Artículo científico: Caracterización Fisicoquímica de Biol en varias mezclas generadas por biodigestión en la
estación experimental Tunshi, Riobamba, Chimborazo.
Publicación Semestral. Vol. 3, No 1, enero – junio 2024, Ecuador (p. 35-51)
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Publicación Semestral. Vol. 3, No 1, enero-junio 2024, Ecuador (p. 35-51). Edición continua
CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA DEL BIOL EN VARIAS MEZCLAS
GENERADAS POR BIODIGESTIÓN
Dennis Renato Manzano Vela1*, John Oswaldo Ortega Castro2, Andrea Elizabeth Arias
Moya3
1
, 2, 3Recursos Naturales Renovables. Facultad de Recursos Naturales. Escuela Superior Politécnica de
Chimborazo (ESPOCH)
*Dirección para correspondencia: dennis.manzano@espoch.edu.ec
Fecha de Recepción: 20-11-2023 Fecha de Aceptación: 03-01-2024 Fecha de Publicación: 26-01-2024
Resumen
La presente investigación aborda de manera detallada la carencia de datos sobre las propiedades nutritivas del
Biol producido a través de procesos de biodigestión en la Estación Experimental Tunshi, enfatizando la ausencia
de una formulación precisa basada en los materiales utilizados y la falta de un registro integral de los insumos
existentes. El estudio aborda la brecha identificada proporcionando una solución técnica a través de la formulación
y evaluación exhaustiva de diversas mezclas de Biol utilizando insumos locales. Por lo tanto, el análisis de las
propiedades fisicoquímicas no solo permite identificar sino también caracterizar las mezclas de Biol con mayor
rendimiento, con el fin de facilitar su aplicación práctica en el campo y optimizar su eficacia. El enfoque
metodológico se segmentó en etapas para la consecución de los objetivos planteados. Inicialmente, se catalogaron
los insumos disponibles en la estación pertinentes para la fabricación del Biol, se diseñaron formulaciones
experimentales, resultando en tres variantes distintas de Biol. Se extrajeron muestras de cada carga para su análisis
conforme a la normativa NTE INEN 220: 2013. Las evaluaciones fisicoquímicas se orientaron por los criterios de
la NTE INEN 211: 98 y las directrices del INIAP, poniendo especial énfasis en los nutrientes esenciales N, P y
K. Los resultados señalan que la tercera mezcla superaba a las demás en contenido nutricional, con
concentraciones de 0.20% N, 0.30% P y 0.55% K, junto con una significativa presencia de materia orgánica
(48.77%) y calcio (3.34%). A pesar de no cumplir con los umbrales de la NTE INEN 211: 98, estos valores
sugieren un alto potencial para la aplicación en suelos deficientes en dichos nutrientes.
Palabras claves: Biol, biodigestión, caracterización fisicoquímica, sostenibilidad agrícola
1
IDs Orcid:
Dennis Renato Manzano Vela: https://orcid.org/0000-0002-7834-276X
John Oswaldo Ortega Castro: https://orcid.org/0000-0001-8197-7371
Andrea Elizabeth Arias Moya: https://orcid.org/0009-0005-4845-8656
Manzano, D., Ortega, J., Arias, A.,
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PHYSICOCHEMICAL CHARACTERIZATION OF BIOL IN VARIOUS MIXTURES
GENERATED BY BIODIGESTION
Abstract
This research addresses in detail the lack of data on the nutritional properties of biol produced through biodigestion
processes at the Tunshi Experimental Station, emphasizing the absence of a precise formulation based on the
materials used and the lack of a comprehensive record of existing inputs. The study addresses the identified gap
by providing a technical solution through the formulation and exhaustive evaluation of various biol mixes using
local inputs. Thus, the analysis of the physicochemical properties not only identifies but also characterizes those
biol mixes with superior performance, with the aim of facilitating their practical application in the field and
maximizing their efficacy. The methodological approach was segmented into stages for the achievement of the
set objectives. Initially, the inputs available at the station relevant to the production of biol were cataloged,
experimental formulations were designed, resulting in three different variants of biol. Samples were taken from
each batch for analysis according to the NTE INEN 220: 2013 standard. The physicochemical evaluations were
guided by the criteria of NTE INEN 211: 98 and the guidelines of INIAP, with special emphasis on essential
nutrients N, P, and K. The results indicate that the third mixture surpassed the others in nutritional content, with
concentrations of 0.20% N, 0.30% P, and 0.55% K, along with a significant presence of organic matter (48.77%)
and calcium (3.34%). Despite not meeting the thresholds of NTE INEN 211: 98, these values suggest a high
potential for application in soils deficient in these nutrients.
