Vermicompostaje automatizado

Áreas temáticas:

Ciencias, Tecnologías y Medio Ambiente

Antecedentes:

En zonas urbanas se genera amplia cantidad de residuos orgánicos, cuyo principal destino son los vertederos o rellenos sanitarios, donde se produce descomposición aeróbica y anaeróbica que genera gases de efecto invernadero.

El vermicompostaje tradicional involucra utilizar gran cantidad de superficie y eso es un problema porque compite con superficie para otros fines, por lo que se hace necesario tener biorreactores que puedan procesar intensamente los residuos y optimizar el uso del espacio. Por otro lado, la gestión de residuos es cara, debido al transporte hacia zonas periféricas de la ciudad. Esto además aumenta la contaminación ambiental.

El diseño de un biorreactor con lombrices automatizado es una oportunidad para gestionar los residuos orgánicos de zonas urbanas de manera óptima. Para lograr este diseño es necesario previamente realizar una investigación tanto bibliográfica como experimental, sobre cómo afectan las variables que podemos controlar, en el proceso de vermicompostaje.

Se experimentará con la lombriz Eisenia fetida. Hay una primera etapa de adaptación; luego la fase hidrolítica donde ocurre la descomposición; y finalmente el material se cura bajo condiciones controladas. Para un determinado tipo de residuo y etapa de producción se varían condiciones dentro de lo establecido, como pH, temperatura y humedad que pueden duplicar su población entre 3 a 6 meses, de lo contrario pueden morir rápidamente (horas).

Objetivo general:

Investigar y experimentar sobre el proceso de vermicompostaje, para obtener un diseño óptimo de un biorreactor automatizado que procese residuos orgánicos de la zona urbana.

Objetivos específicos:

  1. Investigar el estado del arte en biorreactores automatizados de vermicompostaje, e involucrar a la comunidad en el proceso.
  2. Diseñar biorreactores automatizados de baja escala para experimentar con: (i) tipo de residuos orgánicos, (ii) condiciones del proceso (Temperatura, Ph, humedad u otras) y (iii) configuración mecánica del equipo.
  3. Medir desempeño de los biorreactores y analizar variables de operación para proponer mejoras.
  4. Estudiar y analizar los experimentos realizados para lograr diseño óptimo escalable de un biorreactor automatizado que procese residuos orgánicos de la zona urbana.

Plan metodológico:

Diseñar ingenieril de biorreactor de vermicompostaje con variables de: (i) tipo de residuos orgánicos, (ii) condiciones del proceso (Temperatura, Ph, humedad u otras) y (iii) configuración mecánica del equipo. Investigar el estado del arte en biorreactores automatizados de vermicompostaje. Vincularse con comunidades como la vega central, feriantes o vecinos de Recoletas que estén interesados en aportar a la investigación. Identificar y caracterizar variables de estado, tipos de residuos y formas de pre- procesamiento de residuo orgánico. Proponer diseño de sensores y actuadores en el equipo. Diseñar configuraciones mecánicas de biorreactores. Identificar y caracterizar variables de estado en el P&ID de biorreactores. Extraer modelamiento biológico del proceso de vermicompostaje, relacionando el crecimiento de lombrices, microorganismos asociados y otras variables manipulables. Diseñar experimentos físico-químicos y microbiológicos para medir el desempeño de biorreactores. Implementar los prototipos resultantes y desarrollar experimentos sobre las diferentes configuraciones físicas y electrónicas de la máquina. Comprar materiales para el desarrollo de prototipos serie 1. Comprar insumos para el desarrollo de experimentos. Diseñar taller para la comunidad. Realizar un taller para construir prototipos con la comunidad. Desarrollar conexión y monitoreo de sensores. Conectar toma de datos a la nube. Desarrollar experimentos mecánicos, microbiológicos y físico-químicos de la serie 1. Analizar variables de operación y sugerir mejoras de serie 1. Realizar mejoras de diseño ingenieril. Comprar materiales para el desarrollo de prototipos serie 2. Comprar insumos para el desarrollo de experimentos. Diseñar taller para la comunidad. Realizar un taller para construir prototipos. Desarrollar experimentos mecánicos, microbiológicos y físico-químicos de la serie 2. Obtener parámetros operacionales de las configuraciones de biorreactores más prometedoras.

Productos esperados:

Diseño optimizado de un biorreactor de vermicompostaje automatizado escalable para procesar residuos orgánicos de la zona urbana.

Equipo investigador:

FUNCIÓN

NOMBRE

INSTITUCIÓN

GRADO ACADÉMICO

Investigador Responsable

Martín Concha Rubio

Sustentables Unidos Desarrollo Tecnológico SpA

Magíster en Ciencias en Tecnologías medioambientales

Coinvestigadora

Tamara Faúndez Aravena

Sustentables Unidos Desarrollo Tecnológico SpA

Ingeniera Civil Química

Coinvestigador

Leonardo Peña Peña

Escuela ETER

Ingeniero Civil Eléctrico

Coinvestigador

Benjamín Zamora

Sustentables Unidos Desarrollo Tecnológico SpA

Ingeniero Civil Computación

Información General

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