Construcción de un biorreactor implementando monitoreo continuo por medio de un sistema Arduino con sensores para medición de temperatura, humedad y pH.

Abstract

La presente investigación nace a partir de la evaluación de los procesos de la planta de compostaje de la universidad ECCI, ya que los residuos generados allí son de alto contenido de celulosa y lignina, las cuales generan una degradación de la biomasa más lenta, para ello se plantea la aceleración del proceso a través de un biorreactor con el fin de evaluar su rendimiento sin afectar la calidad del producto final.

El objetivo del proyecto consistió en evaluar el desempeño de un prototipo de biorreactor construido a escala piloto para la producción de compostaje, a través del monitoreo de la temperatura, humedad y pH empleando una placa Arduino®. La construcción del prototipo de biorreactor, tipo batch, se hizo teniendo en cuenta la aireación, humedad, posición de los sensores y tipo de agitación en función de los materiales disponibles para la construcción (Caneca de 55 Galones con tapa, Tubo PVC y válvula para drenaje de lixiviados); en cuanto al sistema de monitoreo automático se requirió de una placa de Arduino, una pantalla o LCD, un Datalogger o módulo shield SD, una memoria SD y 3 sensores, uno para cada parámetro de control, se programó basado en líneas de código para la lectura de tareas automatizadas. Para el seguimiento del compostaje se realizaron determinaciones en laboratorio de materia orgánica, humedad, carbono orgánico y pH, en tres momentos del experimento; con respecto a la temperatura y pH, se realizó de manera continua a través de los sensores.

Este proyecto contó con tres ensayos experimentales, teniendo en cuenta que durante la puesta en marcha del proceso de compostaje se encontró que la temperatura del sistema no llegó a lo esperado para la fase mesófila. Así, en el segundo ensayo se implementó un aislante térmico con la finalidad de mejorar las condiciones de la temperatura; sin embargo, tampoco fue efectivo. Finalmente, en un tercer ensayo se ejecutó una adecuación del material y se adicionó un fermento para activar el proceso de compostaje.