Los parámetros analizados en las muestras recolectadas fueron los siguientes: humedad, nitrógeno total, fósforo total, potasio, pH para corrosividad, reactividad, toxicidad en base a metales pesados como plomo, níquel, cromo y cadmio, inflamabilidad, biológico infeccioso con sus respectivas metodologías que se detalla en la tabla 1.

Tabla 1 Tabla 1 Parámetros y métodos utilizados en la caracterización de lodos Métodos citados

Para determinar el contenido de humedad se utilizó la metodología ACT-TE-INQM 13-12. Los equipos empleados fueron: balanza analítica, vasos de precipitación de 50 ml, paletas, estufa y desecador (tabla 3).

Tabla 4 Tabla 4 Registro del nitrógeno total kjeldahl

Tabla 5 Tabla 5 Registro de fósforo total

Tabla 6 Tabla 6 Registro del potasio

Tabla 7 Tabla 7 Registro de potencial de Hidrógeno (Corrosividad)

Tabla 8 Tabla 8 Registro de Cianuros (Reactividad)

Tabla 9 Tabla 9 Registro toxicidad por metales pesados

Tabla 10 Tabla 10 Registro de inflamabilidad

Tabla 11 Tabla 11 Registro de análisis microbiológico infeccioso

La humedad de los lodos en el geotubo está en el rango de 86,04% 89,79%, mientras que la humedad de los lodos en la laguna de oxidación N°4 es mayor y está entre 86,49% y 89,87%. La función de deshidratar los lodos del geotubo no es eficiente en la actualidad, existe una mínima diferencia de humedad con la laguna de oxidación. Asimismo, el proceso de deshidratación lento, pues existen descargas de nuevos lodos por bombeo al geotubo y porque la membrana del geotubo no está limpia provocando que los microporos no permitan liberar el agua. Comparando con lo establecido en TENCATE GEOTUBE (2017), empresa creadora del geotubo y encargada de dar soluciones con geosintéticos, manifiesta que el geotubo tiene la función de remover el volumen de los lodos hasta un 90%, con una humedad final por lo menos del 60%, de este modo el volumen reduce, permitiendo que se vuelva a llenar nuevamente el geotubo con nuevos lodos. Además, en la revista TENCATE presenta casos de estudio donde se han aplicado el uso del geotubo, como por ejemplo; la “Limpieza de laguna de granja” en el sector de New Bern, Carolina del Norte, dando resultados de reducción de la humedad de los lodos hasta un 25% y removiendo hasta el 93% de los mismos (TENCATE, 2007).

La relación de nitrógeno total de los lodos de la laguna de oxidación está en el rango de 3,90% y 4,76, mientras que en el geotubo el rango de nitrógeno total está entre 4,58% y 5,63%, no existe una diferencia considerable entre los lodos de la laguna de oxidación y el geotubo. Estos resultados sobrepasan los límites máximos de nitrógeno en comparación con estudios previos de investigación realizadas por Owen (2011), ya que, para emplear los lodos en la fertilización del suelo no debe exceder el rango de 0,1% a 0,4%.

Según estudios realizados, la alta concentración de nitrógeno se debe a que, en regiones de clima tropical, la alta temperatura hace que el desarrollo de reacciones, principalmente de nitrificación, sea inevitable. Es decir, por la descomposición de la alta concentración de materia orgánica se forman nitratos, amoniaco y amonio. Además, debido al proceso anaerobio no se lleva a cabo la remoción de nitrógeno, una prueba de esto es la eutrofización que se visualiza en la laguna.

La relación de fósforo en la laguna de oxidación está entre 3,55% – 3,92%, mientras que en el geotubo el fósforo tiene una concentración entre 4,07% – 5,41%. Los resultados de fósforo comparados con valores de diferentes autores citados por (Owen, 2011) son elevados, debido a que en su guía de fertilización de palma africana los valores críticos de fósforo en suelo están entre 0,15% y 0,23%.

La alta concentración de fósforo en los lodos se debe a la acumulación y descomposición de la materia orgánica, provocando el exceso de nutrientes en la laguna de oxidación, entre estos el fósforo. La evidencia de esto es la eutrofización que se visualiza en la laguna de oxidación y como no se ha encontrado ningún cambio en su composición, el momento del traspaso del lodo hacia el geotubo, tendrá la misma tendencia de concentración de fósforo que en la laguna.

Las concentraciones de potasio en los lodos para la laguna de oxidación están entre 1,64% y 2,12%, en cambio, en el geotubo oscila entre 1,18% y 1,67%, con una diferencia mínima tanto para la laguna como para el geotubo. De los datos encontrados según investigaciones citadas por Owen (2011), los porcentajes adecuados para una fertilización deben estar entre 1% y 1,8% de potasio.

El potasio es el elemento que más absorbe la planta, por ende, se encuentra en todos los tejidos de la palma africana, en consecuencia, es factible deducir que los residuos que vienen de la extractora y van tanto a la laguna de oxidación como al geotubo tienen alta concentración de potasio.

La relación de NPK de los lodos es aproximadamente de 3:3:1, siendo así más factible usarlo como fertilizante cuando las plantaciones de palma tengan déficit de nitrógeno y fósforo.

En los tres muestreos realizados tanto en la laguna de oxidación como en el geotubo, el pH estuvo entre 7,43 y 7,68 indicando que los lodos tienen un pH ligeramente neutro. Estos valores van de acuerdo con las normativas ambientales nacionales (Resolución Nacional 0002-SA-2014) e internacionales (NOM052-SEMARNAT-2005) donde se indica que el rango para que este material sea corrosivo debe ser menor o igual a 2 y mayor o igual a 12, corroborado según los estudios realizados por Soler (2018) “el pH es relativamente neutro debido a que en el proceso de extracción no se utilizan productos químicos que modifiquen las propiedades físico químicas de los lodos, por tanto, no se altera el pH natural del agua” y en el tratamiento de las aguas no se introduce ningún tipo de agente químico, resultando un lodo con pH neutro.

En el análisis de reactividad en base a la concentración de cianuros se obtuvo valores bastante despreciables, como, 0,02 mg CN/kg en la laguna de oxidación N°4 y en el geotubo valores entre 0,09-0,19 mg CN/kg. Si comparamos estos resultados con los valores establecidos por la norma oficial mexicana NOM-052-SEMARNAT-2005, la concentración de cianuro no debe sobrepasar los 250 mg CN/kg. Además, en el Acuerdo Ministerial 097 (Ministerio del Ambiente, 2015) de criterios para uso y remediación de suelo, se establece que el límite permisible para usos agrícolas debe ser de 0,9 mg CN/Kg. No existen investigaciones similares de este caso de estudio para reactividad en lodos, pero se tiene evidencias de reportes de dicho análisis realizados en los lodos del sistema de tratamiento de aguas residuales de la industria OLEOCASTILLO, confirmando que no hubo reacción visible de reactividad en sus lodos (GRUNtek, 2012).

La concentración de níquel encontrada en los lodos de la laguna de oxidación N°4, a partir de los tres días de muestreo, está en un rango de 13,0629,75mg/kg y la concentración en el lodo del geotubo está en el rango de 14,53-21,91mg/kg, si comparamos con los límites máximos permisibles para metales pesados en biosólidos de la normativa NOM-004-SEMARNAT-2002 la concentración de 420 mg/kg de níquel es catalogada como excelente, lo que indica que el lodo analizado tanto en la laguna de oxidación como en el geotubo tiene una concentración mínima en relación a la norma. También, según los criterios del A.M. 097, para uso y remediación de suelo, el níquel tiene que estar hasta un nivel de 50 mg/kg para uso agrícola y los lodos analizados se encuentran bajo el nivel mencionado.

Respecto al cromo, para la laguna de oxidación N°4, se encuentra entre 43,54-52,32mg/kg y en el geotubo entre 50,12-63,42 mg/kg, no hay una diferencia tan apreciable entre los valores de la laguna y del geotubo. Asimismo, comparando los datos establecidos de la normativa NOM-004-SEMARNAT-2002, nos da un valor de 1200 mg/ kg de cromo catalogado como un nivel excelente para lodos, con los resultados de cromo analizado podemos decir que tiene una concentración mínima. De la misma manera, comparando con los valores del Acuerdo Ministerial 097 en criterios para uso y remediación de suelo, el cromo puede ser catalogado para uso agrícola ya que su concentración no sobrepasa los 65 mg/kg recomendados.