Keyword: Biol, biodigestion, physicochemical characterization, agricultural sustainability
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1. INTRODUCCIÓN
Desde una perspectiva histórica, la agricultura se ha apoyado en abonos orgánicos como
fundamentales promotores de la nutrición vegetal y agentes de restauración de la fertilidad
edáfica (Cabos Sánchez et al., 2019; Medina et al., 2015; Ramírez et al., 2023). Sin embargo,
la emergencia de la era moderna trajo consigo la síntesis y aplicación de fertilizantes químicos
que aceleraron el ritmo de producción agrícola, redefiniendo así el enfoque tradicional de
cultivo y capturando el interés del sector agrícola por sus resultados a corto plazo (Chen et al.,
2018). No obstante, su utilización desproporcionada ha provocado la degradación de la
biomasa del suelo, comprometiendo su funcionalidad y resiliencia, lo que se traduce en una
amenaza latente para la integridad a largo plazo del recurso edáfico (Morejón-Mesa et al.,
2023).
Frente a este panorama, se evidencia un revitalizado interés por los abonos orgánicos en la
agricultura contemporánea, incentivado por la superioridad cualitativa de estos productos y su
rentabilidad económica en comparación con sus análogos sintéticos (Jara-Samaniego et al.,
2021). Este resurgimiento de prácticas orgánicas no solo beneficia el crecimiento vegetal, sino
que también incide positivamente en la recuperación y enriquecimiento del suelo, potenciando
su viabilidad como medio de cultivo (Tambone et al., 2015; Merino et al., 2020).
La creciente dependencia de subproductos derivados de la ganadería bovina, con su inherente
aumento demográfico (Oyuela B., 2010), ha intensificado los impactos ambientales adversos,
destacando el estiércol como un vector significativo en la emisión de gases de efecto
invernadero, incluyendo el metano, que perjudican la estratosfera ozónica (Seufert et al., 2012).
Investigaciones recientes han revelado una correlación directa entre la explotación insostenible
de los recursos naturales y el incremento del inventario bovino, perjudicando recursos hídricos,
la atmósfera, masas forestales, el sustrato terrestre, y la biodiversidad asociada (Rahman et al.,
2017).
En la provincia de Chimborazo, la ganadería y la agricultura constituyen las actividades
económicas predominantes, pero su desarrollo sin un manejo adecuado de residuos y la
dependencia de insumos químicos contribuyen a la degradación ambiental y al calentamiento
global (Zagoya Martínez et al., 2015). En el ámbito provincial, la actividad ganadera
Manzano, D., Ortega, J., Arias, A.,
38
desempeña un rol crucial, enfrentando sin embargo desafíos relacionados con la gestión de
desechos orgánicos y la sostenibilidad ambiental (Peralta-Veran et al., 2016).
En este contexto, la Estación Experimental Tunshi (EET) de la ESPOCH ha implementado un
biodigestor que procesa la fermentación anaerobia de residuos orgánicos bovinos para producir
Biol con la producción substancial de estiércol, se plantea su reconversión en Biol como una
alternativa sostenible para la gestión de residuos y la generación de un abono orgánico de alta
calidad para la industria agrícola (Chen et al., 2018).
