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Diseño de una Compostera Inteligente utilizando IoT en un sistema aeróbico para la obtención de sustrato natural a partir de residuos domiciliarios alimentado con energía solar fotovoltaica - Arequipa
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Fecha
2025-12-28
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Editor
Universidad Católica de Santa María
Resumen
El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo diseñar una compostera
inteligente con IoT, alimentada por energía solar fotovoltaica, para acelerar proceso del
compostaje a base de residuos orgánicos domiciliarios y obtener un sustrato natural de buena
calidad. La metodología presenta un diseño cuasi-experimental y un nivel de investigación
aplicada con un enfoque mixto, se encuentra orientado a evaluar el efecto del monitoreo y
control automatizado de los parámetros del compost sobre su calidad final. Su desarrollo consta
de cuatro etapas: i) Recopilación y análisis de información teórica sobre los parámetros
fisicoquímicos óptimos del compostaje; ii) Diseñó la estructura física y conceptual del
contenedor inteligente; iii) Integración de los componentes electrónicos y mecánicos a la
compostera conectado a una plataforma IoT; iv) Elaboración del compostaje inteligente
monitoreando las variables en tiempo real.
Los resultados demostraron que, el prototipo de compostera inteligente con tecnología
IoT permitió mantener un proceso de compostaje aeróbico, estable y eficiente, evidenciado por
la ausencia de olores, lixiviados y gases de efecto invernadero. Los parámetros de temperatura
y humedad se mantuvieron dentro de los recomendados por la literatura, registrándose valores
entre 25 °C y 59.2 °C y una humedad promedio del 51.57 %, los cuales aseguraron condiciones
favorables para la actividad microbiana. En el monitoreo de gases se detectaron concentraciones
ínfimas de H₂S, CH₄, y no se registraron concentraciones de CO, lo que demostró un proceso
aeróbico controlado y sin contaminación externa; además, se encontró una relación inversa
entre O₂ y CO₂ lo que evidenció una respiración microbiana activa durante el proceso. El
compost final presentó una relación C/N final de 28.6, indicando madurez biológica completa,
y contenidos de N (1.65 %), P (0.81 %) y K (1.22 %), dentro de los estándares de calidad
establecidos por la FAO y la NTP 201.208:2021 – Fertilizantes, clasificándose como un abono
orgánico de buena calidad, apto para su uso agrícola y ornamental. El proceso tuvo una duración
de 45 días, reduciendo el tiempo de compostaje tradicional cerca de un 50 %.
Desde el enfoque económico, la simulación de una compostera de 6 m³ con capacidad
para procesar 1.2 toneladas por ciclo permitió proyectar una producción anual de 7.2 toneladas
de compost, generando un ingreso estimado de S/. 10 857.34 y un VPN positivo de S/. 8 092.06,
demostrando su viabilidad técnica, económica y ambiental. Además, su implementación podría
evitar la disposición inadecuada de más de 14 toneladas de residuos orgánicos al año.
Descripción
Palabras clave
Compostera inteligente con IoT, Residuos orgánicos, Energía fotovoltaica.