1 2* 3
Ivan Pallo-Chango ; Freddy Zambrano-Gavilanes & Wilmer Ponce-Saltos
doi:10.24039/rtb20211921125
CASSAVA FIBER BIOGAS WITH DIFFERENT INOCULA AND CHEMICAL CHARACTERIZATION
OF THE BIODIGESTED SUBSTRATES
BIOGÁS DE FIBRAS DE LA YUCA CON DIFERENTES INÓCULOS Y CARACTERIZACIÓN
QUÍMICA DE LOS SUBSTRATOS BIODIGERIDOS
The Biologist
(Lima)
The Biologist (Lima), 2021, vol. 19 (2), 203-213.
ORIGINAL ARTICLE / ARTÍCULO ORIGINAL
ABSTRACT
The main objective of this research was to evaluate the biogas production from cassava fibers (Manihot
esculenta Crantz) with different inocula and chemical characterization of the biodigested substrates. The
treatments were distributed as follows: T . Cassava peel + water, T . Cassava + water central cylinder, T .
1 2 3
Cassava peel + central cylinder + water, T . Cassava peel + Bovine manure biodigestion inoculum, T .
4 5
Cassava central cylinder + Bovine manure biodigestion inoculum, T . Peel + cassava central cylinder +
6
Bovine manure biodigestion inoculum, T . Cassava peel + Physic nut seed cake biodigestion inoculum, T .
7 8
Cassava central cylinder + Physic nut seed cake biodigestion inoculum, T . Cassava peel + central
9
cylinder + Physic nut seed cake biodigestion inoculum, T . Cassava peel + pig manure biodigestion
10
inoculum, T . Cassava central cylinder + pig manure biodigestion inoculum, T . Peel + cassava central
11 12
cylinder + pig manure biodigestion inoculum. The production of biogas was determined daily. In addition,
the measurement of CH and CO was carried out with the Orsat method. Physical and chemical
4 2
parameters of the biodigested substrates were analyzed. The biodigestion of the central cylinder of the
cassava or of the bark using as inoculants the biodigestion of pine nut cake or bovine manure produces
71.67% of CH . Biodigested substrates contain macro and micronutrients with potential use in agriculture.
4
The Biologist (Lima)
ISSN Versión Impresa 1816-0719
ISSN Versión en linea 1994-9073 ISSN Versión CD ROM 1994-9081
203
1Instituto de Posgrado, Facultad de Ingeniería Agrícola, Universidad Técnica de Manabí, Portoviejo, Manabí, Ecuador.
2*Facultad de Ingeniería Agronómica, Universidad Técnica de Manabí (UTM), Portoviejo, Manabí, Ecuador.
3
Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias, INIAP Estación Experimental Portoviejo.
Portoviejo, Manabí, Ecuador.
* Corresponding author: freddyzg_86@hotmail.com
Ivan Pallo-Chango: https://orcid.org/0000-0002-9308-7496
Freddy Zambrano-Gavilanes: https://orcid.org/0000-0003-0004-9122
Wilmer Ponce-Saltos: https://orcid.org/0000-0002-4250-5184
D
D
D
Keywords: anaerobic digestion – animal manure – biofertilizer – Manihot esculenta – methane
204
INTRODUCCIÓN
En las últimas décadas el uso de combustibles
fósiles ha ido creciendo de una manera
significativa, provocando emisión de gases que han
sido causantes directos de lo que hoy llamamos el
calentamiento global ( . Los Soeder, 2021)
problemas que se presentan a raíz de este fenómeno
han traído el interés para la búsqueda de
alternativas en cuanto a biocombustibles que
ayuden a la conservación del medio ambiente,
siendo la generación de biogás una opción de bajo
costo de producción muy importante para países
generadores de fuentes de biomasa (Gavilanes et
al., 2017).
Según Andrade et al. (2020) la digestión anaerobia
para la producción de biogás se efectúa mediante
una serie de métodos bioquímicos, estando en un
medio libre de oxígeno, en donde la desintegración
y el procesamiento de estabilización del material
orgánico biodegradable se logra a través de la
acción que viene combinada por múltiples grupos
de microorganismos.
