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Title: Prototipo de biorreactor aeróbico para el monitoreo y control del proceso co-compostaje, a partir de de lodos de plantas de tratamiento de aguas residuales y residuos sólidos orgánicos de plaza de mercado
Authors: Chaparro Montenegro, David Alejandro
Zorro Millán, Jesús David
metadata.dc.contributor.role: Ruge Ruge, Ilber Adonayt (Director de tesis)
Keywords: Tratamiento de residuos - Técnicas
Fermentación en estado sólido
Residuos orgánicos
Biorreactores - Minimización de residuos
Digestión aerobia
Residuos agrícolas - Tratamiento
Metabolismo microbiano
Biorreactores
Ingeniería Electrónica - Tesis y disertaciones académicas
Issue Date: 2017
Publisher: Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia
Citation: Chaparro Montenegro, D. A. & Zorro Millán, J. D. (2017). Prototipo de biorreactor aeróbico para el monitoreo y control del proceso co-compostaje, a partir de de lodos de plantas de tratamiento de aguas residuales y residuos sólidos orgánicos de plaza de mercado. (Trabajo de pregrado). Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Tunja. http://repositorio.uptc.edu.co/handle/001/2219
Abstract: El presente documento expone la construcción de un prototipo de biorreactor aeróbico para supervisar y controlar, a nivel experimental, el proceso de cocompostaje de lodos residuales y residuos sólidos. El prototipo controla las variables de temperatura y humedad, con el fin de facilitar la experimentación orientada a mejorar la calidad del bio-abono que se obtiene del proceso de co-compostaje. Este trabajo se desarrolla como parte de la actividad de investigación del semillero de Robótica UPTC en el grupo de investigación I2E, adscrito al Programa de Ingeniería Electrónica de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, en conjunto con el Grupo de Investigación en Geomática y Ambiente (GIGA), adscrito al Programa de Ingeniera Ambiental. En cumplimiento del objetivo de este proyecto, se ha construido un biorreactor que permite controlar las variables de temperatura y humedad en el proceso experimental de co-compostaje para la producción de bioabono. El proceso es aplicable a residuos sólidos de plaza de mercado y lodos de plantas de tratamiento de aguas residuales del departamento de Boyacá. Para lograr el control de la temperatura se usa un biorreactor enchaquetado tipo batch, en conjunto con un sensor RTD PT100, y un sistema de recirculación y calentamiento proporcional de agua. Para el control de la humedad se usa una bomba peristáltica que agrega agua al biorreactor desde un depósito, y el sensor resistivo YL-69 para capturar los valores de humedad. Como sistema de control digital, se emplea la plataforma de desarrollo Arduino Mega 2560, usando el sistema operativo en tiempo real FreeRTOS para cumplir con las demandas de tiempo que requiere la aplicación. Además, se emplea la plataforma Ubidots como interfaz remota para el control y monitoreo de la temperatura y humedad, y la manipulación de agitadores del prototipo. Se implementa un controlador PI para temperatura, caracterizado por tener un error en estado estacionario, un sobrepico y un tiempo de establecimiento acordes a los parámetros de diseño establecidos. Además, se realiza un sistema de control a lazo abierto para humedad, debido a que la medición del sensor YL-69 varía dependiendo el contacto que tenga con el sustrato, el cambio de la conductividad eléctrica del mismo durante el proceso de co-compostaje, y la temperatura al interior de biorreactor. Por último, se realiza un experimento de producción de cocompostaje a una temperatura de 45°C y una humedad del 40% durante 35 días, en el cual no se logra obtener un co-compost totalmente estabilizado, debido a la formación de una capa en la superficie del sustrato, que evita la actividad aeróbica de los microorganismos.
Description: 1 recurso en línea (102 páginas) : tablas, figuras
metadata.dcterms.bibliographicCitation: ALVARENGA, Paula et al. Sewage sludge, compost and other representative organic wastes as agricultural soil amendments: Benefits versus limiting factors. En: Waste Management. Junio, 2015, vol. 40 no. 3. p. 44-52.
ASTRÖM, Karl J. y HÄGGLUND, Tore. Control PID avanzado. Madrid: Pearson Prentice Hall, 2009.p. 67.
AVENDAÑO, Daniella. El proceso de compostaje. Trabajo de grado Ingeniero agrónomo. Chile. Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de agronomía e ingeniería forestal. Departamento de fruticultura y enología, 2003. 38 p.
AWASTHI, Mukesh, et al. Co-composting of organic fraction of municipal solid waste mixed with different bulking waste: Characterization of physicochemical parameters and microbial enzymatic dynamic. En: Bioresource Technology. Abril, 2015, vol. 182. p. 200-207.
AWASTHI, Mukesh, et al. Evaluation of thermophilic fungal consortium for organic municipal solid waste composting. En: Bioresource Technology. September 2014. vol. 168, p. 214-221.
BARRY, Richard. Mastering the FreeRTOS™ Real Time Kernel. A Hands-On Tutorial Guide. [online] Ed. Prerelease 161204 Available from internet at: < http://www.freertos.org/Documentation/161204_Mastering_the_FreeRTOS_Real_T ime_Kernel-A_Hands-On_Tutorial_Guide.pdf>. p.46.
