econmicamente rentable y tcnicamente viable para reutilizacin de los lodos
residuales en cultivos propios de palma, minimizando el impacto ambiental.
xi
ABSTRACT
CONTENT: Indupalma as palm oil producer, faces a challenge from the generation of large
amounts of effluents from oil extraction process, environmental problems posed by these wastes
should be treated with a high-performance system.
This study analyzes the use of sludge from the oxidation ponds in wastewater treatment plant
(WWTP) on the application of sludge on soils, considering the treaty as a soil improver or as a
complement to fertilization mud. These studies will determine its applicability in agriculture
especially in oil palm cultivation
This study will highlight some technologies to implement in order to treat sludge and apply study
areas previously identified to analyze their parallel behavior with other palms without application
of fertilizer.
This study will highlight some technologies to implement in order to treat sludge and applied
research in areas previously identified to analyze their behavior with other palms parallel without
fertilizer application , always seeking the best alternative that allows , addressing a cost-effective
solution technically feasible for reuse of sludge in own palm plantations , minimizing
environmental impact.
xii
1
1 INTRODUCCION
El sector agroindustrial del aceite de palma busca alternativas de recuperacin de sus residuos
productivos, en especial los procedentes de las lagunas de oxidacin, pues estos pueden ser
utilizados como materia orgnica en las plantaciones de palma aportando nutrientes y mejorando
las condiciones del suelo para una mejor absorcin de los fertilizantes. De esta manera al utilizar
estas fuentes alternativas como complemento para la nutricin de las palmas se logra una
disminucin importante en los costos directos de la fertilizacin de los cultivos. As mismo este
tipo de prcticas permiten que las empresas extractoras logren un balance en las prcticas
ambientales soportada en estndares de calidad y de eficiencia.
2
En la actualidad estos lodos son depositados en lagunas de oxidacin las cuales despus de
terminado el proceso generan grandes cantidades de lodos residuales los cuales no son
aprovechados y por el contrario deben ser retirados peridicamente por medio de volquetas hasta
las crcavas donde se hace su disposicin final.
Al ser depositados en crcavas como relleno a cielo abierto se generan cantidades de dixido
de carbono y metano, algunos de los problemas que se presentan actualmente por la mala
disposicin de estos lodos esta:
A esta problemtica se suma los costos econmicos por las largas distancias que los vehculos
tienen que recorrer para el traslado de estos lodos desde las lagunas de oxidacin hasta el sitio de
disposicin final (crcava) durante este trayecto las volquetas permiten que los lodos caigan a la
carretera central afectando a la comunidad que por all transita diariamente.
3
3 JUSTIFICACION
As mismo se busca que esta investigacin resulte atractiva para la Agroindustria de aceite de
palma, debido a la generacin de beneficios, como son la reduccin de costos al eliminarse el
transporte de los lodos en vehculos hacia el punto de disposicin final. La cual se hara por
medio de tubera hacia los lechos de secado. Estos ltimos estn ubicados junto a las lagunas de
oxidacin lo que permite una reduccin considerable en los costos del transporte.
Por otra parte, se resaltan los altos contenidos de nutrientes y materia orgnica que contienen
los lodos; propiedades que favorecen las condiciones del suelo en los que se apliquen, dando
lugar a un proceso de produccin ms limpia a la empresa que lo implemente.
El proyecto investigativo busca reutilizar estos lodos como abono orgnico para los mismos
cultivos de la palma africana.
4
4 OBJETIVO GENERAL
5 MARCO TEORICO
Las principales plantaciones de palma de aceite estn ubicadas en las siguientes zonas del
territorio nacional.
La extraccin del aceite de la palma africana se realiza mediante procesos trmicos y mecnicos
sin necesidad de solventes lo que la hace un proceso completamente natural, los resultados del
proceso son el aceite de palma a partir del mesocarpio del fruto y el aceite de palmiste a partir de
1
Federacin nacional de cultivadores de palma de aceite, Fedepalma y fondo de palmero. Anuario 2005.
Editorial pice: Bogot D.C. Junio 205.
2
Garca M., Jess A. Estado actual del manejo de Efluentes en Colombia. Revista Palmas, Volumen 14,
Numero Especial. Santa Fe de Bogot 1993.