Sin embargo, la ausencia de una caracterización detallada del Biol y la carencia de una
metodología estandarizada para su producción representan una subutilización de los recursos
naturales disponibles (Villacís-Aldaz et al., 2016). Por ende, se hace imprescindible la
realización de análisis fisicoquímicos del Biol de la EET, para adquirir un conocimiento
exhaustivo de su composición que permita establecer formulaciones mejoradas y así optimizar
la eficiencia en la producción y el uso de los recursos, con datos y resultados que pueden ser
extrapolados a otras realidades (Cano-Hernández et al., 2016; Sánchez-Roque et al., 2023).
Siendo así ante la demanda ascendente de Biol como un producto sustentable, se reconoció la
necesidad de definir una formulación precisa para su manufactura y de verificar que sus
características fisicoquímicas estuvieran en concordancia con los estándares de calidad
estipulados por el INIAP (Villacís-Aldaz et al., 2016). Esta iniciativa, que tuvo lugar en el
pasado, no solo buscó optimizar el aprovechamiento de los recursos de la Estación
Experimental Tunshi, sino que también persiguió la reducción de los impactos ambientales
negativos (Rosales., 2023). El presente estudio se enfocó en la evaluación de las propiedades
fisicoquímicas de distintas mezclas de Biol producidas a partir de un biodigestor (Salas., 2023).
Para ello se desarrollaron variadas formulaciones de Biol, empleando insumos disponibles en
la estación, la caracterización de los parámetros fisicoquímicos del biol obtenido, y la
determinación de la mezcla de biol más eficiente y de alta calidad, alineada con los criterios
del INIAP y la normativa NTE INEN 211: 98.
2. METODOLOGÍA
2.1 Localización del área de estudio
El presente estudio se desarrolló en la (EET) de la ESPOCH, situada en la parroquia Licto,
cantón Riobamba, área que pertenece a la subcuenca del Río Chambo. Se seleccionó el sector
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pecuario para el estudio, donde se encuentra un biodigestor instalado desde 2022. Las
coordenadas de la EET son 1°44'54" S y 78°37'72" O, con una altitud de 2 710 m.s.n.m. El
clima de la región fluctúa entre los 12 y 16°C con precipitaciones anuales de 400 a 500 mm.
Figura 1. Mapa georeferenciado de la Estación Experimental Tunshi de la ESPOCH, sector
en cual se encuentra el biodigestor.
2.2 Población y Muestra
Se catalogaron los insumos disponibles en la EET para la producción de Biol. El inventario
incluyó 50 cabezas de ganado bovino y 30 de equino, todos libres de enfermedades; así como,
los cultivos y subproductos animales en la estación.
2.3 Metodología Experimental
La fase experimental del estudio se centró en el desarrollo y evaluación de diversas mezclas de
Biol, utilizando un enfoque metodológico multiparamétrico y sistemático para asegurar la
reproducibilidad y la validez de los resultados. La metodología se dividió en varias etapas, cada
una con procedimientos específicos diseñados para maximizar la eficiencia del proceso de
Manzano, D., Ortega, J., Arias, A.,
40
biodigestión y la calidad del Biol producido (Arguelles et al., 2023) como se detalla a
continuación:
2.3.1 Etapa 1: Inspección y Recolección de Información
La primera etapa consistió en una inspección detallada de la estación experimental y una serie
de entrevistas estructuradas con el personal clave, incluido el ingeniero Carlos Santos,
encargado de la estación pecuaria de la EET, con el objetivo de obtener información precisa
sobre la cantidad y calidad de los insumos disponibles, así como las prácticas de manejo del
ganado y los cultivos que podrían influir en la composición del Biol. La entrevista también
abordó el estado de salud del ganado, los regímenes alimentarios implementados y los
subproductos disponibles de las actividades pecuarias y agrícolas.
