domingo, 18 de noviembre de 2012

Fertilizante Organico a partir de residuos organicos (petalos de girasol)

ALUMNO: JOSEPH SUAREZ SEVILLANO
GRUPO : 01Q


I.       INTRODUCCION


La utilización de fertilizantes es requerida en todos los sistemas de producción agrícola, a largo plazo, con fines de mantener e incrementarlos rendimientos de los cultivos, sobre todo cuando se extrae totalmente la planta del sistema de producción.
El uso de los fertilizantes comenzó hace más de un siglo, y está basado en el concepto químico de la nutrición de las plantas; este uso ha influido ampliamente en el incremento de la producción agrícola y el mejoramiento de la calidad de los alimentos. Un efecto benéfico del uso de los fertilizantes ha sido su contribución en la estabilización de los rendimientos de los cultivos, induciendo resistencia a ciertas enfermedades, plagas o estrés climático. Además, las tasas de retorno del capital invertido a los sistemas de producción se han incrementado con base a una producción más eficaz.
Los propósitos del uso de los fertilizantes, especialmente para obtener incrementos de rendimiento, son similares tanto en climas tropicales como en climas templados, a saber.


II.      PROBLEMA DE INVESTIGACION

2.1.     SELECCIÓN GENERAL
La comercialización de flores en las grandes ciudades es una actividad que genera gran cantidad de material de desecho en las distintas zonas dedicadas a la venta de flores, generando así, contaminación ambiental y un más aspecto visual de estos lugares. Debido a esta situación, se pueden emplear alternativas que permitan aprovechar tales residuos en actividades de origen agrícola.

2.2.     SELECCIÓN ESPECIFICA
“elaboración de fertilizante orgánico a partir de pétalos de girasol”
Una manera de aprovechar los residuos generados en los distintos mercados de flores, es realizar un abono fermentado tipo bokashi a base de pétalos de girasoles y así aprovechar sus compuestos constituidos en la producción de otras plantas.


III.    PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

3.1.     FORMULACIÓN DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN

3.1.1.    FORMULACIÓN DEL PROBLEMA GENERAL
¿Cuál es la alternativa de uso del residuo orgánico (pétalos de girasol)?

3.1.2.    FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ESPECIFICO
¿Cómo encontrar la solución a la problemática de los residuos orgánicos?

¿Qué tipo de fertilizante se puede elaborar con residuos orgánicos como pétalos de girasol?

¿Qué beneficios podríamos obtener respecto a la fermentación de residuos orgánicos con pétalos de girasol?

¿Qué otro tipo de fertilizante puede sustituir al fertilizante inorgánico con características similares?


3.2.     JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA

3.2.1.    POR SU NATURALEZA
La elaboración de abonos orgánicos ocupa un lugar muy importante en la agricultura, ya que contribuye al mejoramiento de las estructuras y fertilización del suelo a través de la incorporación de nutrimento y microorganismos, y también a la regulación del pH del suelo. Con la utilización de los abonos orgánicos los agricultores puede reducir el uso de insumos externos y aumentar la eficiencia de los recursos de la comunidad, protegiendo al mismo tiempo la salud humana y el ambiente.

3.2.2.    POR SU MAGNITUD
Debido a que ayudara en buscar otra forma de fabricar nuevos tipos de fertilizantes sin dañar el medio ambiente y también por la reutilización de desechos orgánico, con la ayuda de este tipo de fertilizante se puede enriquecer el suelo con nutrientes que permiten un buen desarrollo de los microorganismo y a su vez estimulan el desarrollo de cultivos de mejor calidad y a un menor costo para los productos.

3.2.3.    POR SU TRASCENDENCIA
Con el paso del tiempo se puede dar una solución a la reducción de residuos orgánicos aunque los fertilizantes de origen orgánico tienen un efecto más lento que los inorgánicos, se puede llegar a encontrar un aditivo que mejore la estimulación de un fertilizante orgánico.

3.2.4.    POR SU VULNERABILIDAD
Se tiene la facilidad de conseguir los pétalos de girasol en cualquier mercado de flores de lima y así poder dar el proceso de elaboración de fertilizante orgánico.