En los dos primeros muestreos del lodo realizados no se detectó presencia de plomo tanto en la laguna de oxidación N°4 como en el geotubo. Sin embargo, el tercer muestreo presentó un valor de 2,18 mg/kg para la laguna de oxidación y valores entre 2,42-4,50 mg/kg para el geotubo. De acuerdo con la normativa NOM-004-SEMARNAT-2002 el plomo debe estar bajo los límites de 300 mg/kg y según el Acuerdo Ministerial 097 para uso agrícola y para remediación de suelo el plomo debe estar en un nivel de 100 mg/kg.

Una de las causas por las que no se detectó plomo en los dos primeros muestreos fue debido a las interferencias que se pueden presentar, ya que en el análisis del tercer muestreo la cantidad de plomo es bastante despreciable y por la heterogeneidad de la muestra y la dificultad de homogeneizar el lodo en la laguna de oxidación y en el geotubo.

No se evidenció la presencia de cadmio en los tres muestreos realizados tanto en la laguna de oxidación N°4 y en el geotubo. Las concentraciones son mínimas en el lodo, ya que el límite de detección del espectrofotómetro es hasta 0,03mg/l.

En este análisis, método cualitativo para los lodos de la laguna de oxidación N°4 y del geotubo, no presentó ningún indicio de reacción inflamable, confirmando que no existen vapores inflamables capaces de causar un incendio en el lodo. Según estudios realizados por Esparza (2018) “ningún cuerpo arde en su masa o volumen, sino que lo que se quema son los vapores que se desprenden al alcanzar las temperaturas de inflamación”, en este caso solo se desprendió vapores de agua por la humedad que presenta el suelo siendo estos inertes a causar alguna reacción inflamable corroborando los resultados obtenidos de la investigación. Por otro lado, tomando en cuenta estudios del parámetro de inflamabilidad que se han realizado con anterioridad en lodos del sistema de tratamiento de aguas residuales de la industria OLEOCASTILLO, no se han presentado vapores inflamables de los mismos (GRUNtek, 2012).

Es difícil hacer el análisis microbiológico de lodos ya que se necesita una sustancia libre de material suspendido para realizar la siembra de microorganismos, este material suspendido causa interferencia en la visualización de los microorganismos plantados. Sin embargo, se realizó el análisis evitando al máximo estas interferencias, pero en sí, son valores que están por debajo de los límites permitidos que dicta la Resolución nacional N° 0002-SA-2014 (Secretaría de Ambiente del Municipio de Quito, 2014) y la normativa internacional NOM-004-SEMARNAT-2002. Ahora, tomando en consideración investigaciones sobre análisis microbiológicos, los valores obtenidos son similares con el estudio realizado por Paredes Calderón et al. (2017) en “Análisis de generación – características tóxicas y biológico infecciosas de lodos de la Potabilizadora los Álamos, observando que sus resultados obtenidos de criterios microbiológicos se encuentran bajo los límites permisibles”, mientras que en análisis de laboratorio realizado por GRUNtek (2012) en el sistema de tratamiento de aguas industriales de la industria OLEOCASTILLO, se apreció resultados de parámetros microbiológicos bajo los límites permisibles.

Realizar un análisis de metales pesados cada determinado tiempo, ya que, la concentración de cromo se encuentra muy cerca del límite permisible según el Acuerdo Ministerial 097 y no puede ser recomendable directamente para uso agrícola.

Emplear un procedimiento para disminuir la concentración de metales pesados si la situación lo requiere.

Realizar un análisis del procedimiento para una buena dosificación del lodo en cantidades necesarias hacia utilizarlo como fertilizante. El procedimiento debe contar con un tratamiento para los lodos que dependerá mucho de las características requeridas por la plantación de palma a fin de que cumplan con los requisitos y parámetros necesarios.

Se puede mezclar este lodo con otros materiales para disminuir las concentraciones de nitrógeno y fósforo, si se requiere, después del análisis que se realice para distribuir el lodo y según las necesidades de la plantación.

Una vez que los lodos son considerados como no peligrosos, se puede también trasladarlos a rellenos sanitarios autorizados, pues el impacto ambiental será mínimo y puede formar parte del relleno sanitario.

Mantener la limpieza de la membrana del geotubo, tratando de que no crezca maleza en las paredes del geotubo para que sea más eficiente la deshidratación de los lodos.