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Transferencia de Tecnología Transferencia de Tecnología sobre las herramientas de Manejo sobre las herramientas de Manejo

de Cuencas Hidrográficasde Cuencas Hidrográficas

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Eje NEje N° 2 : EL SUELO° 2 : EL SUELO

Valorización de los Residuos Sólidos Valorización de los Residuos Sólidos Orgánicos en municipios de la Orgánicos en municipios de la

cuenca Ubaté-Suárez de la cuenca Ubaté-Suárez de la territorial Ubaté de la CARterritorial Ubaté de la CAR

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Índice

1. Introducción2. Objetivos3. Análisis del Contexto Actual 4. Recomendaciones 5. Conclusiones

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oManejo de la materia orgánica clave para los suelos de ladera y del valle.

1. Introducción

o Fuentes de materia orgánica para manejo a nivel de cuenca:

1. Plantas acuáticas de la laguna de Fúquene

2. Residuos Sólidos Urbanos3. Lodos PTAR´s4. Excrementos vacas (Fase

I)

oValorización y uso adecuado de la materia orgánica según necesidades del suelo

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oEvaluar la producción de residuos orgánicos en municipios de la cuenca hidrográfica del Ubaté-Suárez y proponer alternativas para su valorización.

oDeterminar los lineamientos generales a tener en cuenta para la transformación y utilización de las malezas acuáticas presentes en la Laguna de Fúquene, con base en las necesidades identificadas en los suelos de la zona.

oPresentar una metodología para la transformación y valorización de materia orgánica que permita su adecuación a las características y necesidades particulares de los suelos a enmendar

2. Objetivos

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Transformación de la materia Orgánica

3. Análisis del contexto Actual

o No hay legislación que regule.

o Para manejo de lodos de PTAR´s :Decreto 1713 de 2002

o NTC 1927 Fertilizantes y acondicionadores de suelos.

o NTC 5167 Productos para la industria agrícola

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o Compostaje

Transformación de la materia Orgánica

3. Análisis del contexto Actual

o Plantas Acuáticaso Residuos Sólidos Urbanoso Lodos PTAR´s

o Deshidratación de plantas acuáticas y posterior uso como enmienda.o Posibilidad de valoración a evaluar por pilotos en la

zona

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Requerimientos de M.O. de los suelos del área de estudio

o Carmen de Carupao MO biológicamente activao Por acumulación de NiNio Para reactivar

microorganismos del sueloo Para proveer estructura al

suelo – no destruirloo Proveer Nitrógeno y energíao Eliminación de eucaliptos y

pinoso Fertilizantes solubles

destruyen NiNi – amenaza a la estructura

3. Análisis del contexto Actual

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Requerimientos de M.O. de los suelos del área de estudio

o Valle de Ubatéo MO biológicamente activao Por acumulación de NiNi -

Lignitoo Reactivar microorganismos

inactivados por reduccióno Aporte de N orgánico para

compensar desnitrificacióno Conservar estructurao Fertilizantes solubles –

contaminación de aguas

3. Análisis del contexto Actual

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Lodos de las futuras PTAR´s de municipios de la cuenca

o Lodos pueden ser valorados para agricultura

o Diferentes calidades y usos permitidos de lodos

o Estimación de lodos para algunos municipios

3. Análisis del contexto Actual

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Producción de Materia Orgánica en cascos municipales

o Cantidades insuficientes para las necesidades de los suelos

o No tendrían trazabilidad

o Actividades de separación en la fuente

o Potencial sub-utilizado, alta proporción de MO en los residuos domésticos

o Transformación factible por compostaje

3. Análisis del contexto Actual

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Experiencias de producción de compost en la cuenca

o Proyecto de desarrollo de la comunidad de pescadores a partir de la producción de compost – CAR

o Asociación los Fundadores - Fundación Humedales

o Estudio JICA

3. Análisis del contexto Actual

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Metodología para la transformación de residuos orgánicos por compostaje para la zona de estudio.

o Presupone el uso de la “Metodología para la Gestión Integral de los Suelos” y más específicamente la “Metodología Análisis de los Suelos Agrícolas”.

o Se sugirió modelo de operaciones unitarias para el compostaje según las necesidades de M.O.

4. Recomendaciones

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Metodología para la transformación de residuos orgánicos por compostaje para la zona de estudio.

o Pasos Metodológicos:o Origen de los materialeso Contenido de humedado Razón C/No Tamaño de las partículaso Apilamiento de los materialeso Requerimientos de Ventilacióno Control de temperaturao Control de pHo Parámetros a caracterizar según la NTC 5167 o Localización de la planta de procesamiento

4. Recomendaciones

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Sugerencias para la modificación de las NTC 1927 y NTC 5167.

o A partir de la comprensión del suelo como unidad ecológica.

o La materia orgánica es más que el simple compost de las normas

o Noción sugerida procesamiento técnico.(calidad)

4. Recomendaciones

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Plantas acuáticas frescas como enmiendas de suelos.

o Suelos de la zona de estudio requieren MO frescao Potencial demostrado por JICAo Debe controlarse tamaño partículao Hay que evaluar costo-beneficioo Definir parámetros de control en investigacioneso Se sugiere implementar pilotos de experimentación

4. Recomendaciones

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Deshidratación y uso de plantas acuáticas como enmiendas de suelos.

o Plantas acuáticas con altos contenidos de aguao Disminución costos de transporte de materia secao Condiciones controladas de deshidratación para

prevenir pérdidas de Nitrógeno o Se sugiere implementar pilotos de experimentacióno Control de la C/N no superior a 20:1

4. Recomendaciones

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Elementos para el fotalecimiento y direccionamiento de PRAES en la zona

o Comunidad educativa con potencial sobre desarrollo ambientalmente amigable

o PRAES son obligación institucionalo AETS da elementos para:

o Diagnósticoo Descripción del problemao Descripción de la población objetivoo Propuesta de solucióno Descripción técnica del proyectoo Formulación del cronograma

4. Recomendaciones

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o Para facilitar el trabajo de transformación de la materia orgánica a la escala propuesta, con todos los factores que tiene asociados, se requiere del trabajo conjunto de muchos actores, por lo tanto se requiere de la conformación del Cosejo de Cuenca que permita la viabilización y seguimiento de los proyectos, incluidos los de transformación de materia orgánica. Los actores del consejo deben incluir a aquellos miembros de la sociedad civil que han ganado experiencia previa en la transformación de residuos orgánicos bajo las condiciones agroecológicas de la zona de estudio.

5. Conclusiones

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o Para la transformación segura de los residuos sólidos de la cuenca entendidos como plantas acuáticas, RSU orgánicos y lodos derivados de las PTAR´s se debe hacer uso de la “Metodología para la transformación de residuos orgánicos por compostaje para la zona de estudio.”, siempre y cuando se sigan los parámetros de seguridad y consideraciones especiales especificados por AETS.

5. Conclusiones

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o Dadas las necesidades de materia orgánica de los suelos de la zona de estudio, tanto los volúmenes derivados de los RSU como los derivados de las futuras PTAR´s resultan absolutamente insuficientes para satisfacer la demanda, por lo tanto se requiere de la transformación a escala industrial de las malezas acuáticas que se encuentran en la Laguna de Fúquene.

5. Conclusiones

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o Con independencia de los procesos pedogenéticos que dieron origen a los suelos de la zona de estudio y de manera casual se encontró que la materia orgánica más adecuada para la zona de estudio es aquella que podría denominarse fresca y que se caracteriza por tener una razón C/N igual o inferior a 20.

5. Conclusiones

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o Con el ánimo de facilitar la gestión de la materia orgánica con fines de producción agrícola y de restauración de suelos en la zona de estudio y en general en el país resulta importante sugerir el cambio de definiciones de compost en las normas NTC 1927 y NTC 5167, según las necesidades del suelo y no del mercado sin dejar de lado los factores de seguridad microbiológica.

5. Conclusiones

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GRACIAS

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Transformación de la materia Orgánica

3. Análisis del contexto Actual

Materia Orgánica Compos

t

Descomposición controlada

OxígenoMalezas

Patógenos

NH4

K

Cadenas orgánicas complejas

= MicroorganismosCadenas orgánicas simples

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Transformación de la materia Orgánica

3. Análisis del contexto Actual

COMPOSTOxígeno

Humedad

TemperaturaComposición M.O.

Microorganismos

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Etapas del compostaje

3. Análisis del contexto Actual

Fuente: www.fundases.com

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Materia Orgánica Biológicamente Activa

3. Análisis del contexto Actual

Tipo de Materia Orgánica FuenteCompost RSU estabilizadoCompost plantas acuaticas estabilizadoCompost lodos PTARCompost boñiga estabilizadoCompost plantas acuaticas jovenCompost RSU joven (separación en la fuente)Plantas acuáticas frescasRestos de poda (sin ramas gruesas)Plantas acuáticas deshidratadas

Estable

Fresca (rectiva)

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Lodos de las futuras PTAR´s de municipios de la cuenca

o Compostaje destruye huevos de Helmintos entre el 93% y el 100%

o Un mes adicional de vermicompostaje puede destruir 100% huevos enteropatógenos

Correa, Rodrigo (2007)

3. Análisis del contexto Actual

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Lodos de las futuras PTAR´s de municipios de la cuenca

3. Análisis del contexto Actual

ProductoRequerimientos Regulatorios

EPA

Clase A55ºC por lo menos 15 días con 5 volteos

Clase B

40ºC o más por 5 días durante los cuales la temperatura haya exedido los 55ºC por lo menos 4 horas

Requerimientos de tiempos y temperaturas para el compostaje de biosólidos, según la Agencia Para la Protección Ambiental de los Estados Unidos - EPA

(Para hortalizas)

(Para frutales y similares)

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Lodos de las futuras PTAR´s de municipios de la cuenca

3. Análisis del contexto Actual

Urbana RuralDiaria (Kg)

Mensual (ton)

Anual (ton)

Carmen de Carupa 2.036 3.701 10.237 222,06 6,66 81,05Fúquene 2.035 1.836 4.624 110,16 3,30 40,21Lenguazaque 2.035 4.333 8.170 259,98 7,80 94,89Cucunubá* 3.074 184,45 5,53 67,32Simijaca 2.035 7.123 5.934 427,38 12,82 155,99Susa 2.036 2.661 5.280 159,66 4,79 58,28Sutatausa 2.035 2.976 4.573 178,56 5,36 65,17Tausa 2.036 1.999 6.722 119,94 3,60 43,78

PoblaciónAño

cálculoMunicipioProducción Lodo (materia seca)

Proyección de producción de lodo para algunos municipios, AETS

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Requerimientos de M.O. de los suelos del área de estudio

o Carmen de Carupa

3. Análisis del contexto Actual

Alto riesgo de erosión

Falta de estructuraAlAlNo COM

Acumulación NiNi

Alta compactación

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Requerimientos de M.O. de los suelos del área de estudio

o Carmen de Carupa

3. Análisis del contexto Actual

Eucaliptus sp.

Materias Orgánicas Degradantes (inadecuadas)

M.O. FRESCA

Acumulación

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Requerimientos de M.O. de los suelos del área de estudio

o Valle de Ubaté

3. Análisis del contexto Actual

Alto nivel freático

Redox modificado

Lignito

NitrógenoMicroorganismos

M.O. FRESCA

Vivianita

NiNi

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Producción de Materia Orgánica en cascos urbanos

3. Análisis del contexto Actual

Carmen de Carupa

83%

17%

Fúquene

41%

59%

Lenguazaque

34%

66%

Cucunubá

58%

42%

Simijaca

49%51%

Susa

70%

30%

Sutatausa

65%

35%

Tausa

77%

23%

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Experiencias de producción de compost en la cuenca

Fundación Humedales

o Pequeña escala (5 toneladas)o Se planea Llegar a 25 toneladaso Producto:

o Densidad aparente 0.195 g/mLo Humedad 22.3%o Razón C/N 11.3o Conductividad eléctrica 19.05 mS/cmo pH 7.97

3. Análisis del contexto Actual

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Experiencias de producción de compost en la cuenca

Estudio JICA

Cantidad de Biomasa disponible en la Laguna de Fúquene según JICA

3. Análisis del contexto Actual

EspecieBiomasa

Disponible (ton)

Elodea 197.300Buchón 595.400Buchón-elodea 94.900Junco 254.500Espadaña 61.600TOTAL 1.203.700

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Experiencias de producción de compost en la cuenca

Estudio JICA

o Experiencia 1: Elodea fresca como fertilizante. Lograron doblar o triplicar producción de pasto según el sitio.

o Experiencia 2: Compostaje (Tº inf. 30ºC)

Días a estabilización de volumen

3. Análisis del contexto Actual

ESPECIE D.E.V.Elodea 80Buchón >90Junco 30

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modelo de operaciones unitarias para el compostaje 4. Recomendaciones

Materiales entregados a la planta 1.Recuperación de Materiales

2. Preparación de residuos

3. Compostaje

5. Estudio y refinamiento del compost

6. Maduración compost

7. Empaque y almacenamiento del compost Producto terminado

4. Tratamiento de olores

Materiales reciclables

Contaminantes químicos

Volteo y mezcla

Emisiones

Residuos

Aditivos Aire

Inóculo Mezcla

Agua y broza

AireAgua

Volteo y Mezcla

Aire

AireAgua

Volteo y Mezcla

Enmiendas

Volteo y mezcla

Agua

Uso directo en campo Planeación actividades restauración

Enmiendas Volteo y mezcla

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o Origen de los materialeso Fuentes confiableso Selección en la fuente (RSU)o Plantas acuáticas son aceptableso Mayor variedad = composición más rica

4. Recomendaciones

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o Contenido de humedado Debe llevarse al 55% aprox.

o Control permanenteo Sistemas para el drenaje, recuperación y recirculación

de los lixiviados.o Cobertura

4. Recomendaciones

Elodea Buchón Junco

JICA 92,2 91 76,9Cruz Farak 92

Humedad (%)Fuente

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o Razón C/No Se debe ajustar a la

disponibilidad de materiales (se sugiere 30:1)

o Proporción de plantas acuáticas para compostaje según razón C/N deseada

o Nota: Se asume C/N de 42.64:1 para el buchón y 13.5:1 para la elodea

4. Recomendaciones

Buchón (Kg) Elodea (Kg)

20 22 7821 26 7422 29 7123 33 6724 36 6425 39 6126 43 5727 46 5428 50 5029 53 4730 57 4331 60 4032 63 3733 67 3334 70 3035 74 2636 77 2337 81 1938 84 1639 88 1240 91 942,64 100 0

Cantidad por 100 kg de mezclaC/N deseada x:1

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o Tamaño de las partículas

o Humedad adecuadao 5 – 7 cm facilita trabajo microbianoo Evitar compactación – anaerobiosis (pequeñas

partículas)o Evitar deshidratación – grandes partículas

4. Recomendaciones

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4. Recomendaciones

o Apilamiento de los materiales

Foto

: ww

w.tra

cym

ate

rialre

covery

.com

Capas 20 cm

Microorganismos

1.5 m

1.5 m

variable

Corrector pH

porosidad

Drenajes para lixiviados

concreto

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o Requerimientos de Ventilacióno Fermentación aerobiao Volteos sugeridos (debe ajustarse)

o Semana 1o Semana 3o Mensual hasta punto deseado

o Tubos perforados a dos metros entre sí

4. Recomendaciones

1.7 m5”

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o Control de temperaturao No permitir Tº superiores a 70ºC

o Demasiado Nitrógeno- pérdidaso Manejar con volteo

o Medir 3 veces al díao Control de problemas:

4. Recomendaciones

Problema Solución rápidaSustrato húmedo y baja temperatura Tapar la pila de compostSustrato seco y baja temperatura Riego y volteo de la pila de compostSustrato húmedo y alta temperatura Continuar con el monitoreo

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o Control de pH

o Formación de ácidos orgánicoso Enmiendas cálcicas (no obligatorias)

o Para la zona evitar Magnesioo Polvos de roca pueden ayudaro 10 kg de enmienda por tonelada de M.O.

4. Recomendaciones

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o Parámetros a caracterizar según la NTC 5167

o Perdidas por volatilización %: o Contenido de cenizas máximo 60%: o Contenido de humedad máximo 35% para materiales de

origen vegetalo Contenido de carbono orgánico oxidable total mínimo 15%: o N, P2O5 y K2O totales (declarados si cada uno es mayor de

1%):o Relación C/N: o Capacidad de intercambio catiónico, mínimo 30 cmol(+)/kg

(meq/100g)o Capacidad de retención de humedad, mínimo su propio pesoo pH mayor de 4 y menor de 9

4. Recomendaciones

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o Parámetros a caracterizar según la NTC 5167

o Densidad máximo 0.6g/cm3o Limites máximos en mg/kg (ppm) de los metales

pesados expresados a continuación:o Arsénico (As) 41o Cadmio (Cd) 39o Cromo (Cr) 1200o Mercurio (Hg) 17o Niquel (Ni) 420o Plomo (Bp) 300

4. Recomendaciones

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o Contenido de metales pesados en las plantas de la Laguna de Fúquene y Bioabono Fúquene

4. Recomendaciones

Elodea Buchón Junco Bioabono Fúquene

As 1,4 1,5 1,1 <5Cd 0,32Cr 0,74 1,75 0,47 6,33Hg 0,45 0,45 0,71 <5Ni 7,28Pb N.D. N.D. N.D. 4,17Cu 6,4 7,3 2 0,02(%)Zn 137,3 47,9 20,2 0,01(%)