3.2.5.    POR SUS APORTES
Notamos que existen distintos aportes a nivel científico y tecnológico debido a que también podremos especificar  el proceso de elaboración de fertilizantes orgánicos fermentado a partir de residuos de flores y a la vez podremos mostrar datos experimentales comparados por análisis a nivel de laboratorio.





3.3.     OBJETIVOS

3.3.1.    OBJETIVO GENERAL

·         Elaborar un fertilizante orgánico fermentado para su uso en las producciones agrícolas.

3.3.2.    OBJETIVO ESPECÍFICOS

·         Elaborar un abono fermentado tipo bokashi a base de pétalos de girasoles.

·         Comparar la efectividad de dos formulaciones de abonos orgánicos en cultivos similares.

·         Evaluar la capacidad promotora de desarrollo de extractos de pétalos de girasoles en la germinación de semillas.

3.4.     FACILIDADES Y LIMITACIONES

3.4.1.    FACILIDADES

·         Residuos de pétalos de girasoles desechados por la empresa ALICORP en la producción de aceite de girasol.

·         Tener los laboratorios de química para realizar los análisis.

3.4.2.    LIMITACIONES

·         La empresa ALICORP tiene una planta de producción de aceite de girasol en lima.

·         Tener las condiciones de presión, temperatura y humedad para la producción de fertilizantes orgánicos.

·         La falta de catalizadores y equipos para una rápida fermentación de residuos orgánicos.

IV.   MARCO CONCEPTUAL

4.1.     DEFINICIONES

4.1.1.    FERTILIZANTES
Un fertilizante es un tipo de sustancia o denominados nutrientes, en formas químicas saludables y asimilables por las raíces de las plantas, para mantener y/o incrementar el contenido de estos elementos en el suelo y mejora la fertilidad del suelo con el propósito de obtener altos rendimientos agrícolas.
Fuente: http://www.ecured.cu/index.php/Fertilizante[

4.1.2.    FERTILIZANTE ORGÁNICO
Aportan muchas bacterias y elementos necesarios para las plantas; pero, en general, no tienen efectos tan rápidos. Sin embargo, a medio plazo, aportan fertilidad al suelo. Pueden ser restos en descomposición, como el estiércol, o sin descomponerse, como la paja o leguminosas cultivadas para después enterrarlas. Además, determinadas sustancias minerales se utilizan para corregir las deficiencias del suelo, tales como la acidez o la carencia de algún oligoelemento

4.1.3.    COMPOST
Un compost es una mezcla de materiales orgánicos (estiércoles de animales, residuos de cosecha y residuos de basuras domésticas), de tal manera que fomenten su degradación y descomposición. El producto final se usa parafertilizar y enriquecer la tierra de los cultivos. Este abono y la materia orgánica dan cuerpo a los suelos arenosos y ligeros y mejora el drenaje en los suelos arcillosos.
Fuente: http://www.mcch.com.ec/descargas/fertilizacionmcch.pdf

4.1.4.    BOKASHI
La palabra “BoKashi” es un término del idioma japonés que significa abono fermentado. La preparación de este abono se debe realizar en un sitio protegido de los rayos solares, lluvias y viento, ya que incide en el proceso de fermentación y puede generar la pérdida de nutrientes; el piso debe ser a nivel y, en lo posible, de cemento o tierra firma.
Fuente: http://www.mcch.com.ec/descargas/fertilizacionmcch.pdf


4.2.     ANTECEDENTES HISTÓRICOS, TEÓRICOS, METODOLOGICOS

4.2.1.    ANTECEDENTES HISTÓRICOS
La implementación de un proyecto a nivel de la comunidad es muy importante debido a la forma holística en que se pretende obtener un producto amigable con el ambiente que favorezca al productor y mejore el nivel de competitividad, ya que al disminuir los costos de producción en fertilizantes. El impacto que tiene  este proyecto se enfoca en el constante mejoramiento de los problemas económicos, sociales y ambientales que presenta la comunidad; con base a lo anterior el proyecto “Manejo de los desechos orgánicos para el mejoramiento del ambiente y el suelo, se enfoca en disminuir problemas ambientales y sociales, mejorar la estructura y calidad del suelo.
Fuente:http://www.coopedota.com/index.php?option=com_content&view=article&id=17%3Aabono&catid=15%3Aproyectosterminados&Itemid=76&lang=es
4.2.2.    ANTECEDENTES TEORICOS
La preparación del abono compostado tipo bokashi comprende un proceso de integración de elementos benéficos para el suelo, producto de una fermentación aeróbica de residuos vegetales y animales.
Este abono es una receta japonesa basada en volteos frecuentes y temperaturas por debajo de los 45 a 50 0C, hasta que la actividad microbiana reduce al disminuir la humedad del material. Se considera un proceso de compostaje incompleto. Algunos autores lo han considerado un abono orgánico fermentado, sin embargo es un proceso enteramente aeróbico.