6
la almendra, el cual deja un residuo denominado torta de palmiste, de gran valor para producir
concentrado para alimento en especial el de bovinos, toda esta operacin genera gran cantidad de
residuos slidos y lquidos (tabla 2). Cerca del 80% de las materias primas (racimos de fruta y
agua) se convierten en residuo del proceso, de los cuales el 50% son de efluentes mientras que el
30% restante son residuos solidos 3
Los efluentes resultantes de las plantas extractoras de aceite de palma, se caracterizan por su alto
contenido de carga orgnica en DBO y DQO, altas temperaturas y bajo pH; la presencia de aceite
en el efluente se convierte en un problema costoso para su remocin, la mayor parte de este
aceite se recupera en los tanques Florentinos (trampa de grasas). Actualmente la ley colombiana
exige la remocin de un 80% de contaminantes como mnimo antes de ser vertido al cuerpo de
agua5.
3Indupalma Ltda. (2014). sistema de gestin de la seguridad y salud en el trabajo (r.10 ed.). San Alberto,
cesar: Indupalma Ltda.
4 Universidad industrial de Santander, UIS e instituto de hidrologa, meteorologa y estudios ambientales,
Ideam. Sistema de informacin Ambiental para Sectores Productivos Produccin de Aceites Vegetales
sin Refinar.
5
Garnica N., Jess A Uribe M., Len D. Manejo de Efluentes de Plantas Extractoras 2. Diseo de
Lagunas de Estabilizacin. Boletn Tcnico No. 11: Cenipalma: Santa Fe de Bogot, 1997.
7
Actualmente en Colombia el sistemas ms usado para tratar los efluentes generados en la plantas
extractoras de aceite de palma son las lagunas de estabilizacin, que combinan digestin
anaerobia, aerobio y facultativa.
6Indupalma Ltda. (2014). sistema de gestin de la seguridad y salud en el trabajo (r.10 ed.). San Alberto,
cesar: Indupalma Ltda.
7
Indupalma Ltda. (2014). sistema de gestin de la seguridad y salud en el trabajo (r.10 ed.). San Alberto,
cesar: Indupalma Ltda.
9
5.4 ANTECEDENTES
MANEJO DE LODOS
Europa, Actualmente se realizan investigaciones para utilizar los lodos
Australia,
especialmente tratados, como freno a la contaminacin de los acuferos por
Estados
Unidos productos fitosanitarios y sus impurezas, adems servirn para acelerar la
descontaminacin de suelos que ya estn afectados. Tambin se aplican
como fertilizantes en tierras agrcolas.
Espaa Los residuos de materias orgnicas procedentes de la recoleccin de
residuos separados de origen urbano, as como de la industria, aguas
residuales y lodos de plantas de tratamiento pretenden ser utilizados en la
agricultura ya que se considera que es el destino ms adecuado para este
tipo de materias desde el punto de vista ambiental y econmico. Se estudia
la aplicacin de lodos residuales en el control de filtraciones de productos
fitosanitarios al acufero.
Dinamarca La gran parte de los lodos estabilizados se usan como fertilizante en tierras
8 Federacin nacional de cultivadores de palma de aceite, Fedepalma y fondo de palmero. anuario 2005.
La aplicacin de lodos tiene efectos positivos en los suelos: disminuye la densidad aparente,
aumenta la estabilidad de agregados, incrementa la retencin de agua, aporta nutrientes y materia
orgnica, mejorando el rendimiento de diferentes cultivos, partiendo de las experiencias
obtenidas en campo demuestran que los nutrientes de los lodos pueden sustituir a los fertilizantes
minerales como urea y superfosfato triple, en un 50% a partir de la segunda temporada de
aplicacin y en un 100% durante la tercera temporada, para cultivos de maz10.
El lodo residual es un subproducto semislido generado durante el tratamiento del efluente de las
plantas de extraccin de palma de aceite, estos lodos se acumulados en el fondo de la laguna
anaerobia y con el tiempo reducen la capacidad del sistema, por lo que es necesario retirarlos del
fondo de la laguna peridicamente.
10
Salcedo Prez, E., Vzquez Alarcn, A., Krishnamurthy, L., Zamora Natera, J., Hernndez lvarez, E.,
& Rodrguez Macas, R. (2007, February 1). Evaluacin de lodos residuales como abono orgnico en
suelos volcnicos de uso agrcola y forestal en Jalisco, Mxico.
11
5.5.1 Caracterizacin
El lodo es estabilizado en un proceso biolgico generalmente por conversin de gases y tejido
celular, el cual puede ser aerbico o anaerbico; contiene varios componentes en suspensin,
incluyendo tejidos vegetales, paredes de las clulas, orgnulos, fibras, carbohidratos algunos
compuestos nitrogenados y un conjunto de pequeos componentes orgnicos y minerales. En la
Tabla 5 se muestran las caractersticas fisicoqumicas del lodo en base seca.
