Estudio de degradación de residuos orgánicos utilizando la larva de la mosca soldado negra - Hermetia illucens L. – 1. Diseño y construcción del biorreactor

Degradation study of organics waste using black soldier fly larvae - Hermetia illucens L. – 1. Bioreactor design and building

En este artículo se presenta el diseño y construcción de un biodigestor para la biodegradación de residuos orgánicos como los residuos no fibrosos de restaurante y estiércol de bovinos (bovinaza), utilizando la larva de la Mosca Soldado Negra (Hermetia Illuscens L.). El biorreactor se construye con láminas de acrílico y tejas de eternit, soportado por un estructura de guadua. Este sistema cuenta con canales para la recolección tanto de lixiviados, generados por la degradación, como de las larvas. El biorreactor tiene una inclinación de 16.3°, ángulo suficiente para que la larva se autocoseche. Se construyeron 3 biodigestores con el propósito de tener un experimento con dos replicas. Se encontró que el volumen de cada biorreactor es de 0,0897 m3 , con una capacidad máxima para procesar 93,08 kg de estiércol de bovinos o 91,61 kg de residuos de restaurante. Se recomienda cargar cada biorreactor en un 83% de su capacidad máxima.

La necesidad actual de evitar la acumulación de desperdicios a nivel agrícola y agroindustrial, donde se genera un gran volumen de residuos orgánicos, hace que se busquen alternativas que impidan la generación de graves problemas medioambientales e incentiven la producción de bienes con alto valor económico, a partir de fuentes de bajo costo. Una de estas alternativas es el uso de la larva de la Mosca Soldado Negra, MSN - Hermetia illucens. Esta mosca se encuentra en la naturaleza en una amplia variedad de hábitats. Se caracteriza porque no es trasmisora de enfermedades, es utilizada como control biológico de la mosca común, reduce los olores desagradables y tóxicos [1], puede consumir y digerir microorganismos, y producir compuestos antibacteriales y/o fungicidas [2-4], contribuyen a un reciclaje natural de nutrientes, la larva cosechada antes de su pupación (prepupa) puede ser utilizada para la elaboración de alimentos para animales clasificados como especies menores [5], además, para su cultivo y cosecha no se requiere de equipamiento especial. Además, puede ser un insecto promisorio en la transformación de materiales orgánicos [6]. La mayoría de las pruebas para el crecimiento de la larva de la mosca Hermetia illucens, se han realizado utilizando como sustrato nutritivo estiércol de diferentes animales [7], granos y desperdicios alimenticios que incluyen carne y productos lácteos que son inaceptables en la vermicultura [8]. La larva consume estos residuos orgánicos, convirtiendo los nutrientes del sustrato en biomasa de larva, la cual contiene más del 40% en proteína y más del 30% en grasa; de esta manera se tiene un alto potencial de proteína y un alimento con alta energía para animales [9]. 

Las larvas de la MSN tienen una habilidad asombrosa para deshacerse de los residuos, sin embargo, las caídas de temperatura por debajo de 21°C, hacen que su habilidad para digerir el desperdicio se detenga progresivamente, causando muerte de las larvas, por lo que es importante garantizar temperaturas por encima de 30°C para que la larva pueda continuar asimilando el desperdicio [10, 11]. 

El ciclo de vida de la MSN inicia cuando una mosca adulta deposita aproximadamente 500 huevos de 1 mm de largo en material orgánico, los cuales tienen un tiempo de empollar o de eclosión de 102 a 105 horas (4 a 6 días), transcurrido éste tiempo, las larvas recién salidas del cascarón se introducen al interior del desperdicio y lo comen con asombrosa velocidad [11, 12]. Al cabo de 4 semanas las larvas alcanzan su madurez, en este momento buscan un lugar oscuro, seco y que le provea refugio para iniciar su etapa de pupación, para ello salen del residuo. Estos insectos son negativamente fotostáticos (les asusta la luz), por consiguiente la mayor parte de su actividad migratoria tiene lugar en la noche [8, 9, 11]. Si en su camino hacia un lugar ideal de pupación, las larvas encuentran una rampa con una inclinación ascendente al borde del desperdicio, harán lo imposible por superarla, y si tiene un ángulo menor de 40°, las larvas no tendrán problema para salir de la unidad, sin embargo, un ángulo mayor genera gran dificultad para que las larvas puedan superar el obstáculo. Ésta inclinación sirve de barrera para las larvas de muchas otras especies de moscas, como las larvas de la mosca común que generalmente no pueden superar una rampa de un ángulo de 30°, esto hace que permanezcan en el área de degradación de los residuos, por lo que no pueden puparse, impidiendo su transformación a adultos y a reproducirse. Además, al quedar atrapadas dentro de la unidad, constituyen un alimento más para las larvas de la MSN [11]. Aunque las larvas de la MSN y de la mosca doméstica común pueden encontrarse coexistiendo, hay situaciones en las que las larvas de la primera pueden provocar