El biogás, es un gas combustible que su
composición varía según el tipo de materia prima y
de la condición del digestor. En general está
compuesto de 50 a 75% de metano (CH ), de 25 a
4
50 % de dióxido de carbono (CO ) en conjunto con
2
otros componentes como vapor de agua (H O),
2
sulfato de hidrógeno (H S) y amoniaco (NH )
2 3
(Surendra et al., 2014).
Los inóculos generalmente utilizados en el proceso
de la biodigestión anaeróbica son lodos de plantas
de tratamiento de aguas residuales o algunos
materiales de origen animal, como el estiércol de
ganado, entre otros. El tratamiento anaeróbico de
desechos orgánicos sólidos con una alta
concentración de sólidos se lleva a cabo en
reactores anaeróbicos discontinuos, con un
sustrato que contiene en promedio 20% (porcentaje
en peso) de sólidos totales; en general, se puede
aplicar para bioestabilizar varios tipos de residuos,
principalmente de forma conjugada, en algunos
casos aumentando la densidad bacteriana y en otros
ajustando la relación C/N (Leite & Povinelli, 1999;
Wang et al., 2020).
La yuca (Manihot esculenta Crantz), es muy
cultivada a nivel mundial, con una producción
alrededor de 277,81 millones de t de raíces frescas,
siendo los principales cinco países dedicados a la
producción Nigeria, Tailandia, República
Democrática del Congo, Brasil e Indonesia
(Odoemelam et al., 2020).
The Biologist (Lima). Vol. 19, Nº2, jul - dic 2021
La presente investigación tuvo por objetivo evaluar la producción de biogás a partir de fibras de la yuca
(Manihot esculenta Crantz) con diferentes inóculos y caracterización química de los substratos
biodigeridos. Los tratamientos fueron distribuidos de la siguiente manera: T . Corteza de yuca + agua, T .
1 2
Cilindro central de yuca + agua, T . Corteza + Cilindro central de yuca + agua, T . Corteza de yuca +
3 4
Inóculo de Biodigestión de estiércol bovino, T . Cilindro central de yuca + Inóculo de Biodigestión de
5
estiércol bovino, T . Corteza + Cilindro central de yuca + Inóculo de Biodigestión de estiércol bovino, T .
6 7
Corteza de yuca + Inóculo de biodigestión de torta de piñón, T . Cilindro central de yuca + Inóculo de
8
biodigestión de torta de piñón, T . Corteza + Cilindro central de yuca + Inóculo de biodigestión de torta de
9
piñón, T . Corteza de yuca + Inóculo de biodigestión de estiércol porcino, T . Cilindro central de yuca +
10 11
Inóculo de biodigestión de estiércol porcino, T . Corteza + Cilindro central de yuca + Inóculo de
12
biodigestión de estiércol porcino. Fue determinada la producción de biogás diariamente, y además se
efectuó la medición del CH y CO con el método Orsat. Se analizaron parámetros físico y químico de los
4 2
sustratos biodigeridos. La biodigestión del cilindro central de la yuca o de la corteza usando como
inoculantes la biodigestión de torta de piñón o estiércol bovino producen Los substratos 71,67 % de CH .
4
biodigeridos contienen macro y micronutrientes con potencial uso en la agricultura.
RESUMEN
Palabras clave: digestión anaeróbica – estiércol animal – biofertilizante – Manihot esculenta – metano
Pallo-Chang et al.
205
de agosto-Segunda Banquera”, siendo utilizada la
Variedad de yuca “La Sabrosa”. Las fibras fueron
secadas naturalmente al sol según la metodología
empleada por Aristizábal et al. (2007) y molidas
con un molino de martillos eléctrico estacionario
tipo Thomas Willey de 4 hp con una criba de 2 mm.
Inóculos
Para lograr alcanzar un buen funcionamiento
estable y un proceso con alta producción de
metano, es de vital importancia crear y mantener un
ambiente que sea beneficioso para la actividad de
un consorcio bacteriano que sea adecuado, como
los inóculos que provienen del aislamiento de
bacterias o de los lodos de efluentes de la
biodigestión anaeróbica. Se utilizaron tres tipos de
inóculos, a partir de la biodigestión: estiércol
bovino, porcino y de torta de piñón. Las cantidades
del inóculo fueron equivalentes al 10% del
volumen total de las mezclas afirmado en estudios
realizados por Raheman & Mondal (2012).