4.2.3.    ANTECEDENTES METODOLOGICOS

4.2.3.1.   ELABORACIÓN DEL COMPOST
El compostaje o “composting” es el proceso biológico aeróbico, mediante el cual los microorganismos actúan sobre la materia rápidamente biodegradable (restos de cosecha, excrementos de animales y residuos urbanos), permitiendo obtener "compost", abono excelente para la agricultura. El compost o mantillo se puede definir como el resultado de un proceso de humificación de la materia orgánica, bajo condiciones controladas y en ausencia de suelo. El compost es un nutriente para el suelo que mejora la estructura y ayuda a reducir la erosión y ayuda a la absorción de agua y nutrientes por parte de las plantas.
Fuente: http://www.infoagro.com/abonos/compostaje.htm

4.2.3.2.   ELABORACIÓN DEL BOKASHI
Es una palabra japonesa que significa materia orgánica fermentada; una traducción de esta palabra al Español (refiriéndonos al abono) es abono orgánico fermentado.
Tradicionalmente, para la preparación del Bokashi, los agricultores japoneses usan materia orgánica como semolina de arroz, torta de soya, harina de pescado y suelo de los bosques como inoculante de microorganismos. El Bokashi ha sido utilizado por los agricultores japoneses como un mejorador del suelo que aumenta la diversidad microbiana, mejora las condiciones físicas y químicas, previenen enfermedad es del suelo y lo suple de nutrientes para el desarrollo de los cultivos.
Fuente:http://www.reboreda.es/Documentos/el%20libro%20del%20bokashi.pdf


4.3.     LOCALIZACIÓN Y UBICACIÓN DE TRABAJO DE INVESTIGACIÓN

4.3.1.    LOCALIZCION
Los pétalos de girasol se pueden obtener de la empresa ALICORP el cual produce aceite de girasol y desecha los pétalos.

4.3.2.    UBICACION
Se desarrolla en el laboratorio de química orgánica o el laboratorio de operaciones de procesos unitarios (LOPU) de la facultad de ingeniería química de la Universidad Nacional del Callao


4.4.     NORMAS ESTADÍSTICAS

Este cuadro representa el aporte de materia orgánica a los suelos agrícolas con respecto a su relación C/N.

Fuente: Nieto et al., 2005.


V.     FORMULACION DE LA HIPOTESIS

5.1.     CONJETURAS

5.1.1.    Conjeturas explicativas

·           Los residuos orgánicos y florales generan una alta contaminación en la intemperie.
·           Alta demanda de fertilizantes.
·           Los fertilizantes inorgánicos son muy costosos y tóxicos.
·           Los fertilizantes inorgánicos pueden dañar al cultivo y proporcionar pérdidas económicas.

5.1.2.    Conjeturas predictivas

·           Reducir la contaminación que producen los residuos orgánicos.
·           Búsqueda de ir mejorando los fertilizantes orgánicos.
·           Evitar el daño de las condiciones de los suelos al emplear los fertilizantes orgánicos.
·           Proporcionar una mejor condición de absorción de nutrientes para la planta a fertilizar.

5.2.     HIPÓTESIS
La demanda de fertilizantes y la existencia de residuo orgánicos que generan contaminación por su degradación y oxidación conllevan a crear una aplicación innovadora en relación a los fertilizantes; el fertilizante orgánico de origen vegetal permite reducir la contaminación de residuos orgánicos y desarrollar un mejor crecimiento a la planta sin dañar el suelo y no contaminar el medio ambiente, generando un mejor uso que los fertilizantes inorgánicos.