Es necesario identificar los procesos que permitan plantear recomendaciones para el tratamiento
y optima reutilizacin de los lodos residuales, se requiere entonces evaluar ambientalmente el
11 Corts, C.; Chayn, G. 2006. Respuestas fisiolgicas de palma de vivero a la aplicacin de residuos
de la planta extractora. Desarrollo vegetativo y distribucin de materia seca. Palmas (Colombia) 27 (4).
12
sitio de tratamiento de los lodos, que no est cerca de cuerpos de agua y establecer un buen
sistema de transporte de lodos que sea seguro, monitoreando permanentemente fugas u otro tipo
de condicin que pueda afectar el medio ambiente.
Para el adecuado aprovechamiento de los lodos se requiere realizar el respectivo perfil de lodos,
identificando en la laguna los puntos claves en los cuales el lodo acumulado debe ser retirado o
bombeado. Adems de remover peridicamente los lodos del fondo de las lagunas con el fin de
prevenir la colmatacin de los lodos, recomendado cuando su altura sea superior a la tercera
parte de su profundidad.
Con respecto a las restricciones para la evacuacin del lodo, se recomienda no retirar todo el
lodo del fondo, pues hacerlo desestabilizara el sistema de la laguna y afectara la integridad del
revestimiento creado sobre la tierra.
El proceso de secado de los lodos es de suma importancia, debido al alto contenido de humedad
de estos (90-95%), este se debe reducir hasta alcanzar valores por debajo del 75% p/p. El secado
de los lodos al aire libre se realiza en lechos de secado, para lo cual se debe tener en cuenta las
siguientes consideraciones:
El lecho debe ser simple, permeable, que permita recolectar los lixiviados y secar el lodo
por evaporacin. El rea y diseo del lecho de secado corresponde a la capacidad del
sistema de tratamiento de cada planta.
Impermeabilizar el piso del lecho de secado y tener una seccin de tubos perforados que
drenen el lixiviado para su posterior recoleccin.
12 Garca, J.A.; Uribe, L.D. 1997. Diseo de lagunas de estabilizacin. Manejo de efluentes de plantas
Se recomienda que la carga aproximada de lodos sea de 200 kg/m de slidos totales
aplicada en capas delgadas de entre 20 y 30 cm.
Despus de la deshidratacin, retirar el lodo seco y verificar el espesor del lecho de arena
y si es necesario se debe completar con ms arena.
Otro aspecto que se debe tener en cuenta con la mala disposicin de lodos en sitios no aptos para
esta actividad, es el aumento a la problemtica con respecto al calentamiento global, cabe
mencionar que la disposicin de lodos en rellenos sanitarios provoca una importante generacin
de Gases de Efecto Invernadero (GEI), dado que las condiciones anaerbicas dentro de los
depsitos fomentan la produccin de metano (CH4)14. Lo anterior demarca que las emisiones de
estos GEI se minimizan con un buen sistema de aplicacin de lodos en suelos.
13
Valenzuela A., 2001. Determinacin de los niveles de cadmio en distintos fertilizantes fosforados y su
acumulacin en el suelo. Tesis de Magster en Ciencias Agropecuarias.
14Henrquez Henrquez, O. (2011). Anlisis y criterios mnimos para la aplicacin de lodos tratados
provenientes de plantas de tratamiento de aguas servidas en agro sistemas de la provincia de Melipilla,
regin metropolitana, chile. Santiago, provincia de Melipilla: universidad de Chile.
14
Es importante notar que el manejo del desecho no slo se centra en el tratamiento, utilizacin y
recuperacin, sino que es ms importante an el aspecto de la produccin en la fuente. Un mejor
mtodo de abordar el manejo del desecho debe concentrarse en la manera de reducir las
cantidades de desecho residual durante todas las etapas de proceso de la planta extractora15.
Las plantas extractoras de aceite de palma estn ubicadas principalmente cerca de ros, debido a
que se utilizan altos volmenes de agua para la operacin de stas. Es muy normal que durante
los primeros das, las plantas extractoras descarguen el efluente directamente al ro. Mientras
ms efluente contaminante se descargue en la cuenca del ro, mayor es el impacto ambiental
adverso ocasionado en el ecosistema del ro, por lo que la primera opcin de esta industria
palmera fue la implementacin de lagunas facultativas para remover la cantidad de carga
contaminante antes de depositar en el efluente.