Biodigestión anaerobia
Se emplearon los protocolos de Azevedo (2010) y
Gavilanes et al. (2017) quienes utilizaron
microbios digestores hechos con frascos de vidrio
inyectable de tipo penicilina con un volumen de 50
mL, donde se colocaron los tratamientos, para
luego quedar herméticamente cerrados con tapa de
goma y sellados con un anillo metálico.
Para medir y almacenar el volumen de biogás, se
utilizaron gasómetros con jeringas de 60 mL que
fueron conectados a una manguera y aguja.
Los micro biodigestores fueron alimentados con
diferentes mezclas conteniendo el 20% de solidos
totales de las fibras de la yuca (yuca, corteza y fibra
central) y un 10% de inoculo del volumen total de
las mezclas. Los tratamientos fueron distribuidos
de la siguiente manera: T . Corteza de la yuca +
1
agua, T . Cilindro central de la yuca + agua, T .
2 3
Corteza + Cilindro central de la yuca + agua, T .
4
Corteza de la yuca + Inóculo de la Biodigestión de
estiércol bovino, T . Cilindro central de la yuca +
5
Inóculo de la Biodigestión de estiércol bovino, T .
6
Corteza + Cilindro central de la yuca + Inóculo de
la Biodigestión de estiércol bovino, T . Corteza de
7
la yuca + Inóculo de la biodigestión de torta de
piñón, T . Cilindro central de la yuca + Inóculo de
8
la biodigestión de torta de piñón, T . Corteza +
9
Cilindro central de la yuca + Inóculo de la
La yuca es catalogada como el tubérculo más
importante dentro de este grupo de plantas de gran
interés económico. Su principal valor económico
está en su órgano de reserva o almacenamiento de
energía, sus raíces tienen un valor nutritivo de gran
importancia en la alimentación humana y animal,
en lagunas zonas rurales, su follaje es aprovechado
para la alimentación de animales, mientras que en
África se lo utiliza como verdura fresca para el
consumo humano (Cock & Connor, 2021).
Durante el procesamiento de la raíz de yuca, ya sea
para almidón o industrialización en fresco se
generan gran cantidad de residuos entre esos hojas,
tallos, cortezas y efluentes líquidos, que si son
liberados a la atmósfera por su alta concentración
de ácido cianhídrico (HCN), resultante de la
hidrólisis de los glucósidos cianogénicos presentes
en la yuca y nutrientes pueden generar fuertes
impactos ambientales (Peres et al., 2019). Una
alternativa para evitar esta contaminación es
mediante la biodigestión anaeróbica, en el cual se
aprovecha el biogás en la generación de energía y
los afluentes para abono orgánico (biol) por su
contenido de macro y micronutrientes, dando así
un buen destino a estos residuos (Alrefai et al.,
2020).
La presente investigación tuvo por objetivo evaluar
la producción de biogás a partir de fibras de la yuca
(corteza y fibra central) con diferentes inóculos
(biodigestión de estiércol bovino, porcino y de
torta de piñón) y caracterización química de los
substratos biodigeridos.
Local de experimento
Para el desarrollo de este experimento se utilizaron
la s i ns t al a ci o ne s d e l la bo r at o ri o d e
Biocombustibles del Instituto Nacional de
Investigaciones Agropecuarias (INIAP)
Portoviejo, Manabí, Ecuador.
Fibras de la yuca
Las fibras de yuca (corteza y cilindro central)
fueron obtenidas de la asociación Autónoma
Agropecuaria “Virgen de Monserrat”, en la
Provincia de Los Ríos, cantón Valencia “Sector 6
MATERIALES Y MÉTODOS
The Biologist (Lima). Vol. 19, Nº2, jul - dic 2021
Cassava fiber biogas and characterization of the biodigested substrates
206
+ Cilindro central de la yuca + Inóculo de la
biodigestión de estiércol porcino. Las mezclas de
cada uno de los tratamientos con sus volúmenes se
encuentran en la tabla 1.
biodigestión de torta de piñón, T . Corteza de la
10
yuca + Inóculo de la biodigestión de estiércol
porcino, T . Cilindro central de la yuca + Inóculo
11
de la biodigestión de estiércol porcino, T . Corteza
12
Tabla 1. Mezcla de los tratamientos.