5.3.     VARIABLES

5.3.1.    Variables independientes
F (x) = Existe demanda de los fertilizantes orgánicos.

G (y) = Los residuos orgánicos generan contaminación.


5.3.2.    Variables dependientes
I (k) = Fertilidad del suelo.

J (L) = contenido de organismos y elementos minerales

M (n) = Reducción de la contaminación ambiental


5.4.     INDICADORES

5.4.1.    INDICACODRES INDEPENTIENTES
F (x) = Empresa de aceite de girasol de ALICORP.
x1: Cantidad de girasoles utilizados
x2: variedad de girasoles
x3: nutrientes de los pétalos de girasol

G (y) = Fermentación de los residuos orgánicos.
y1: Índices de contaminación
y2: Reciclaje selectivo

5.4.2.    INDICADORES DEPENDIENTES
I (k) = Fertilidad del suelo.
k1: Cuidado y regulación del pH
k2: Rendimiento agrícola
k3: Corrección de las deficiencias de oligoelementos

J (l) = contenido de organismos y elementos minerales
l1: Comunidad de bacterias
l2: Análisis cualitativo y cuantitativo de minerales
l3: Factor de efectividad o rendimiento

M (n) = Reducción de la contaminación ambiental
n1: Reutilización de residuos orgánicos
n2: Nivel de Contaminación


VI.   METODOLOGIA
6.1.     METODOS Y TECNICAS ESTADISTICAS

6.1.1.    DETERMINACION DE LA MUESTRA
F (x) = Empresa de aceite de girasol de ALICORP.
x1: Cantidad de girasoles utilizados
x2: variedad de girasoles
x3: nutrientes de los pétalos de girasol

6.1.2.    DETERMINACION DEL NUMERO Y TAMAÑO DE MUESTRA
G (y) = Fermentación de los residuos orgánicos.
y1: Índices de contaminación
y2: Reciclaje selectivo

6.1.3.    METODOS Y TECINA DE INVESTIGACION
I (k) = Fertilidad del suelo.
k1: Cuidado y regulación del pH
k2: Rendimiento agrícola
k3: Corrección de las deficiencias de oligoelementos

J (l) = contenido de organismos y elementos minerales
l1: Comunidad de bacterias
l2: Análisis cualitativo y cuantitativo de minerales
l3: Factor de efectividad o rendimiento

M (n) = Reducción de la contaminación ambiental
n1: Reutilización de residuos orgánicos
n2: Nivel de Contaminación

6.2.     REQUERIMIENTO

6.2.1.    REACTIVOS, MATERIALES Y EQUIPOS

·         Balanza
·         Bagueta
·         Piceta
·         Pétalos de girasol
·         Recipiente o Contenedor cilíndrico de 50 cm de alto y 1 m de ancho
·         Carbón quebrado en partículas pequeñas (cisco de carbón)
·         Cascarilla de arroz o café o pajas bien picadas o rastrojo
·         Termómetro
·         Medidor del pH

6.2.2.    INFRAESTRUCTURA
·         Laboratorio de Operaciones y Procesos Unitarios (LOPU) de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Nacional del Callao
·         Laboratorio de Química Orgánica y cuantitativa de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Nacional del Callao.
·         Laboratorio de fisicoquímica y análisis instrumental de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Nacional del Callao.

6.3.     ACTIVIDADES

6.3.1.    BUSQUEDA DE MAS INFORMACION
La recolección de información se llevara vía internet, material bibliográfico, proyectos y tesis que estén relacionados con nuestro tema de investigación.
También se optara por buscar información especializada en la biblioteca de la universidad nacional agraria de la molina.

6.3.2.    TRAMITES

6.3.2.1.      UBICACIÓN DEL TRABAJO DE INVESTIGACION

·         Solicitud de préstamo de ambientes de las instalaciones del centro de laboratorios de la facultad de ingeniería química de la Universidad Nacional del Callao.

6.3.2.2.      FINANCIAMIENTO PARA LA ASDQUISICION DE INSUMOS DE LA EMPRESA ALICORP
Para realizar nuestra investigación, pediremos apoyo a diferentes empresas o instituciones interesadas en nuestro método para que nos apoye económicamente y nos  facilite el uso de los reactivos correspondientes y los equipos necesarios para realizar nuestro trabajo de investigación.