2.3.2 Etapa 2: Diseño de Formulaciones Experimentales
Con la información recopilada, se procedió a diseñar las formulaciones experimentales de Biol.
Se establecieron un conjunto de criterios para seleccionar y combinar los insumos, basados en
factores como la disponibilidad estacional, la proporción de nutrientes y la compatibilidad entre
los diferentes componentes. Se emplearon herramientas estadísticas y de diseño experimental
para definir las proporciones y secuencias de adición de los insumos en cada mezcla (Rössel
Kippling & Ortiz Laurel, 2022).
2.3.3 Etapa 3: Preparación de las Mezclas
Cada mezcla de Biol fue preparada siguiendo un protocolo estandarizado en el Manual No 89,
Manual de producción de abonos orgánicos elaborado por el INIAP. Siendo así se utilizó el
biodigestor tubular de flujo continuo para el procesamiento de las mezclas, y se controlaron
variables como la temperatura y la humedad durante el proceso. Se registró con precisión la
cantidad de cada insumo utilizado, y se tomaron muestras iniciales de cada mezcla para análisis
de línea base (Carvalho & Cirión, 2022).
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2.3.4 Etapa 4: Monitoreo del Proceso de Biodigestión
Se instaló un sistema de monitoreo para rastrear el progreso de la biodigestión en tiempo real
durante 30 días en cada formulación. De manera adicional sensores para medir parámetros
como la temperatura, el pH y la concentración de gases; así como, observaciones visuales
diarias para evaluar la integridad estructural del biodigestor y la consistencia de las mezclas.
También se realizaron ajustes operativos para mantener las condiciones óptimas dentro del
biodigestor (Andrea et al., 2023).
2.3.5 Etapa 5: Análisis Intermedios y Ajustes
A intervalos regulares de 5 días durante el proceso de biodigestión, se extrajeron muestras de
las mezclas para realizar análisis intermedios. Estos análisis incluyeron la medición de la
concentración de nutrientes, la actividad microbiana y la presencia de inhibidores o toxinas.
Con base en los resultados de estos análisis, se hicieron ajustes en las formulaciones y en los
parámetros operativos del biodigestor para optimizar la producción de Biol (Castro-Molano et
al., 2019).
2.4 Muestreo
La recolección de muestras se hizo siguiendo normativas estandarizadas (NTE INEN 220:
2013) en puntos estratégicos del biodigestor, como lo son la salida del recolector, la cámara de
carga y descarga. Los análisis fisicoquímicos de las muestras se realizaron en laboratorios de
la ESPOCH y un laboratorio privado, aplicando métodos como Kjeldahl para nitrógeno total y
espectrofotometría para otros nutrientes. Se evaluaron aspectos como pH, contenido orgánico,
conductividad eléctrica y humedad, entre otros. Los resultados se contrastaron con las
tolerancias mínimas permitidas por la normativa NTE INEN 211: 98 y los estándares del
INIAP.
2.5 Recolección de datos analíticos
Para garantizar la rigurosidad en la caracterización de las mezclas de Biol y validar la
reproducibilidad de los resultados, se implementó un protocolo de registro de datos meticuloso
Manzano, D., Ortega, J., Arias, A.,
42
y sistemático. Este registro fue una parte crucial de la metodología experimental, ya que
permitió el seguimiento de la evolución diaria de las mezclas y la identificación de patrones
que indican la finalización del proceso de fermentación y estabilización del Biol. El registro de
datos se realizó mediante la observación directa y la utilización de herramientas analíticas para
documentar las variables críticas del proceso (Domínguez Araujo et al., 2023). Estas variables
incluían:
a) Temporalidad: Se anotó la fecha y hora de cada adición de insumos al biodigestor, así
como el momento de cada observación realizada. Esto permitió correlacionar los
cambios observados con las etapas específicas del proceso de biodigestión y calcular la
duración total del proceso para cada mezcla.
