Modelo del Efecto de la Relación Carbono/Nitrógeno de los Residuos Orgánicos Urbanos en la Calidad de la Composta

Abstract

"Aproximadamente el 50% de los residuos sólidos urbanos que se generan en las ciudades son orgánicos (ROU) se componen principalmente de restos de alimentos y de jardinería. Estos residuos terminan en los basureros urbanos, generando impactos en el medio ambiente y en la salud de la población. El proceso de compostaje ofrece una alternativa para la disposición final de los ROU transformándolos en un producto útil llamado composta, un valioso fertilizante orgánico que beneficia el suelo y las plantas. El desarrollo de modelos del proceso de compostaje aún está limitado por la heterogeneidad de los materiales y en particular por la diversidad de los ROU. En este contexto, el objetivo del presente trabajo de investigación fue desarrollar un modelo del proceso de compostaje llamado CompostQNet basado en redes neuronales artificiales (RNA) para estimar la relación C/N de composta terminada teniendo como entrada del proceso de compostaje las características cuantitativas y cualitativas de los ROU. Se creó un conjunto de imágenes de ROU a los que se les asocio sus características cuantitativas (peso, relación C/N) y cualitativas (color y etapa de descomposición). Para clasificar los ROU se propusieron tres etapas de descomposición (inicial, media y avanzada), encontrándose diferencias estadísticas entre las etapas de descomposición para la mayoría de los ROU en el contenido de C, N, P y K. También se desarrolló un clasificador, basado en una RNA convolucional, llamado ROUNet, el cual identifica ROU en una imagen e indica a qué clase pertenece dicho residuo y cuál es su etapa de descomposición. La clasificación permite estimar el peso y la relación C/N de dicho ROU. También se realizó la medición de la evolución de las temperaturas del proceso de compostaje lo que permitió desarrollar un segundo modelo basado en lógica difusa llamado CompostTraker, el cual genera mensajes escritos para indicar el estatus de la composta durante el proceso de compostaje. Los modelos desarrollados en este trabajo son herramientas prácticas y adecuadas que simplifican el manejo del compostaje doméstico brindando información clave que permite la toma de decisiones para garantizar una composta de calidad. Los resultados alcanzados en esta investigación pueden ayudar a diseñar una gestión adecuada de los ROU para su reciclaje y uso de nutrientes como alternativa a los fertilizantes químicos."