CASTILLO, Carlos. Elaboración de compost en Manizales a partir de residuos orgánicos urbanos. En: Lunazul. Agosto, 2006. p. 1-5.
CHIBIOS, RTOS Concepts [online], [cited 6 June 2017]. Available from internet: URL:<http://www.chibios.org/dokuwiki/doku.php?id=chibios:articles:rtos_concepts>
COLOMER, Francisco y GALLARDO, Antonio. Tratamiento y gestión de residuos sólidos. España, Universidad politécnica de Valencia, 2007. 328 p. ISBN 9788483630716.
COOPER, William y HELFRICK, Albert. Instrumentación electrónica moderna y técnicas de medición. Traducido por David Pérez Gutiérrez. 1 ed. México: Prentice Hall Inc., 1991. 461 p. ISBN 968 880 236 0.
DÁGUER, Gian Paolo. Gestión de biosólidos en Colombia. En: Congreso Internacional de ACODAL Sociedad, Ambiente y Futuro (46: 29-31, octubre: Cali, Valle). Memorias. Bogotá D.C. 2003. 7 p.
ESTUPIÑAN, Sandra. Factibilidad técnico-económica y ambiental para estabilización de lodos de la PTAR de Nobsa. Trabajo de grado Magíster en ingeniería ambiental. Tunja. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Facultad de ingeniería. Escuela de posgrados de ingeniería, 2015. 110 p.
GARCIA, Juan. Teoría y ejercicios prácticos de dinámica de sistemas. España. 2014. ISBN 84-607-9304-4.
JARAMILLO, Gladys y ZAPATA, Liliana. Aprovechamiento de los residuos sólidos orgánicos en Colombia. Trabajo de grado Especialista en gestión ambiental. Medellín. Universidad de Antioquia. Facultad de ingeniería. Posgrados de ambiental. 2008. 116 p.
KANG G, Real-Time Computing: A new Discipline of Computer Science and Engineering. En: Proceeding of the IEEE, January 1994, vol. 82, no. 1, pp. 6-24.
LEON, Juan. Desarrollo de un dispositivo prototipo para medición de parámetros de corrosión utilizando monitoreo remoto-inalámbrico. Trabajo de grado Ingeniero Electrónico. Tunja, Boyacá. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Electrónica. p. 60-62.
LEVENSPIEL, Octave. Interpretación de los datos obtenidos en un reactor intermitente. En: Ingeniería de las Reacciones Químicas. 3 ed. México: John Wiley, 2004, p 38-40.
LIANG, C, et al. The influence of temperature and moisture contents regimes on the aerobic microbial activity of a biosolids composting blend. En: Bioresource Technology. Enero, 2003. vol. 86, no. 2, p.131-136.
LÓPEZ, Macías. El compostaje y su proceso histórico. En: Compostaje de residuos orgánicos. Cali: Universidad del Valle, 2002. p. 1-3. ISBN 958-67-0187-5.
LOPEZ, Patricio. Implementación de un sistema de control de temperatura para el calentamiento de un tanque de alimentación continúa mediante un PLC. Trabajo Ingeniero en Electrónica y Control. Quito: Escuela Politécnica Nacional. Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, 2009. 19 p.
MENDOZA, Manuel y VIGÍL, Jairo. Evaluación físico – química y microbiológica de cuatro niveles de lodos ordinarios en la elaboración de compost. Tesis de grado Ingeniero Agrónomo. Universidad de el Salvador, Facultad de ciencias agronómicas, El Salvador. Octubre, 2012. 157 p.
OBENG, Letitia y WRIGHT, Frederick. Integrated resource recovery the cocomposting of domestic solid and human waste. Washington D.C, 1954. 118 p. ISBN 0821308947.
OGATA, Katsuhiko. Ingeniería de control moderna. 5ed. España: Pearson Education, 2010. p. 8.
OVIEDO, Edgar, et al. Evaluation of the Addition of Wood Ash to Control the pH of Substrates in Municipal Biowaste Composting. En: Ingeniería investigación y tecnología, vol. 15, p. 469-478.
TCHOBANOBLOUS, George, et al. Gestión integral de residuos sólidos. Traducido por Iñaki Tejero. España: McGraw-Hill, 1994. 1120 p. ISBN 9788448118303.
TORRES, Patricia, et al. Estabilización alcalina de biosólidos compostados de plantas de tratamiento de aguas residuales domésticas para aprovechamiento agrícola. En: Revista Facultad Nacional de Agronomía- Medellín. Universidad Nacional de Colombia. Junio, 2008, vol. 61, no. 1, p. 4432-4444.
VALDERRAMA, Martha. Factibilidad de aprovechamiento de los lodos de la PTAR del municipio de Chinavita (Boyacá). Trabajo de grado Magíster en desarrollo sostenible y medio ambiente. Manizales. Universidad de Manizales. Facultad de ciencias contables económicas y administrativas. 2013. 74 p.
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