Ciencias Agropecuarias y de Alimentos

Pandilla Kids (3ro., 4to., 5to. y 6to. Año de primaria)

PK – AA – 4 – CO Sustrato a base de residuos de coco

Asesor: Gabriela Nicanor de la Cruz

Resumen

En los años recientes y con el aumento de la población el manejo de residuos se ha convertido en un gran problema para la sociedad, es prioritario generar alternativas que permitan reducir el impacto de los desechos, al tiempo que son aprovechados y reintegrados al medio ambiente.
Conocer las fuentes de contaminación de la comunidad es un buen comienzo para implementar acciones que permitan disminuir la cantidad de desechos que se producen, en este caso se busca agotar las opciones de uso de los componentes de un negocio de venta de coco.

Pregunta de Investigación

¿Cómo disminuir el impacto al medio ambiente del residuo de cocos?

Planteamiento del Problema

Con el aumento de la población se producen cada vez más desechos que terminan muchas veces en la basura, es necesario buscar más formas de aprovechar estos residuos.

Además del reciclaje para residuos inorgánicos y la elaboración y composta es importante encontrar nuevas formas de aprovechar los desechos que genera nuestra comunidad.

Antecedentes

El ser humano a lo largo de su desarrollo en la tierra ha hecho uso de los diferentes recursos naturales para satisfacer sus necesidades diarias, estos una vez usados generan desechos, los cuales con el aumento de la población y la demanda de más recursos, causan la degradación del medio ambiente. Esto ha pasado de ser un tema de interés y denuncia por parte de algunos ecologistas, a convertirse en una realidad palpable en cualquier parte del planeta, es necesario y urgente reorientar el crecimiento ilimitado de la actividad humana y del abuso de recursos hacia una actitud más responsable, que tenga en cuenta desde la producción industrial, hasta el consumo individual.


Figura 1. Curva de crecimiento mundial de la poblacion humana

Situación actual

Desde el siglo XX la población ha aumentado de forma exponencial gracias a los avances de la medicina, ya que la esperanza de vida ha ido en aumento, y se ha hecho más eficiente el control de pandemias.

Con los adelantos tecnológicos en materia de producción y el aumento del consumo (acompañado de un cambio de hábitos), se terminó imponiendo la fórmula de “usar y tirar” que implica una explotación sin control de los recursos naturales.

Esto provocó la destrucción del entorno que permite regenerarlos y procesarlos, como ocurre con la tala masiva de árboles, que ha acabado con bosques y ríos. Estos mismos métodos de producción han generado demasiados residuos y contaminación, de tal forma que han superado la capacidad de asimilación de la tierra y conducen a la degradación del medio ambiente y la calidad de vida.

Conocer nuestros desechos

Para comprender el grave problema que constituye la saturación de los desechos hemos de hacer conciencia sobre su estado, quien los genera y la representación que se le da como desecho.

Estado de los desechos

Sólidos- Según su composición estos desechos pueden ser orgánicos (restos de alimentos, excrementos, maderas y otros restos vegetales y, en general, lo putrescible) o inorgánicos (vidrio, metal, plásticos, etc.)

Líquidos- Puede provenir de sustancias que se generan con las actividades de manufactura o de procesado. Pueden ser orgánicos ( sangre del sacrificio del ganado, líquidos producidos por la descomposición de otros residuos, etc.) o inorgánicos (mercurio en la minería del oro, desechos químicos como disolventes, detergentes, etc.)

Gaseosos- Generados por la descomposición de la fracción orgánica de los residuos, que generalmente es metano y dióxido de carbono y que son directamente responsables de sucesos como el efecto invernadero. También los derivados de procesos industriales de combustión: humo de chimeneas, tubos de escape o gases utilitarios como el freón, empleado en los sistemas de refrigeración de las neveras.

Cada tipo de residuo de acuerdo a sus propiedades físicas, químicas y biológicas, tiene un impacto distinto y requiere medidas diferentes para su almacenamiento, recolección y transporte, aprovechamiento, tratamiento y disposición final.