Diversos estudios demuestran el potencial que tiene la aplicacin de los lodos en el cultivo como
complemento de la fertilizacin. Por su alto contenido de macro y micronutrientes, contribuye al
incremento en la produccin de frutos y es adecuado para su utilizacin en la produccin de
compost16
Las siguientes especificaciones indican bajo qu circunstancias se podrn utilizar los Lodos
provenientes de plantas de tratamiento de aguas residuales:
Conversin de lodos en abono
Para este proceso se permite que los lodos sean mezclados con otros desechos y/o materiales,
tales como desechos orgnicos de jardines. Este material podr ser empleado en los siguientes
usos:
a) Fertilizante para especies hortcolas
b) Viveros para plantas ornamentales
c) Aditivos para mejorar las condiciones fsicas de suelos
d) Fertilizantes para reas de recreacin, tales como parques, campos de golf, etc.
Lodos lquidos
Los lodos lquidos corresponden a aquellos lodos que contienen menos de un 25% de slidos
totales. Estos lodos pueden ser utilizados solamente en las siguientes aplicaciones: fertilizacin
de empastadas, estabilizacin de suelos y aditivos para mejorar las condiciones fsicas de suelos.
Lodos deshidratados
Los lodos deshidratados corresponden a aquellos lodos que contienen al menos 25% de slidos
totales. Estos lodos pueden ser aplicados en cultivo de forrajeras, viveros de plantas
17 Cuervo, H. 1999. Diagnstico del manejo y control de efluentes en plantas de beneficio de aceite de
ornamentales, como un aditivo para suelos, campos de golf y otras reas de contacto limitado
con seres humanos.
Lodos Secos
Los lodos secos corresponden a aquellos lodos que contienen al menos 40% de slidos totales.
Estos lodos pueden ser utilizados en aplicaciones agrcolas sin restriccin, ya sea como abono o
fertilizante en horticultura, cultivos de especies comestibles, plantaciones bananeras, viveros de
especies frutales u ornamentales18.
Parmetros de la calidad de los lodos
Se deben establecer o cumplir unos parmetros qumicos y fsicos de la calidad de los lodos
garantizando todos los requerimientos establecidos en la normatividad vigente de la NTC 5167,
tal como se muestra en la tabla 6 19
Parmetro Valor
Humedad (%) <15
N total P2O5+K2O >10
CaO + MgO
Densidad
PH Reportar
Sodio
Conductividad Elctrica
Arsnico mg/Kg 15
Cadmio mg/Kg 0,7
Cromo mg/Kg 70
Mercurio mg/Kg 1
Nquel mg/Kg 25
Plomo mg/Kg 140
Fuente: NTC 5157
18
Water Environmental Federation (wef). sludge dewatering manual of practice no. 16, wpcf,
alexandria, va-usa, 1995.
El uso y aplicacin de lodos como mejorador de suelos ha sido una alternativa de reutilizacin
muy eficiente ya que estudios anteriores de estas aplicaciones han demostrado impactos positivos
en la calidad qumica del suelo como aumento de la materia orgnica, del nitrgeno total y del
fosforo total, como tambin en la calidad fsica de los suelos como mejorador en la agregacin
de partculas al suelo, aumento en la capacidad de retencin de agua del suelo. Todos estos
macro y micro nutrientes hacen que su contribucin sea de suma importancia en lo que respecta
al ahorro de recursos en la compra de fertilizantes adems de una mejora en las caractersticas
fsicas, qumicas y biolgicas del suelo, lo que genera una reduccin de costos de disposicin
final e impactos positivos al medio ambiente por el reciclaje de nutrientes en el suelo.
Los residuos industriales resultantes del proceso de extraccin de aceite de palma se convierten
en un recurso aprovechable y beneficioso para los cultivos internos de la compaa por su alto
contenido de materia orgnica aumentando la productiva de las plantas. Para realizar la
aplicacin de los lodos se debe tener en cuenta el aporte nutricional de los lodos para que sean
descontados de la aplicacin anual de fertilizantes, descontar la cantidad de nutrientes que se
estn adicionando con la aplicacin de lodos al suelo, sin descuidar el monitoreo del estado
nutricional de la palma.
Las plntulas de palma de aceite en todas sus etapas de crecimiento demandan nutrientes. Desde
unos pocos das despus de la germinacin hasta el final de la etapa productiva, se requiere que
el medio de crecimiento est aportando los nutrientes en cantidad suficiente y en forma
balanceada, para evitar deficiencias en su desarrollo.