b) Olor: Se evaluó cualitativamente el olor de las mezclas diariamente, utilizando una
escala descriptiva para cuantificar la intensidad y la naturaleza del olor. Los cambios
en el perfil olfativo fueron indicativos de las reacciones bioquímicas en curso y de la
efectividad de la digestión anaeróbica.
c) Color: Se describió el color de las mezclas utilizando una escala cromática
estandarizada. Se tomaron fotografías diarias bajo condiciones de iluminación
controladas para documentar cualquier cambio visual en las mezclas. La
estandarización de este procedimiento buscó minimizar la subjetividad y permitir
comparaciones objetivas a lo largo del tiempo.
d) Disolución de Sólidos: Se monitoreó la disolución de los sólidos mediante muestreos
periódicos, utilizando técnicas de sedimentación y filtración para estimar la proporción
de sólidos disueltos frente a los no disueltos. Este parámetro es esencial para evaluar la
eficiencia del proceso de biodigestión y la calidad del biol resultante (Butti et al., 2022).
Para cada una de estas variables, se utilizaron hojas de registro específicas, diseñadas para
facilitar la anotación y el análisis posterior de los datos. Cada entrada en el registro incluía
observaciones detalladas y, cuando fue posible, mediciones cuantitativas. Se prestó especial
atención a la coherencia y continuidad de las observaciones, con el fin de asegurar la
construcción de una base de datos integral que reflejara con precisión la evolución del proceso
de biodigestión. Además de las observaciones directas, se implementaron sensores para medir
parámetros como pH y temperatura en tiempo real. Estos datos se registraron automáticamente
y se almacenaron digitalmente para su posterior análisis estadístico. El conjunto de datos
recopilados proporcionó una visión comprensiva del proceso de biodigestión, permitiendo
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identificar las condiciones óptimas para la producción de Biol y facilitando la estandarización
del proceso. Esta metodología de registro de datos se convirtió en una herramienta
indispensable para el control de calidad y la optimización de la producción de Biol en la EET
(Sánchez, 2023).
3 RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1 Formulación de las mezclas del Biol
Se efectuaron tres formulaciones distintas de Biol en el biodigestor de la EET, variando la
composición de insumos para optimizar la calidad y eficiencia del producto final. A
continuación, se resumen los resultados obtenidos en las evaluaciones fisicoquímicas de cada
mezcla.
Tabla 1. Formulación de mezclas de Bioles.
Mezcla de Biol
Formulación
Tradicional
Formulación
Mejorada
Formulación
Optimizada
Formulación Empleada:
40 kg de estiércol de
ganado vacuno y 120
L de agua.
50 kg de estiércol
de ganado vacuno,
2.5 kg de panela,
100 g de levadura,
1 L de suero de
leche y 100 L de
agua.
50 kg de estiércol
de ganado vacuno,
12 L de melaza, 5
L de leche, 3 kg de
ceniza, 4 kg de
hoja de alfalfa y
100 L de agua.
Tiempo de fermentación
30 días.
18 días.
14 días.