Figura 2. Tiempos de descomposicion de algunos materiales de consumo (en años)

Agentes generadores de desechos

La generación de desechos del ser humano se ha convertido en un proceso inherente a la vida misma. Por esta razón los residuos son una consecuencia natural de la actividad económica y de la vida diaria de una comunidad.

Los desechos se clasifican según la fuente que los genera: residenciales o domiciliarios, comerciales, industriales, de construcción/demolición, de servicios públicos.

Los desechos y sus representaciones

En principio puede entenderse que un residuo es en efecto “aquello que sobra de algo” y que posiblemente “ya no sirve de nada”, no obstante para algunas personas, esto representa oportunidades de trabajo y fuentes de ingreso. Así, mientras los generadores quieren deshacerse de su basura , otros grupos propician la recuperación de algunos materiales antes de su disposición final.

Desde la perspectiva de la gestión integral de residuos la respuesta puede enfocarse a partir de varias estrategias.

Reducir: producir menos residuos sólidos

Reutilizar y reciclar: Incrementar el aprovechamiento (a través de la reutilización y el reciclaje), es decir, transformar y valorar los residuos.

Tratar y disponer: Asignar un destino adecuado de aquellos residuos no aprovechables.

Figura 3. Distribucion de residuos del basurero municipal de Tlalnepantla (2021)

Desechos de origen orgánicos

Los desechos orgánicos tienen un origen animal y/o vegetal, que alguna vez tuvo vida o fue parte de un ser vivo y que es susceptible a degradarse biológicamente. El principal motivo para reciclar residuos orgánicos es evitar un impacto ambiental negativo, aprovechando su origen para reintegrarse en la naturaleza.

Una vez generados los residuos deben de gestionarse correctamente dependiendo de sus características, las principales opciones son:

Digestión anaeróbica.
También llamada biometanización, es un proceso biológico que tiene lugar en ausencia de oxígeno, en el que parte de la materia orgánica de los residuos orgánicos se transforma, mediante la acción de los microorganismos, en una mezcla de gases (biogás), constituido principalmente por metano y dióxido de carbono y otros gases en pequeñas cantidades (amoniaco, hidrógeno, sulfuro de hidrógeno, etc.).
La materia orgánica se descompone en compuestos más sencillos que se transforman en ácidos grasos volátiles. Estos ácidos son consumidos por los microorganismos metanogénicos, que producen metano y dióxido de carbono.
El biogás generado se puede considerar un buen combustible, y es útil para la combustión y generación de calor y/o energía eléctrica.

Compostaje.
Es un proceso biológico aerobio (con presencia de oxígeno) que, bajo condiciones de ventilación, humedad y temperatura controladas, transforma los residuos orgánicos degradables en un producto estable e higienizado llamado compost, que se puede utilizar como abono orgánico.
Este proceso de descomposición se basa en la actividad de microorganismos como los hongos y las bacterias.
La duración del proceso de compostaje puede oscilar, dependiendo de distintos factores (sistema, tecnología, disponibilidad de espacio, etc.), entre 10 y 16 semanas.
En el caso de los residuos domésticos la opción más viable es el compostaje, sin embargo no todos los residuos son ideales para esta actividad. Es importante encontrar un equilibrio entre los materiales “verdes” ricos en nitrógeno (como los desechos de alimentos) y los materiales “marrones” ricos en carbono (como las hojas secas y periódicos viejos). Con la preparación y proporciones adecuadas se crea un ambiente ideal, donde microorganismos pueden convertir estos desechos en un valioso sustrato para plantas dde cualquier tipo.

Residuos verdes

Residuos de frutas y verduras
Cáscaras de huevo rotas
Restos de té
Pasto
Podas ligeras
Cáscaras de papas
Tomates en mal estado
Restos de plantas
Flores caídas
Algas

Residuos marrones

Hojas caídas
Aserrín de madera sin tratar
Periódicos en blanco y negro
Servilletas, toallas de papel
Cartón (debe romperse en trozos pequeños)
Bolsas de papel (deben rasgarse)
Paja y heno
Cajas de cereales (deben desgarrarse)
Bandejas de papel desechables
Cáscaras de nueces