Por lo anterior, en los cultivos comerciales de palma de aceite ordinariamente los programas de
fertilizacin se inician desde los viveros. Para su normal desarrollo las plantas necesitan 16
elementos nutritivos. El Hidrogeno (H), Oxigeno (O) y Carbono (C) son elementos que la planta
obtiene sin necesidad de aplicaciones. Pueden obtenerlos en el agua y el aire. Los restantes 13
18
elementos se conocen como minerales porque son aplicados artificialmente a la planta por medio
de fertilizacin al suelo o follaje. Estos elementos son Nitrgeno (N), Potasio (K), Fosforo (P),
Magnesio (Mg), Azufre (S), Calcio (Ca), Cobre (Cu), Zinc (Zn), Manganeso (Mn), Molibdeno
(Mo), Boro (B), Hierro (Fe) y Cloro (Cl).
Segn la cantidad que la planta necesite los elementos se conocen como macro y
micronutrientes, para la palma africana la divisin de macro y micro elementos es:
Potasio (K) Participa en el crecimiento de la planta, sobre todo los frutos. Controla la
apertura y cierre de las estomas (poros de la planta) por lo que controla el agua en la planta,
contrarresta condiciones de sequa. Es un factor nutricional importante para mayor
rendimiento, tambin ayuda en la resistencia a enfermedades.
Calcio (Ca) Interviene en la elongacin de las clulas en los tallos, puntos de crecimiento y
puntos de crecimiento de la races.
20Trejos Vlez, M., & Agudelo Vlez, N. (2012).Propuesta para el aprovechamiento de lodos de la planta
de tratamiento de aguas residuales de la empresa comestibles la rosa como alternativa para la
generacin de bioslidos. Pereira: universidad tecnolgica de Pereira.
19
De la tabla 7 se obtienen los distintos aportes de nutrientes, pudiendo observarse que la mezcla
maicera y el lodo contienen un espectro ms amplio de nutrientes, a diferencia de la urea que
slo aporta N, o del SFT que slo aporta P y Ca. Los beneficios se contraponen con impactos
negativos que se producen por la aplicacin de lodos, los que tienen relacin con el aumento de
la salinidad del suelo, la disminucin del pH y la acumulacin en el suelo de algunos elementos
traza metlicos, particularmente cobre y zinc, y de exceso de nutrientes
Dado que el lodo presenta un contenido de N de tipo orgnico y su entrega es gradual al suelo y
luego al cultivo, ello implicara un bajo riesgo de lixiviacin de nitratos y consecuentemente un
bajo riesgo de contaminacin de acuferos; situacin similar ocurre con el P presente en el lodo
respecto a la eutrofizacin. Sin embargo, al aplicar una dosis alta de lodos durante varias
temporadas sucesivas, la experiencia demuestra que se generan impactos ambientales por los
excesos de N y P21.
21Henrquez Henrquez, O. (2011). Anlisis y criterios mnimos para la aplicacin de lodos tratados
provenientes de plantas de tratamiento de aguas servidas en agro sistemas de la provincia de Melipilla,
regin metropolitana, chile. Santiago, provincia de Melipilla: Universidad de Chile.
20
7 DESARROLLO METODOLOGICO
La iniciativa del proyecto investigativo surge de la necesidad de dar una solucin pronta y
efectiva a la mala disposicin de los lodos en la actualidad en la empresa INDUPALMA LTDA.
Para la obtencin de resultados validos se realizaron ensayos en cultivos de palma africana
joven, con un periodo de 6 meses y tres tipos de sustratos diferentes que permitirn determinar la
mezcla adecuada segn los requerimientos nutricionales del cultivo.
La problemtica de las compaas agroindustriales son los altos volmenes que se generan
diariamente de este residuo, la variedad de estudios sealan que son la mejor alternativa de
recuperacin y consumo interno disminuyendo los costos de aplicacin de fertilizante mejorando
las condiciones del cultivo.
22
Los lodos fueron desaguados de las lagunas de oxidacin, y se enviaron al sistema de lechos de
secado, en el cual se dejaron madurar por un periodo de 6 meses para eliminar las altas cargas de
humedad con las que salen de las lagunas de oxidacin.
Posteriormente se enviaron las muestras del lodo maduro, al laboratorio certificado AGRILAB,
para realizar su respectivo anlisis y tener un comparativo de lodos hmedos (frescos) vs lodos
deshidratados o maduros.
En la tabla No. 8 se muestra la generacin de lodo residual mensual promedio de una planta
extractora con capacidad de procesamiento de 60 toneladas Racimo de fruta fresca.
Se puede observar que la cantidad de lodo no es constante y que por esta razn se debe tener en
cuenta en los clculos estimativos y as tomar como base el mnimo y mximo, el mximo se
toma como base para la construccin de los lechos de secado.
Una vez son emitidos los resultados del laboratorio, se analizaron para determinar si el lodo ya
deshidratado o maduro es apto para aplicar en el cultivo seleccionado.