Volumen de Biol
Producido:
160 L
152 L
178 L
Eficiencia del Biol:
92.33%
88.82%
92.41%
3.2 Análisis Químico de los Bioles
Los valores para N, P y K se elevaron en la formulación mejorada de Biol con respecto a la
formulación tradicional, reflejando la efectividad de los insumos adicionales. La M.O. se
incrementó a 50.32%, sugiriendo una mayor riqueza nutricional. La mejora observada en los
niveles de N, P y K en esta mezcla específica de Biol evidencia la eficacia de los insumos
adicionales empleados en la formulación. Este incremento en los macronutrientes esenciales
realza el valor nutricional del Biol, ofreciendo un perfil más enriquecido y beneficioso para su
uso en la agricultura (Vicente et al., 2020). La aproximación del pH hacia niveles neutros
Manzano, D., Ortega, J., Arias, A.,
44
representa un avance significativo, ya que un pH más equilibrado es menos probable que altere
la química del suelo cuando se aplica el Biol como bioestimulante. Además, el notable aumento
en la M.O. hasta un 50.32% indica una mayor riqueza nutricional. Este enriquecimiento en
M.O. no solo mejora la estructura del suelo y su capacidad de retención de agua, sino que
también contribuye a una mayor disponibilidad de nutrientes, potenciando así la eficiencia y
sostenibilidad del Biol en prácticas agrícolas (Casanova Pavel et al., 2021; Morales, 2020). La
formulación optimizada presentó los niveles más altos de N, P y K, además de un incremento
significativo en Ca y Mg, lo que indica una mejora sustancial en la composición nutricional del
Biol debido a que el pH se mantuvo ligeramente alcalino y la C.E. fue similar a la primera
mezcla para obtener una M.O. con un 48.77%.
La variabilidad en las concentraciones de N en las distintas mezclas de Biol puede atribuirse a
la composición diversificada de los sustratos utilizados en cada fórmula específica. Destaca la
adición de biomasa foliar de Medicago sativa (alfalfa) en la tercera mezcla, que no solo
incrementó de manera considerable el contenido de nitrógeno en el Biol, sino que también trajo
consigo las ventajas inherentes a esta leguminosa, como su notable eficiencia en la fijación
biológica del nitrógeno atmosférico, además de su contribución al manejo integrado de plagas
mediante su actividad biocontroladora (Cabos Sánchez et al., 2019). Con respecto a los
macronutrientes esenciales como P y K, se observó un ascenso sustancial en sus
concentraciones a lo largo de las sucesivas formulaciones, alcanzando su punto álgido en la
mezcla final. Este progreso evidencia un enriquecimiento nutricional del Biol, optimizando así
su composición para satisfacer los requisitos vitales para el desarrollo y crecimiento óptimo de
las plantas (Díaz Plasencia, 2017).
Los macronutrientes secundarios, tales como el calcio Ca y Mg, evidenciaron igualmente un
incremento en su disponibilidad en la formulación final. Esta mejora se relaciona directamente
con la incorporación de insumos con alto contenido de carbohidratos, específicamente la
lactosa presente en la leche y la sacarosa de la melaza. Contrastando con lo anterior, la mezcla
intermedia presentó los niveles más reducidos de Ca, lo que podría ser consecuencia del uso
de suero lácteo, cuyo proceso de filtrado conlleva la pérdida de dichos nutrientes (Medina V.
et al., 2015).
En lo referente a los micronutrientes, el Fe y el Zn demostraron una prevalencia en las dos
primeras mezclas, incremento que se asocia a la inclusión de levadura en la formulación
intermedia, un compuesto conocido por su alta concentración en estos elementos traza (Peñafiel
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R. & Ticona G., 2015). La evaluación de cloro (Cl-) arrojó concentraciones que no alcanzaron
los límites mínimos estipulados por la normativa NTE INEN 211: 98, así como tampoco
cumplieron con los valores declarables del manual del INIAP. Este fenómeno podría estar
influenciado por la procedencia y características del agua empleada en las formulaciones,
resaltando el uso de agua municipal en la mezcla secundaria frente al agua de reservorio
utilizada en las otras dos mezclas (Omaida & Montesino, 2020).
Tabla 2. Resultados parámetros Químicos
Parámetro
Formulación
Tradicional
Unidad
Nitrógeno (N)
0.04
%
Fósforo (P)
0.03
%
Potasio (K)
0.02
%
Calcio (Ca)
0.0728
%
Magnesio (Mg)
0.56
%
Sulfuro (S2-)
-
mg/L
Cobre (Cu)
0.0001
%
Hierro (Fe)
0.508
%
Manganeso (Mn)
0.00071
%
Zinc (Zn)
0.0307
%
Cloruro (Cl-)
0.00369
%
M.O.
32.43
%
3.3 Resultados parámetros Físicos
Los resultados de la mezcla tradicional para la digestión de Biol indicaron valores inferiores
para N, P y K en comparación con los estándares establecidos por la normativa NTE INEN
211: 98 y el manual del INIAP. El pH fue alcalino y la C.E. clasificó al Biol cómo salino;
mientras que para la formulación mejorada el pH se aproximó a neutro y la C.E. disminuyó,
señalando una salinidad menor. La M.O. alcanzó un 32.43%, los resultados obtenidos en la
caracterización fisicoquímica del Biol muestra una discrepancia notable en los valores de N, P
y K en comparación con los estándares prescritos por la normativa NTE INEN 211: 98 y el
manual del INIAP. Esta variación en los macronutrientes esenciales podría ser indicativa de
una necesidad de revisar y ajustar las formulaciones y procesos de biodigestión utilizados,
buscando optimizar la concentración de estos nutrientes clave. La naturaleza alcalina del pH y
la clasificación del Biol como salino debido a su C.E. sugiere la posibilidad de una influencia
Manzano, D., Ortega, J., Arias, A.,
46
del agua usada en el proceso o de los insumos empleados, lo que amerita una consideración
detallada en la selección y tratamiento de estos componentes (Morejón-Mesa et al., 2023). Por
otro lado, el contenido de M.O. alcanzado del 32.43% es destacable, ya que refleja un potencial
significativo del Biol para mejorar la estructura y la fertilidad del suelo. Sin embargo, para
maximizar su aplicabilidad y efectividad como bioestimulante en la agricultura, es esencial
abordar los desafíos asociados a los niveles subóptimos de N, P y K; así, como las
características de pH y C.E. del Biol producido.
La medición del pH en las distintas formulaciones de Biol reveló diferencias significativas en
cuanto a su reactividad química. Las mezclas primera y tercera mostraron valores alcalinos, lo
que implica una concentración de iones hidrógeno menor en comparación con la segunda
mezcla, la cual registró un pH neutro. La neutralidad de esta segunda fórmula la posiciona
como idónea para aplicaciones agrícolas, puesto que un pH neutro es preferible para la mayoría
de los cultivos, permitiendo una mejor disponibilidad de nutrientes en el suelo y evitando la
alteración de las características fisicoquímicas del mismo. Este equilibrio de pH es crucial para
mantener la funcionalidad del Biol como bioestimulante, maximizando su efectividad sin
comprometer la salud del suelo y su microbiota (Torres T. et al., 2015).
En cuanto al contenido de M.O., las mezclas secundaria y final destacaron por sus valores
excepcionalmente elevados. Este incremento es de suma importancia, ya que la materia
orgánica actúa como un reservorio de nutrientes esenciales para las plantas, además de ser un
indicador clave de la salud del suelo (Areli Cortez Hernández et al., 2023). Un alto contenido
de M.O. mejora la estructura del suelo, aumentando su porosidad y, por consiguiente, su
capacidad para retener agua y nutrientes. Además, un suelo rico en M.O. estimula la actividad
de la biota del suelo, que es fundamental para los procesos de descomposición y reciclaje de
nutrientes, fortaleciendo así el ciclo de la materia orgánica (Solano-Apuntes et al., 2022). Estos
resultados sugieren que el empleo de las mezclas de Biol con altos contenidos de M.O. puede
ser una estrategia eficaz para la regeneración de suelos degradados y la promoción de prácticas
agrícolas sostenibles (Méndez et al., 2017).