Tratamientos Corteza g Cilindro g Agua
g Peso Total g
Vol.
cm3
Inóculos
Vol. Inoc.
cm 3
Vol. total
cm3
1 6,43 - 23,57 30,00
29,00
agua
2,90
32,90
2 - 6,52 23,48 30,00
29,00
agua
2,90
32,90
3 3,22 3,26 23,52 30,00
29,00
agua
2,90
32,90
4 6,43 - 23,57 30,00
29,00
estiércol bovino
2,90
32,90
5 - 6,52 23,48 30,00
29,00
estiércol bovino
2,90
32,90
6 3,22 3,26 23,52 30,00
29,00
estiércol bovino
2,90
32,90
7 6,43 - 23,57 30,00
29,00
torta de piñón
2,90
32,90
8 - 6,52 23,48 30,00
29,00
torta de piñón
2,90
32,90
9 3,22 3,26 23,52 30,00
29,00
torta de piñón
2,90
32,90
10 6,43 - 23,57 30,00
29,00
estiércol porcino
2,90
32,90
11 - 6,52 23,48 30,00
29,00
estiércol porcino
2,90
32,90
12 3,22 3,26 23,52 30,00
29,00
estiércol porcino
2,90
32,90
iniciales y finales se ha utilizado para estimar la
concentración de CO y metano.
2
Análisis de los parámetros físico y químico de
los sustratos biodigeridos
Fueron realizados los siguientes análisis a los
sustratos antes y después de la biodigestión
anaeróbica:
-pH
Las mezclas usadas para la biodigestión fibras de la
yuca, agua e inoculo fueron analizadas con pH-
metro, antes y después de la biodigestión
anaeróbica.
-Determinación de sólidos totales, fijos y
volátiles
Los sólidos totales (ST) se refieren al material
residual que queda en el recipiente después del
secado de la muestra. El análisis de sólidos totales
(ST) se determinó de acuerdo con la metodología
del método gravimétrico (ABNT, 1989).
Los sólidos fijos son una porción del residuo total,
filtrable o no filtrable, que permanece después de la
calcinación a (550 ± 50) °C durante 1 h. Esto fue
Luego de que se alimentaron los biodigestores,
fueron sellados herméticamente con la tapa de
goma y anillo metálico utilizando un alicate
sellador.
Cuando los biodigestores estuvieron listos, fueron
conectados a gasómetros para luego pasar a una
estufa incubadora sin luminosidad a 30º C de
temperatura. El proceso de biodigestión se efectuó
durante 32 días. La producción de biogás en los
gasómetros fue evaluada diariamente a través del
desplazamiento del embolo de la jeringa, hasta
terminar la actividad metanogénica.
Para la determinación del gas metano obtenido a
los 32 días, se procedió a realizar la adaptación del
método Orsat en Kit desarrollado por Kunz &
Oliveira (2009), que consiste en un lavado del
biogás en solución alcalina (16% de hidróxido de
potasio en agua destilada). El Kit está compuesto
por una jeringa de vidrio que es conectada por
medio de un soporte que tiene otra jeringa plástica
que contenía solución alcalina. Esta solución de
NaOH entra en reacción con el CO , absorbiéndolo
2
en solución como carbonato y bicarbonato. La
diferencia que presenta entre los volúmenes
The Biologist (Lima). Vol. 19, Nº2, jul - dic 2021
Pallo-Chang et al.
207
En estudio de Mañunga et al. (2019) examinaron
producciones de biogas a partir de aguas residuales
de la industria de la yuca, quienes mencionaron que
trabajaron con pH inicial de los substratos entre
5,7; 5,4 y 5,0 valores semejantes a los encontrados
en la presente investigación, lo que corrobora que
es posible generar biogas entre esos pH. Además,
es necesario mencionar que según la norma de
calidad ambiental y de descarga de efluentes del
Ecuador, cualquier descarga de efluentes debe ser
de 5 a 9 de pH, siendo que después de la
biodigestión en nuestro caso se tuvieron valores
entre 5 y 6,22 (TULSMA, 2017).
En estudio efectuado durante 30 días variando el
pH en la biodigestión de aguas residuales de yuca y
estiércol como inoculante, determinaron que el pH
optimo fue de 7, con mayor generación de biogás
(Prasetyo et al., 2017). Cerón-Vivas et al. (2019)
mencionan que a valores de pH por debajo de 7,0
unidades, el rendimiento del metano podría
inhibirse, probablemente porque la alcalinidad no
es suficiente para amortiguar la producción de
ácidos grasos volátiles, inhibiendo la actividad de
los metanógenos. Posiblemente bajos contenidos
de CH en la presente investigación (Figura 2) se
4
deban a este factor.
Los análisis de sólidos totales, volátiles y fijos de
las fibras de yuca, obtenidos antes después de la
digestión anaeróbica y sus respectivas reducciones
después de la digestión anaerobia son encontrados
en la tabla 3. El análisis de los diferentes sólidos
permite garantizar que el proceso de la biodigestión
se ejecute adecuadamente. Mayor reducción de
sólidos totales (Red. ST) fue encontrado en el
tratamiento 2 (Cilindro central de la yuca + agua)
con 8,02 % (Tabla 3).
Analizando los sólidos volátiles, más reducción
con 46,72% se obtuvo en el tratamiento Corteza +
Cilindro central de la yuca + agua, en el mismo
tratamiento se verificó mejor eficiencia en el
proceso para los sólidos fijos (Tabla 3). Así mismo,
se observó que, en todos los tratamientos, hubo
reducciones en el porcentaje de sólidos totales,
fijos y volátiles después de la digestión anaeróbica
de las diferentes fibras de yuca estudiadas, lo que
indica una reducción en la tasa de carga orgánica.
Los sólidos volátiles son uno de los principales
parámetros a evaluar, ya que se aproximan a la
realizado de acuerdo con el método gravimétrico
(ABNT, 1989).
Los sólidos volátiles son una porción del residuo
total, filtrable o no filtrable, que se pierde al
calcinar la muestra a (550 ± 50) ° C durante 1 h. Se
realizó de acuerdo con el método gravimétrico
(ABNT, 1989).
-Macro y micronutrientes
Los análisis de los macro y micronutrientes se
realizaron después de la biodigestión anaeróbica.
La determinación de los contenidos nutricionales
se la realizo usando método Kjeldhal para
Nitrógeno (N) y de cenizas para el análisis de Boro
(B). Los métodos de digestión húmeda Fósforo (P),
Potasio (K), Calcio (Ca), Magnesio (Mg), Azufre
(S), Zinc (Zn), Cobre (Cu), Hierro (Fe) y
Manganeso (Mn); según las metodologías
utilizadas en el laboratorio del Departamento
Nacional de Manejo de Suelos, Tejidos y Aguas de
la Estación Experimental Tropical Pichilingue del
INIAP (Henríquez et al., 1998).
Análisis estadístico
Los datos recopilados se sometieron a análisis de
varianza (ANOVA). Si la prueba F fue
significativa, las medias se separaron usando la
prueba de Tukey con un nivel de significancia del
5%. Los análisis estadísticos se realizaron con el
software INFOSTAT (Di Rienzo et al., 2017). Los
efectos de los tratamientos sobre el biogás
acumulado se evaluaron mediante análisis de
regresión utilizando el software SIGMA PLOT ®
14.0.
Aspectos éticos: El presente trabajo no presenta
ningún conflicto ético.
El pH de las muestras antes y después de la
digestión anaeróbica se encuentra en la tabla 2.
Entre los tratamientos no se encontraron
diferencias significativas, a pesar de eso se muestra
que antes de la digestión los tratamientos
demostraban un pH ligeramente ácido, luego de la
digestión anaeróbica el pH se incrementó,
destacando el T con mayor aumento de 1,79 en su
12
pH.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
The Biologist (Lima). Vol. 19, Nº2, jul - dic 2021
Cassava fiber biogas and characterization of the biodigested substrates
208
digestión anaerobia se presentan en la Tabla 4. El T
9
(Corteza + Cilindro central de la yuca + Inóculo de
la biodigestión de torta de piñón) demostró obtener
mayor contenido nutricional en N y K. Diferencias
significativas fueron encontradas estudiando el Ca,
con mayores respuestas para T siendo diferentes
10
únicamente de T , T y T . En el Mg se destacó T y
2 5 8 8
T , diferenciándose de T , T , T , T , T y T .