23
Los aspectos que se tuvieron en cuenta al momento del anlisis fueron los porcentajes de
carbono, nitrgeno, fsforo y que se ajusten a los requerimientos o necesidades nutricionales del
cultivo sin dejar a un lado las condiciones mnimas a cumplir al momento de realizar
aplicaciones de abonos en cualquier clase de cultivo. Otro aspecto relevante que se analiz
detenidamente fueron las cantidades de elementos traza metlicos que pudieran afectar el suelo
al momento de la aplicacin.
Se seleccion un cultivo especfico dentro de la plantacin que dio cumplimiento con los
requerimientos del proyecto, en especial de fcil apreciacin de los cambios presentados para
cada uno de los sustratos aplicados.
24
El sitio seleccionado para ubicar las plantas experimentales fue el vivero debido a que se
tuvieron aspectos que favorecen el crecimiento de la plantas, tales como son:
Una vez distribuidas las bolsas en el pre vivero, se llenaron con cada uno de los sustratos y se
plantaron las semillas para su germinacin, estas bolsas con las palmas se dejaron a la sombra,
hasta los tres meses de edad, teniendo en cuenta que en ningn caso la reduccin de la luz debe
ser superior al 60%.
En la fase de pre vivero se sembr la semilla en su respetiva bolsa con los cuidados que requiere
el cultivo durante un periodo de 3 meses que dura antes de ser trasplantada en el vivero.
Foto 1. Palmas en pre vivero
En esta fase la planta cumple los 3 meses se poda y se seleccionan las plantas que cumplen con
los requisitos mnimos para su paso y trasplante al vivero.
Una vez los lodos cuenten con las especificaciones idneas del cultivo se procedi a realizar la
incorporacin de diferentes dosis de lodos y mezclas con fertilizantes minerales que se muestran
en la tabla 10.
Tabla 10: Mezclas de sustratos experimentales
Este estudio experimental consider aplicaciones con diferentes cargas de lodos en palma joven
(vivero y pre vivero) durante 6 meses, con el fin de determinar el efecto mejorador de los lodos,
en las propiedades fsicas de los suelos y en los rendimientos de los cultivos.
27
Una vez se determin el rea de estudio se marcaron los tres lotes para cada estudio, con
marcacin de palma una a una, con su respectiva hoja de vida para registrar su comportamiento
durante el desarrollo investigativo.
Una vez seleccionado el cultivo se tom registro de las medidas vegetativas de cada una de las
palmas a evaluar, con el objetivo de evidenciar su comportamiento durante el desarrollo del
proyecto.
Tabla 11. Formato de registro medidas vegetativas (hoja de vida de las plantas)
En el formato de registraron los datos relacionados con las medidas vegetativas que se tuvieron
en cuenta para un periodo de 6 meses tomando como referencia una primer media en el mes 1,
otra en el mes 3, y la ultima en el mes 6, durante este tiempo se midieron estos 4 aspectos:
Longitud de la hoja
Se tom la hoja ms larga de la palma y se medi desde la base hasta el final de la misma
registrando en la hoja de vida.
En esta fase se realiz un seguimiento semanal de observacin a cada una de las plantas
revisando deficiencias o evolucin anormal de la misma, para el caso del registro este se realiz
cada 3 meses, al inicio de la siembra, a los 3 meses y 6 meses con el fin de determinar la
evolucin de cada una de las plantas.
Estas plntulas se mantuvieron en las mismas condiciones climticas y de cuidado que las del
cultivo de vivero y pre vivero, garantizando que la evaluacin de cada sustrato se mantenga en
condiciones normarles de un cultivo de palma africana en general.
32
8 RESULTADOS
100% LODO 3 6 7 9
50% LODO 50% FERTILIZANTE 3 6 7 10
100% FERTILIZANTE 3 5 6 8
250,00% 233,33%
200,00%
200,00%
166,67%
150,00% 133,33%133,33%
%
100,00%100,00%
100,00%
66,67%
50,00%
20,00%
0,00%
mes 1 mes 3 mes 6
Meses
100% LODO 50% LODO 50% FERTILIZANTE 100% FERTILIZANTE
Fuente: Elaboracin propia de los autores
33
Las hojas pueden presentar reduccin en su longitud, la prdida de su curvatura normal, y se ven
rectas, bien sea hacia los costados y en sentido vertical, en este tipo de palmas jvenes de vivero,
los foliolos presentan curvatura leve hacia abajo o pueden permanecer erectos.