Existen otras opciones para el uso de los residuos orgánicos menos utilizados, por sus características, la fibra de coco puede ser usada para generar sustrato, esto debido a su Ph ideal para cualquier tipo de cultivo y la capacidad de retención de nutrientes y agua.
Actualmente de los residuos agroindustriales del coco sólo se aprovecha el 17% de la cubierta y parte media del mismo, siendo el 83% restante considerado como desecho.
Composición del coco
El coco es un fruto redondo y alargado compuesto por 5 partes:
Exocarpio: Es la cáscara dura de fibra
Mesocarpio: Es una capa intermedia fibrosa y de color marron
Endocarpio: Es una capa interior dura, vellosa y oscura
Endosperma: Es una capa de carne blanca, fibrosa y aceitosa
Agua de coco: Cuando el fruto está aún tierno contiene un líquido transparente o lechoso en el centro.
El fruto completo puede llegar a pesar de 1 a 1,5 kg en su etapa madura y las proporciones aproximadas de sus partes son las siguientes: Exocarpio 5% Mesocarpio 30 %, Endocarpio 12 %, Endosperma 28 % y Agua de coco 25 %

Propiedades y cualidades de la fibra de coco
Las propiedades de la fibra de coco son únicas para la agricultura, jardinería, horticultura, hidroponía y otros sistema de producción. Naturaleza orgánica, sostenible y renovable. El medio de cultivo perfecto, para la mayoría de las plantas, ya que posee las cualidades y características que estas demandan:
● Bajo Peso. Permite su utilización en todo tipo de lugares y estructuras.
● Drenaje: retiene y libera el agua y nutrientes con facilidad.
● Alta capacidad de retención de humedad.
● Aireación: material esponjoso. Mantiene el equilibrio adecuado entre la retención del agua y la capacidad de aireación, evitando excesos de humedad
● Facilita el desarrollo de las raíces.
● PH Neutro. Entre 5,5 y 6,5. Ideal para la mayoría de cultivos.
● Inercia térmica: este sustrato puede ceder o absorber calor con rapidez. Esto facilita un constante desarrollo del sistema radicular, tanto en épocas de calor como en frías.

Etapas del Proceso de Obtención
• Desfibrado: las cáscaras del fruto del cocotero son seleccionadas de forma exhaustiva, basándose en su estado de maduración. Las mismas son sometidas a un proceso de desfibrado. Separar las fibras largas (industria textil) y el resto del producto: fibra media, corta y granos, lo que constituye la materia prima con la que se fabrica el producto final.
• Lavado: Eliminación de las sales mediante sucesivos lavados con agua de pH neutro. Estabilización del producto en condiciones naturales, por un período de 30 a 40 días.
• Secado: El material se coloca sobre extensiones de cemento y/o piedra refractaria), donde llegan a alcanzar temperaturas superiores a 65 grados centígrados, que permiten un optimo secado y desinfección del material.

Objetivo

Saber si es posible aprovechar los residuos de coco y reintegrarlos de una forma eficiente en la naturaleza, como sustrato para jardines o áreas verdes.

Justificación

En mi comunidad existe un negocio que vende grandes cantidades de coco, produciendo constantemente muchos residuos que terminan en la basura o en la calle y que pueden aprovecharse de otra manera.

Hipótesis

Si es posible realizar sustratos a base de residuos de coco, entonces podemos aprovecharlos para generar nutrientes para la tierra, además de generar menos basura.

Método (materiales y procedimiento)

Investigación de campo.

Se contactó con los responsables del negocio de venta de cocos para conocer los elementos que se aprovechan o desechan del producto, elaborando un cuestionario.

Cuestionario

¿Qué partes del coco aprovechan en su negocio?
La parte de adentro, el agua y la fruta (parte blanca).

¿Qué hacen con lo que no utilizan?
Se pueden hacer decoraciones (macetas), se utiliza para quemar (como leña) y principalmente se tira a la basura.

Aproximadamente ¿Cuántas piezas desechan al día?
Al Menos 70 piezas en los 3 puntos de venta que tenemos, cada 3er dia se tiran entre 10 y 25 costales de desechos.