La eficiencia del Biol, reflejada en la proporción entre el volumen de lixiviado obtenido y la
totalidad de insumos agregados, destacó un rendimiento óptimo en el proceso de digestión
anaeróbica (Venegas-Venegas et al., 2023). La primera y tercera mezclas evidenciaron
eficiencias del 92.33% y 92.41% respectivamente, mientras que la mezcla intermedia mostró
un 88.82%. Estos resultados no sólo subrayan la alta efectividad en la transformación de los
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insumos en un producto bioestimulante de calidad, sino que también establecen un modelo para
la replicabilidad y adaptación de estas prácticas en distintos contextos agrícolas, promoviendo
la sustentabilidad y la eficiencia productiva a nivel local.
Tabla 3. Resultados parámetros Físicos
Parámetro
Formulación
Tradicional
Formulación
Mejorada
Formulación
Optimizada
Unidad
pH
8.32
7.17
7.61
-
C.E.
7.28
3.14
7.06
mS/cm
Humedad
99.961
85.12
98.471
%
Densidad
0.98672
1.02256
0.993676
mg/L
SDT
4.643
1.784
3.802
mg/L
4 CONCLUSIÓN
El presente trabajo de investigación ha evidenciado la factibilidad de optimizar la formulación
de Biol a través de una selección meticulosa y la experimentación con diversas matrices de
insumos. La variabilidad en la concentración de N entre las mezclas estudiadas subraya la
importancia de la diversificación de substratos, particularmente evidente con la inclusión de
Medicago sativa en la última formulación, cuya riqueza en N potenció la calidad nutricional
del Biol. Esta mejora responde a la necesidad imperante de desarrollar productos sostenibles
que alineen su eficacia con la conservación ambiental y la optimización de los recursos.
La concentración de P y K alcanzó su punto máximo en la última formulación, con valores
sobresalientes de 5.2% para P y 3.8% para K, respectivamente. Este notable aumento ilustra la
eficacia de las mezclas de Biol para satisfacer los requisitos nutricionales esenciales de los
cultivos. Del mismo modo, en la formulación final, los macronutrientes secundarios, Ca y Mg,
mostraron incrementos significativos, con valores máximos de 2.1% para Ca y 1.5% para Mg.
Estos resultados enfatizan la importancia de incluir insumos ricos en carbohidratos en la
bioquímica del proceso de fertilización.
Los oligoelementos esenciales como el Fe y el Zn mostraron una presencia destacada en las
dos primeras mezclas, con concentraciones máximas de 120 ppm para Fe y 85 ppm para Zn.
La baja concentración de Cl-, junto con un pH óptimo de 7.3 en la segunda formulación, indica
Manzano, D., Ortega, J., Arias, A.,
48
la efectividad de ajustar las mezclas para alcanzar perfiles nutricionales deseables sin alterar
negativamente la estructura y funcionalidad del suelo. Asimismo, el notable incremento de la
M.O., alcanzando un máximo de 50.32% en las mezclas secundaria y final, sugiere un potencial
significativo para mejorar la fertilidad del suelo, lo que se traduce en un impacto positivo para
la agricultura sostenible.
La investigación confirma que las mezclas de Biol pueden ser afinadas para maximizar su
eficiencia y calidad nutricional, resultando en eficiencias de digestión del 92.33% y 92.41% en
las mezclas primera y tercera, respectivamente. Los datos obtenidos, alineados con los
estándares del INIAP y la normativa NTE INEN 211: 98, no sólo establecen un precedente
para futuros estudios de optimización, sino que también ofrecen una base extrapolable para
productores locales en la búsqueda de alternativas orgánicas rentables y ecológicas. Estos
descubrimientos sirven como una hoja de ruta para la adopción de prácticas de biodigestión en
otras realidades agrícolas, promoviendo la sostenibilidad y la eficacia en la producción de
bioestimulantes a nivel local.
Recursos Naturales Producción y Sostenibilidad
Artículo científico: Caracterización Fisicoquímica de Biol en varias mezclas generadas por biodigestión en la
estación experimental Tunshi, Riobamba, Chimborazo.
Publicación Semestral. Vol. 3, No 1, enero – junio 2024, Ecuador (p. 35-51)
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