100% LODO 12 31 41 50
50% LODO 50% FERTILIZANTE 11 30 40 51
100% FERTILIZANTE 13 33 41 48
Fuente: Elaboracin propia de los autores
400,00%
363,64%
350,00%
316,67%
300,00%
263,64% 269,23%
241,67%
250,00%
215,38%
200,00%
%
172,73%
158,33% 153,85%
150,00%
100,00%
50,00%
0,00%
mes 1 mes 3 mes 6
Meses
100% LODO 50% LODO 50% FERTILIZANTE 100% FERTILIZANTE
Fuente: Elaboracin propia de los autores
34
Despus de los 3 o 4 meses la base del tallo toma forma de cono invertido Bulbo que da origen
a las primeras races y es el punto de crecimiento vertical de la planta durante toda su vida.
Tabla 14. Crecimiento del dimetro de bulbo o tallo por sustrato y tiempo
Grafico 5. Crecimiento porcentual del dimetro del tallo segn tipo de sustrato
700,00%
600,00%
600,00%
500,00% 471,43%
428,57%
400,00%
%
300,00% 266,67%
242,86%
214,29%
200,00%
0,00%
mes 1 mes 3 mes 6
Meses
100% LODO 50% LODO 50% FERTILIZANTE 100% FERTILIZANTE
Fuente: Elaboracin propia de los autores
35
La corona o altura total de la palma presenta una acumulacin de tres o ms hojas flecha sin
abrir. Esta situacin puede presentarse en todas las palmas del lote. Generalmente se hace ms
notorio en la medida en que avanza su crecimiento.
100% LODO 14 40 50 65
50% LODO 50% FERTILIZANTE 13 39 51 68
100% FERTILIZANTE 15 41 49 60
Fuente: Elaboracin propia de los autores
450,00% 423,08%
400,00%
364,29%
350,00%
292,31% 300,00%
300,00%
257,14%
250,00% 226,67%
%
200,00%
200,00% 185,71%
173,33%
150,00%
100,00%
50,00%
0,00%
mes 1 mes 3 mes 6
Meses
100% LODO 50% LODO 50% FERTILIZANTE 100% FERTILIZANTE
Fuente: Elaboracin propia de los autores
36
9 ANALISIS ECONOMICO
En la actualidad INDUPALMA presenta un costo anual por el traslado y disposicin final de los
lodos al relleno sanitario, el cual se contrata con un ente externo especializado en el manejo de
este tipo de residuos.
En la tabla N 16 se observa el costo total anual por el traslado y la disposicin final el cual
asciende a $302.336.000.
Adicional al costo anteriormente mencionado, existe un Costo de retiro de los lodos del sistema
lagunar al ao, el cual asciende a $1.417.200.
Para la investigacin el costo de retiro de los lodos de todo el sistema es un valor en el que
tambin se incurrira al retirarlos de las lagunas y pasar a los lechos de secado.
La tabla N 17 presenta un anlisis comparativo de los costos actuales incurridos por Indupalma
y los costos en que se incurrira con la propuesta de la investigacin.
Como puede observarse existe una diferencia de $302.336.000, debido a que con la investigacin
el costo del traslado y la disposicin final de lodos al relleno sanitario es nulo. Dicho ahorro en
el costo puede ser usado como inversin en la compra de fertilizantes.
COSTO
COSTO ACTUAL INDUPALMA
INVESTIGACIN
Costo m3 Costo m3 Costo
Detalle Costo Anual
m3 Ao m 3 Ao Anual
Disposicin por
$ 6.800 23.620 $ 160.616.000 $ 0 23.620 $0
tonelada Relleno
Viaje m3 $ 6.000 23.620 $ 141.720.000 $ 0 23.620 $0
Retiro lodos de todo el $
$ 600 23.620 $ 1.417.200 $ 600 23.620
sistema 1.417.200
$
TOTAL COSTO $ 303.753.200
1.417.200
Fuente: Elaboracin propia de los autores
De acuerdo al prrafo anterior, las siguientes tablas representan el costo de la fertilizacin anual
llevada a cabo por INDUPALMA, en comparacin con el costo de fertilizacin basado en la
investigacin.
Tabla 20 Costo anual con fertilizacin qumica complementada con lodo tratado.