9 1 3 4 5 6 7
cantidad potencial de degradación del material
crudo, siendo que aproximadamente el 70% de los
volátiles encontrados de los residuos de la yuca
están compuestos de compuestos biodegradables
conocidos (Suzuki et al., 2012).
Las concentraciones de macro y micronutrientes de
los diferentes tratamientos obtenidos después de la
Tabla 2. pH de los tratamientos de la biodigestión anaeróbica de fibras de yuca.
Tratamientos pH A pH D Incremento de pH
T15,67 a 6,22 a 0,55
T24,25 a 5,60 a 1,35
T34,60 a
5,50 a
0,90
T43,82 a
5,10 a
1,28
T54,73 a
5,60 a
0,87
T64,08 a
5,15 a 1,07
T73,79 a
5,00 a 1,21
T84,23 a
5,60 a 1,37
T94,99 a
5,70 a
0,71
T10 4,02 a
5,30 a
1,28
T11 4,71 a
5,80 a
1,09
T12 4,01 a 5,80 a 1,79
C.V. 2,54 3,65 -
p0,12 ns 0,15 ns -
A: Antes de la biodigestión anaeróbica. B: Después de la biodigestión anaeróbica.
Coeficiente de Variación (CV). Probabilidad estadística (p). No significativo (ns) (p ≤ 0.05)
test F. Medias con letras en común no difieren estadísticamente con el test de Tukey 5%.
Tabla 3. Sólidos totales, fijos y volátiles de la biodigestión anaeróbica de fibras de yuca.
Tratamientos
STA
STD
Red. ST
SVA
SVD Red. SV
SFA SFD
Red. SF
T1
19,93 a
17,42 a
2,51
93,63 a 78,49 a 15,14 6,37 b
21,51 c
15,14
T2
19,74 a
11,72 b
8,02
92,57 a 72,66 a 19,90 7,43 b
27,34 b
19,90
T3
19,40 a
17,28 a
2,12
93,22 a 46,49 a 46,72 6,78 b
53,51 a
46,72
T4
19,66 a
14,91 a
4,75
92,75 a 73,36 a 19,39 7,25 b
26,64 b
19,39
T5
19,52 a
16,29 a
3,23
92,99 a 78,04 a 14,95 7,01 b
21,96 c
14,95
T6
19,96 a
16,80 a
3,16
93,42 a 74,75 a 18,67 6,58 b
25,25 b
18,67
T7
19,95 a
14,12 ab
5,83
89,48 ab 78,33 a 11,15 10,52 ab
21,67 c
11,15
T8
19,50 a
15,86 ab
3,65
87,59 b 75,69 a 11,90 12,41 a
24,31 b
11,90
T9
19,74 a
14,35 ab
5,39
93,08 a 74,05 a 19,02 6,92 b
25,95 b
19,02
T10
19,96 a
15,04 ab
4,92
93,06 a 78,88 a 14,18 6,94 b
21,12 c
14,18
T11
19,93 a
15,82 ab
4,11
90,72 ab 72,54 a 18,18 9,28 ab
27,46 b
18,18
T12
19,55 a
16,26 a
3,29
93,76 a 71,85 a 21,91 6,24 b
28,15 b
21,91
CV
1,92
6,91
-
1,29
16,80
-
15,26
0,28
-
p0,79 ns 0,001** - 0,005** 0,49 ns - 0,005 ** 0,04* -
Sólidos totales antes de la digestión anaeróbica (STA), Sólidos totales después de la digestión anaeróbica (STD), Reducción de los Sólidos totales
(Red. ST), Sólidos volátiles antes de la digestión anaeróbica (SVA), Sólidos volátiles después de la digestión anaeróbica (SVD), Reducción de los
sólidos volátiles (Red. SV), Sólidos fijos antes de la digestión anaeróbica (SFA), Sólidos fijos después de la digestión anaeróbica (SFD),
Reducción de sólidos fijos (Red. SF). Coeficiente de Variación (CV). Probabilidad estadística (p). No significativo (ns), significativo (*),
altamente significativo (**) (p ≤ 0,05) test F. Medias con letras en común no difieren estadísticamente con el test de Tukey 5%.
The Biologist (Lima). Vol. 19, Nº2, jul - dic 2021
Pallo-Chang et al.
209
Hasanudin et al. (2019) mencionan que las aguas
residuales tratadas por medio de la biodigestión
anaeróbica de la industria de la yuca contienen
aproximadamente 1,15 kg de nitrógeno y 0,05 kg
de fósforo por tonelada de yuca, lo que equivale al
0,11% y 0,005%, respectivamente, siendo valores
menores a los encontrados en la presente
investigación con las diferentes partes de las fibras
de yuca.
El biofertilizante obtenido por digestión
anaeróbica del efluente de la industria de la yuca es
una fuente de nutrientes y puede utilizarse como
alternativa a los fertilizantes habituales en diversos
cultivos como el crambre (Neves et al., 2017), de
igual manera como lo observado en la tabla 4, se
demuestra que las diferentes fibras estudiadas en la
presente investigación después del proceso de la
biodigestión contienen macro y micronutrientes
con enorme potencial para fertilizante.
Analizando la concentración de B, fue encontrado
mayores efectos en el T (44 ppm), siendo diferente
11
de los demás tratamientos. En el contenido de Zn,
los tratamientos T y T presentaron más
10 12
contenido, diferenciándose de los demás
tratamientos. Estudiando el Cu y Mn, en los
tratamientos en que fue usado el estiércol porcino
como inoculante (T , T y T ) se encontró
10 11 12
mayores contenidos, siendo estos diferentes de los
demás tratamientos estudiados. En el T se muestra
7
un efecto superior con 209,00 ppm de Fe,
diferenciándose de los otros tratamientos (Tabla 4).
Al igual que en la presente investigación, es
demostrado por Padi & Chimphango (2020) que el
efluente obtenido a partir del proceso de la
digestión anaeróbica contiene nutrientes como
nitrógeno (N), fosforo (P) y potasio (K), por lo que
beneficia a la agricultura como biofertilizante.
Figura 1. Cantidad de Biogas acumulado (mL) durante 32 días de la biodigestión anaeróbica de fibras de yuca. T . Corteza de la
1
yuca + agua, T . Cilindro central de la yuca + agua, T . Corteza + Cilindro central de la yuca + agua, T . Corteza de la yuca +
2 3 4
Inóculo de la Biodigestión de estiércol bovino, T . Cilindro central de la yuca + Inóculo de la Biodigestión de estiércol bovino, T .
5 6
Corteza + Cilindro central de la yuca + Inóculo de la Biodigestión de estiércol bovino, T . Corteza de la yuca + Inóculo de la
7
biodigestión de torta de piñón, T . Cilindro central de la yuca + Inóculo de la biodigestión de torta de piñón, T . Corteza + Cilindro
8 9
central de la yuca + Inóculo de la biodigestión de torta de piñón, T . Corteza de la yuca + Inóculo de la biodigestión de estiércol
10
porcino, T . Cilindro central de la yuca + Inóculo de la biodigestión de estiércol porcino, T . Corteza + Cilindro central de la yuca
11 12
+ Inóculo de la biodigestión de estiércol porcino.
The Biologist (Lima). Vol. 19, Nº2, jul - dic 2021
Cassava fiber biogas and characterization of the biodigested substrates
,, ,
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, , ,
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210
Tabla 4. Análisis de macro y micronutrientes del substrato biodigerido de la biodigestión anaeróbica de fibras de
yuca.
Tratamientos N P K Ca Mg S
%
T1 1,55
c 0,06
a 0,38
defg
0,44
ab
0,05
bc
0,14 a
T2 0,75
d 0,06
a 0,42
cd 0,39
bc
0,06
abc
0,11 a
T3 0,85
d 0,05
a 0,34
efg
0,43
ab
0,05
bc
0,14 a
T4 0,75
d 0,04
a 0,27
h 0,44
ab
0,05
bc
0,12 a
T5 0,85
d 0,04
a 0,41
cde 0,36
bc
0,05
bc
0,13 a
T6
1,50
c
0,05
a
0,43
cd
0,41
abc
0,05
bc
0,15 a
T7
2,08
b
0,04
a
0,31
g
0,41
abc
0,04
c
0,14 a
T8
2,11
b
0,06
a
0,51
b
0,33
c
0,08
a
0,15 a
T9
2,62
a
0,05
a
0,64
a
0,43
ab
0,08
a
0,12 a
T10
2,15
b
0,05
a
0,39
def
0,49
a
0,07
ab
0,13 a
T11
2,27
b
0,04
a
0,47
bc
0,43
ab
0,07
ab
0,14 a
T12
1,47
c
0,05
a
0,34
fgh
0,43
ab
0,06
abc
0,15 a
CV
4,91
20,6
4,58
5,36
13,05
11,86
p
0,001**
0,16ns
0,001**
0,001**
0,001**
0,22ns
Tratamientos
B
Zn
Cu
Fe
Mn
ppm
T1
36,00
b
11,00
bc
4,00
bc
18,50
h
4,00
c
T2
36,50
b
6,00
cd
4,00
bc
14,50
h
2,50
c
T3
23,50
cde
8,00
bcd
2,50
c
24,00
gh
4,00
c
T4
18,50
de
9,00
bcd
2,50
c
43,50
ef
5,00
bc
T5
19,50
de
4,00
d
2,50
c
48,50
def
3,50
c
T6
20,50
de
7,50
cd
2,50
c
37,00
fg
4,00
c
T7
18,00
e
9,50
bcd
2,50
c
209,00
a
6,50
bc
T8
20,50
de
5,00
cd
3,00
bc
61,00
cd
3,50
c
T9
28,00
c
10,50
bc
3,00
bc
73,00
c
6,50
bc
T10
34,00
b
18,50
a
6,50
ab
124,00
b
13,00
a
T11
44,00
a
10,50
bc
8,50
a
51,00
def
8,50
abc
T12 24,00 cd 14,00 ab 8,50 a 56,00 de 10,50 ab
CV 5,57 16,29 24 5,62 26,31
p0,001** 0,001** 0,001** 0,001** 0,001**
habiendo encontrado en su trabajo resultados
superiores al 50% de CH , semejante a los
4
encontrados en el presente estudio. En una
investigación usando desechos de la yuca (corteza
y tallo) en la producción de biogás encontraron
valores de metano acumulado de hasta cerca de
70%, resultados similares a los encontrados en T y
8
T , con diferentes inóculos y residuos a los usados
4
por Ismail et al. (2021).
Las diferentes mediciones de gas metano obtenidas
en todos los tratamientos durante la biodigestión
anaeróbica a los 32 días se muestran en la Figura 2.
Los tratamientos T (71,67 %CH ), T (71,67
8 4 4
%CH ) y T (56,67 %CH ) tuvieron mayores
4 12 4
concentraciones de gas metano, diferenciándose de
los demás tratamientos. Peres et al. (2019),
mencionan que es posible producir biogás con
residuos de la industrialización de la yuca,
The Biologist (Lima). Vol. 19, Nº2, jul - dic 2021
Pallo-Chang et al.
211
Se concluye que fue producido biogás a partir de
fibras de yuca (corteza y fibra central) con
diferentes inóculos (Biodigestión de estiércol
bovino, porcino y de torta de piñón), durante 32
días totalizando 164,66 mL de biogas en el
tratamiento que se utilizó Cilindro central de la el
yuca + agua. La biodigestión del cilindro central de
la yuca o de la corteza usando como inoculantes la
biodigestión de torta de piñón o estiércol bovino
producen Los substratos 71,67 % de CH .
4
biodigeridos contienen macro y micronutrientes
con potencial uso en la agricultura, con mayor
porcentaje en el tratamiento con Corteza + Cilindro
central de la yuca + Inóculo de la biodigestión de
torta de piñón.
Figura 2. Porcentaje de gas metano medido la biodigestión anaeróbica de fibras de yuca.
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Received April 24, 2021.
Accepted May 21, 2021.
The Biologist (Lima). Vol. 19, Nº2, jul - dic 2021
Cassava fiber biogas and characterization of the biodigested substrates