ElementoConcentración en mg/Kg

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o Localización de la planta de procesamientoo Zona de menor precipitacióno Deben definirse dimensiones adecuadaso Distancias a edificaciones:

4. Recomendaciones

Consideración Distancia Separación

Vecindades:Viviendas 400mEdificaciones comerciales 300mEdificaciones industriales 300mCultivos 100mCarreteras:Avenidas 50mCuerpos de agua:Ríos / arroyos 150mPozos privados 150mLagos 300mZonas de amortiguación:

Amortiguación mínima entre ellímite del sitio de compostaje y laspropiedades adyacentes

30m

El sitio de compostaje no debe estar localizado en áreas sujetas ainundaciones y donde haya niveles freáticos estacionales altos de menos deun metro o donde la profundidad del lecho rocoso sea menor a 1.5 metros

El sitio de compostaje debe localizarse sobre una superficie con pendienteentre el 1% y el 6%

El sitio de compostaje no debe localizarse dentro de una divisoria de aguas

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Sugerencias para la modificación de definiciones de la

NTC 1927.

o Definición de Fertilizantes orgánicos

o “Material orgánico de origen vegetal y/o animal estabilizado y manejado de manera ambientalmente limpia, tanto en su procesamiento como en el transporte que es agregado al suelo fundamentalmente para nutrición de las plantas”

o “Material orgánico de origen vegetal y/o animal manejado de forma técnica y ambientalmente limpia, tanto en su procesamiento como en el transporte que es agregado al suelo fundamentalmente para nutrición de las plantas”

4. Recomendaciones

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Sugerencias para la modificación de definiciones de la

NTC 1927.

o Definición de acondicionador orgánico natural de suelos:

o “Producto de origen vegetal o animal o vegetal y animal, estabilizado y manejado de manera ambientalmente limpia, que se aplica al suelo principalmente para mejorar sus propiedades físicas y biológicas…”

o “Producto de origen vegetal o animal o vegetal y animal, manejado de forma técnica y ambientalmente limpia, que se aplica al suelo principalmente para mejorar sus propiedades físicas y biológicas…”

4. Recomendaciones

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Sugerencias para la modificación de definiciones de la

NTC 5167. o Noción de abonos orgánicos:

o “Producto sólido obtenido a partir de la estabilización de residuos de animales, vegetales o residuos sólidos urbanos (separados en la fuente) o mezcla de los anteriores, que contiene porcentajes mínimos de materia orgánica expresada como carbono orgánico oxidable total y los parámetros que se indican.”

o “Producto sólido obtenido a partir del procesamiento técnico de residuos de animales, vegetales o residuos sólidos urbanos (separados en la fuente) o mezcla de los anteriores, que contiene porcentajes mínimos de materia orgánica expresada como carbono orgánico oxidable total y los parámetros que se indican.”

4. Recomendaciones

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Sugerencias para la modificación de definiciones de la

NTC 5167. o Noción de enmiendas orgánicas no húmicas:

o “Producto orgánico sólido obtenido a partir de la deshidratación y estabilización de los residuos provenientes de las plantas industriales y de tratamiento de a) aguas residuales industriales y urbanas y b) residuos sólidos urbanos separados en la fuente”

o Producto orgánico sólido obtenido a partir de la deshidratación y procesamiento técnico de los residuos provenientes de las plantas industriales y de tratamiento de a) aguas residuales industriales y urbanas y b) residuos sólidos urbanos separados en la fuente”.

4. Recomendaciones

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Plantas acuáticas frescas como enmiendas de suelos.

o Entre los parámetros que deben llegar a definirse se encuentran por cultivo y localidad:o especie vegetal o mezcla de especies (acuáticas)o necesidades de escurrimiento de excesos de aguao tamaño de partícula adecuadoo época de aplicacióno dosis de aplicación (respetando los resultados

obtenidos en la primera fase de este proyecto)o método de aplicacióno efectos fitotoxicos potencialeso parámetros de evaluación

4. Recomendaciones

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Peso en Kg por cada tonelada de planta acuática deshidratada a diferentes grados

*Se asume contenido de humedad de 91.5% en fresco**Se asume contenido de humedad de 92.2% en fresco

4. Recomendaciones

Buchón* Elodea**

0 85 781 95 882 105 983 115 1084 125 1185 135 1286 145 1387 155 1488 165 1589 175 16810 185 178

Peso en KgHumedad final (%)