10 ANALISIS DE RESULTADOS
De acuerdo a los anlisis realizados y los resultados del laboratorio en el que muestran que los
lodos resultantes de las lagunas de oxidacin poseen propiedades requeridas por los cultivos de
palma africana, soportado en investigaciones realizadas en otros campos, como fue el realizado
en cultivos de maz, en el que el lodo sirvi como reparador de suelos volcnicos para adaptar a
uso agrcola en cultivos de maz22, donde se aplicaron lodos recuperados como abono orgnico,
obteniendo buenos resultados en los que se destacan el incremento del grano y forraje en 18 y
22%, estudios ms tecnificados ponen a Dinamarca como pionera en el uso de esta tecnologa en
donde la gran parte de los lodos estabilizados se usan como fertilizante en tierras agrcolas. El
porcentaje de reutilizacin de los lodos de aguas residuales es de 72%, el 20% se destina a la
incineracin, y 8% se dispone, Otro ensayo investigativo a resaltar fue el realizado por la
empresa Comestibles la Rosa donde sus procesos productivos dan como resultado la produccin
de lodos residuales los cuales se depositaban en rellenos sanitarios pero estudios realizados
lograron su transformacin en abono orgnico por medio un proceso de lombricultura, todos
estos estudios anteriormente mencionados confirman los beneficios y caractersticas con las que
cuentan los lodos como mejorador y recuperador de suelos faltos de nutrientes.
El manejo y tratamiento de lodos es una prctica que se realiza hace varios aos, ampliando el
conocimiento, pero su principal inters se centra en los ltimos 10 aos debido a la presin
mundial por ejercer buenas prcticas ambientales en las industrias que generan grandes
volmenes de contaminacin, los lodos residuales y sus mltiples ventajas han demostrado la
22Salcedo Prez, E., Vzquez Alarcn, A., Krishnamurthy, L., Zamora Natera, J., Hernndez lvarez, E.,
& Rodrguez Macas, R. (2007, February 1). Evaluacin de lodos residuales como abono orgnico en
suelos volcnicos de uso agrcola y forestal en Jalisco, Mxico.
40
factibilidad y su utilizacin en el campo agrcola, sin desconocer que estas aplicaciones deben
estar supervisadas para identificar grandes cargas de elementos traza metlicos que se da en
algunos casos en los que las lagunas no funcionan de la manera adecuada.
Con esta investigacin se resaltan las bondades del lodo tratado como mejorador de suelos
especialmente en aumentar su capacidad de retener la humedad, adems mejora el contenido de
materia orgnica, disminuye el % saturacin del suelo, e incorporar nutrientes incluyendo macro-
nutrientes tales como Na, Ca, S, Mg, y los micronutrientes (B, Cu, Fe, Mn, Mo, Zn) por lo que se
puede afirmar que entrega prcticamente los nutrientes requeridos en los cultivos de palma
africana, estas aplicaciones se deben controlar peridicamente debido a que estos nutrientes se
entregan balanceadamente por el lodo.
Las aplicaciones se deben realizar en proporciones mnimas y graduales para que la races
alcancen a absorber lentamente los nutrientes y evitar la mineralizacin del lodo, demostrando la
capacidad que tiene el lodo por competir como fertilizante, despertando el inters en tratar los
lodos como alternativa sustentable para mejorar las condiciones productivas de los suelos,
disminuyendo la aplicacin de fertilizantes sintticos y por consiguiente las reduccin de costos
econmicos en la compra de los mismos.
Las bondades superan a los impactos negativos que genera la recuperacin de lodos, siempre que
se realice de forma sostenible y siguiendo la recomendaciones de estudios previos para evitar
malas experiencias, otro aspecto a tener en cuenta es una detallada planificacin previa a la
aplicacin, en el que se deben contemplar las necesidades de los suelos, rea de total de
aplicacin, cuerpos de agua cercanos entre otros aspectos que se deben analizar segn el objetivo
de la recuperacin de los lodos y la aplicacin.
42
CONCLUSIONES
Los resultados del comportamiento de las plantas experimentales en las que se aplicaron los
lodos residuales en dosis graduales, evidencian un excelente crecimiento y desarrollo de la
planta, confirmando las propiedades fsico qumicas con las que cuenta los lodos residuales,
apuntado que sera la mejor alternativa tcnica y ambientalmente recomendable para la
recuperacin de los lodos residuales y transformacin en abono orgnico.
El anlisis relacin costo beneficio del proyecto, presenta una viabilidad econmica como
alternativa de recuperar los lodos residuales, gracias a que reducira la compra de fertilizantes
sintticos y el costo de la disposicin final de los lodos seria de cero, sin mencionar los
beneficios adicionales como una excelente imagen ambiental.
.
43
BIBLIOGRAFIA
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Salcedo Prez, E., Vzquez Alarcn, A., Krishnamurthy, L., Zamora Natera, J., Hernndez
lvarez, E., & Rodrguez Macas, R. (2007, February 1). Evaluacin de lodos residuales como
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planta de tratamiento de aguas residuales de la empresa comestibles la rosa como alternativa
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ANEXOS