¿Cuánto tiempo llevan vendiendo cocos?
Mi papá inició el negocio y lleva 18 años vendiendo.

¿El generar esa cantidad de desechos les ha ocasionado algún problema?
Al principio sí, el servicio de la basura no se la quería llevar, pero ahora ya no.

Investigación experimental

Después de analizar los datos recabados se determinó que se desecha gran cantidad de la composición original del coco, desaprovechando una gran cantidad de sus componentes y al mismo tiempo generando mucha basura.

Se decidió aprovechar la capa intermedia fibrosa (Mesocarpio) para la elaboración de sustrato y que este pudiera usarse para cultivar plantas y/o hortalizas.

1. Para la elaboración del sustrato se obtuvieron residuos del negocio y se pusieron a secar al sol durante un par de días para que la fibra se secara y fuera más fácil triturarlo.

2. Una vez seco se separa la fibra de las partes duras (cáscara y centro)

3. Se comienza con el proceso de trituración, apoyado de diferentes métodos y herramientas.

4. De este proceso se obtienen 2 tipos de componentes, un polvo fino y hebras de fibra más delgadas que pueden mezclarse para obtener el producto final.

5. El resultado puede usarse para plantas o la siembra de hortalizas, mezclados con tierra de jardín o usarse solo.

Investigación documental

Asisti a la Biblioteca para realizar mi investigacion documental, buscando informacion acerca del manejo de la basura y de los componentes y propiedades del coco.

Tambien acudi a un vivero para concer acerca de los tipos de sustraros y con apoyo del personal que labora ahí, aclarar dudas de cual es la mejor opcion para usar el polvillo de coco. Me mostraron algunas compostas y el uso que se les dan, tambien los tipos de plantas que se recomiendan para cada tipo de sustrato.

Galería Método

Resultados

Fue posible por medio de la tecnica realizada la obtencion de polvo y fibra mas fina de coco, los cuales pueden emplearse para el cultivo de flores y hortalizas.

Se peso el producto inicial y cada uno de sus componentes de forma separada con los siguientes resultados:

Componente Peso (gramos) Porcentaje
Agua 513 19.48%
Pulpa 410 15.57%
Jicara 331 12.57%
Fibra 878 33.33%
Cascara 502 19.06%
Total 2634 100.00%
Tabla 2. Componentes de pieza de coco

Considerando que el negocio aprovecha unicamente el agua y la pulpa, los cuales representan el 35% del total del producto inicial, el 65% es considerado un residuo.

A implementar la estrategia propuesta se puede utilizar un 33% adicional, resultando en un aprovechamiento de alrededor del 68%, disminuyendo considerablemente los residuos generados.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Si se aprovecha la fibra del coco, se produce menos desperdicio, reduciendo el impacto al medio ambiente, al mismo tiempo que el sustrato que se obtiene ayuda a las plantas.

El proceso es lento y cansado cuando se realiza de forma manual, si se contara con una maquina trituradora se podrian aprovechar TODOS los residuos que se generan de la venta de cocos.

El producto obtenido puede comercializarse en los mismos puntos de venta, generando un ingreso extra

Bibliografía

Virgine, Manuel (2021). Los caminos del reciclaje: Todo lo que hay que saber. NED Ediciones. Argentina.

Comision para la cooperacion ambiental (2017). Caracterizacion y gestion de los residuos organicos en America del Norte. Comision para la cooperacion ambiental . Montreal, Canada.

Garita, Noelia; Rojas Julian (2019). Guia practica para el manejo de los residuos organicos utilizando composteras rotatorias. Universidad Nacional. Costa Rica

Arrieta, Nohemi (2019). Estudio de la generación y manejo de los residuos de la comercialización de coco en el municipio de Xoxocotla, Morelos. Universidad Autonoma del Estado de Morelos. Mexico.

https://www.proyectosmexico.gob.mx/wp-content/uploads/2020/03/Estudio-de-Caracterizaci%C3%B3n-de-Residuos-Estaci%C3%B3n-de-Transferencia-de-Naucalpan-M%C3%A9xico.-Preparado-por-EPA..pdf

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography