Use of solar energy in the composting of urban organic solid waste using solar collectors in high Andean conditions | Aprovechamiento de la energía solar en la elaboración de compost de residuos sólidos orgánicos urbanos a través de un sistema con colectores solares en condiciones Altoandinas

Inglés. Composting is a sustainable way to manage organic solid waste. This study evaluated the use of solar energy to increase the temperature in compost bins during the composting process of urban organic waste under high Andean conditions. Eight compost bins of 0.098 m3 each were installed: four with solar heating using flat HDPE collectors (Ø=¾”) and water as the heat transfer fluid, and four without solar heating. The experimental period was 45 days for the solar-heated bins and 60 days for the non-solar-heated bins. Each bin contained 52.5 kg of organic waste, 2.5 kg of sheep manure, and 100 mL of effective microorganisms. The pH, humidity, and temperature of the composting process were monitored, along with the ambient temperature, the temperature of the heat transfer fluid, and the greenhouse temperature using Arduino sensors. Organic matter, nitrogen, phosphorus, potassium, C/N ratio, and electrical conductivity of the produced compost were evaluated. The solar-heated compost bins reached compost maturity in 45 days, while the non-solar-heated bins did so in 60 days, with similar characteristics in terms of nitrogen, phosphorus, and potassium. The greenhouse covered with 180-micron agrofilm maintained the compost at an average temperature of 28.9 ºC during the 45 days, compared to an average ambient temperature of 5.2 ºC. The solar collectors provided heat to the system, reaching temperatures of up to 39.83 ºC and heat gains of 86.5 cal. These results demonstrate the feasibility of using solar energy for compost production in high Andean conditions.

Español; castellano. El compostaje es una forma sostenible de gestionar los residuos sólidos orgánicos. Este estudio evaluó el uso de energía solar para aumentar la temperatura en las composteras durante la elaboración de compost de residuos orgánicos urbanos en condiciones altoandinas. Se instalaron ocho composteras de 0.098 m3 cada una: cuatro con calentamiento solar usando colectores planos de HDPE (Ø=¾”) y agua como fluido caloportador y cuatro sin calentamiento solar. El periodo experimental fue de 45 días para las composteras con calentamiento solar y de 60 días para las sin calentamiento solar. Cada compostera contenía 52.5 kg de residuos orgánicos, 2.5 kg de estiércol de ovino y 100 mL de microorganismos eficientes. Se monitorearon el pH, la humedad y la temperatura del compostaje, así como la temperatura ambiental, del fluido caloportador y del invernadero mediante sensores Arduino. Se evaluaron la materia orgánica, el nitrógeno, el fósforo, el potasio, la relación C/N y la conductividad eléctrica del compost producido. Las composteras con calentamiento solar alcanzaron la madurez del compost en 45 días, mientras que las sin calentamiento lo hicieron en 60 días, presentando características similares en cuanto a nitrógeno, fósforo y potasio. El invernadero cubierto de agrofilm de 180 micras mantuvo el compost a una temperatura media de 28.9 ºC durante los 45 días, en comparación con una temperatura media ambiental de 5.2 ºC. Los colectores solares proporcionaron calor al sistema, alcanzando temperaturas de hasta 39.83 ºC y ganancias de calor de 86.5 cal. Estos resultados demuestran la viabilidad del uso de energía solar para la producción de compost en condiciones altoandinas.