6.3.2.3.      FINANCIAMIENTO DE INSTITUCIONES AL TRABAJO DE INVESTIGACION.
Convenio con la Facultad de Ingeniería Química de la UNAC.
Convenio con el Vicerrectorado de Investigación de la Universidad Nacional del Callao.
Subsidio de la Empresa Alicorp – Perú.

6.3.3.    UBICACIÓN DEL TRABAJO DE INVESTIGACION
El trabajo de investigación se llevará a cabo en los laboratorios de la facultad de Ingeniería Química de la Universidad Nacional del Callao.
6.3.4.    IMPLEMENTACION DEL AMBIENTE DE DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN
El ambiente en el cual se desarrollara la investigación deberá contar con los equipos e insumos necesarios para llevar a cabo nuestros estudios y experimentos.

·         Medios adecuados de temperatura.

·         Medios adecuados de humedad.

6.3.5.    ADQUISICION DE LA MUESTRA
 ·         Pétalos de girasol de la planta de Alicorp.

6.3.6.    DESARROLLO DE LA INVESTIGACION

6.3.6.1.        ELABORACION DEL EXTRACTO DE PETALOS DE GIRASOL PARA PRUEBAS GERMINACION
Se elaborara un extracto cuyo material vegetal es pétalos de rosa, el cual se aplicara a diferentes dosis para evaluar las sustancias que poseen dichos pétalos sobre el crecimiento de una planta.
Para la elaboración de los extractos a partir del material vegetal se aplicara dos metodologías, técnica de maceración y técnica de agitador rotatorio.

·         TÉCNICA DE MACERACIÓN
Se tomara 100g de residuos vegetales (pétalos de girasol) previamente picados para macerarlos en un mortero esterilizado durante 30 min a temperatura ambiente, se adicionara 70 ml de agua desionizada para obtener el extracto. Posteriormente se filtrara en un vaso de precipitado para luego almacenarlo en frasco ámbar por 24 h a 4 0C.


·         TÉCNICA DE AGITADOR ROTATORIO
Se tomaran 10 g de pétalos de girasol finamente picada y se dejaran en un matraz erlenmeyer de 250 ml, con 100 ml de agua desionizada a temperatura ambiente por 24 horas. Luego se colocara en un agitador rotatorio a 200 rpm y 40 0C durante 30 min, con el fin de extraer la mayor cantidad de los principios activos y filtrar al vacio. El extracto se almacenara en frasco ámbar para evitar las radiaciones de la luz solar.

6.3.6.2.      ELABORACION DE PRUEBAS DE GERMINACION
En siete cajas de petri por triplicado estériles , se colocó una capa de gasa recubierta con papel filtro estéril y se humedecieron con 9 ml de agua destilada , en cada caja se colocaron 20 semillas de albahaca en estado vegetativo, previamente desinfectadas con alcohol al 70%,por 1 minuto; se inocularon las semillas a diferentes dosis de aplicación de los extractos sobre cada semilla (0, 2 µL,5 µL,10 µL,30 µL,60 µL,90 µL) recolectados de acuerdo a la técnicas de agitador rotatorio y macerado a partir de material vegetal.
Se dejaron los 7 ensayos a temperatura ambiente simultáneamente se tomó un testigo al cual solo se le agregó agua estéril con tres repeticiones de cada concentración para un total de sesenta semillas para cada tratamiento, realizando observaciones diarias.


6.3.6.3.      ELABORACION DE ABONO FERMENTADO TIPO BOKASHI
Se realizara un abono fermentado tipo bokashi seleccionando los desechos vegetales de petalos de girasol que se recolectaran de la empresa Alicorp, en la ciudad de Lima.
Se realizara la construcción de un pila de 50 cm de alto x 1 metro de ancho x 1.5 metros de largo recubierto en plástico negro calibre 7 colocándose en superficie de acero inclinada y cubierta, el montaje se realizara en el jardin del laboratorio de la Facultad de Ingeniería Quimica de la Universidad Nacional del Callao


VII.  ESTRUCTURA DEL INFORME FINAL DE INVESTIGACION
VIII. REFERENCIAS