DESARROLLO DE UN MODELO MATEMÁTICO PARA EL BIOSECADO DE RESIDUOS SÓLIDOS ORGÁNICOS EN PILAS

Se desarrolló un modelo matemático determinístico para representar el proceso de biosecado de una pila de residuos sólidos orgánicos dentro de una estructura tipo invernadero. El modelo incluye transferencia de masa, transferencia de calor, crecimiento microbiano y degradación de la materia orgánica. La formulación matemática está integrada por un sistema de cuatro ecuaciones diferenciales, obtenidas mediante balances de masa y energía en el centro de la pila, para calcular: 1) evaporación de agua, 2) crecimiento microbiano, 3) consumo de materia orgánica y 4) temperatura. La primera determinó la pérdida de humedad a través del coeficiente de transferencia de masa; la segunda empleó el modelo logístico de crecimiento microbiano; la tercera utilizó el modelo de consumo de materia orgánica, y la cuarta integró el modelo de generación de calor microbiano, el modelo de enfriamiento-calentamiento por convección natural y la entalpía para evaporación. El modelo es una herramienta útil para predecir los tiempos de actividad microbiana y secado de la pila, así como el grado de degradación de la materia orgánica durante el biosecado. Para el caso particular del presente trabajo, el modelo nos permitió mostrar que la actividad microbiana sólo degrada el 13 % de la materia orgánica; que tiene un periodo de duración de 30 días durante los cuales se perdió el 63 % de la humedad de la pila; que elevó a 65ºC la temperatura de la pila, y que incrementó cinco veces la velocidad de evaporación, aunque el calor metabólico sólo aportó el 13 % del calor para la evaporación y el resto fue aportado por la radiación solar.