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Marzo 2025
http://revistainvestigo.com
Vol. 6, No. 15, PP. 461-472
https://doi.org/10.56519/h46w7191
Revista Científica Multidisciplinaria InvestiGo
Riobamba – Ecuador
Cel: +593 97 911 9620
revisinvestigo@gmail.com
461
ESTRATEGIA DE QUÍMICA VERDE PARA EL MANEJO
SOSTENIBLE DE RESIDUOS ORGÁNICOS DE LA AGRICULTURA
ECUATORIANA: UN ENFOQUE ECOLÓGICO Y TÉCNICO DE
LOMBRICULTURA
GREEN CHEMISTRY STRATEGY FOR THE SUSTAINABLE
MANAGEMENT OF ORGANIC WASTES FROM ECUADORIAN
AGRICULTURE: AN ECOLOGICAL AND TECHNICAL APPROACH
TO VERMICULTURE
Juan Carlos Tapia Molina
1
, Clever Gilberto Castillo de la Guerra
2
,
{juan.tapia0154@utc.edu.ec
1
, clever.castillo@utc.edu.ec
2
}
Fecha de recepción: 20/02/2025 / Fecha de aceptación: 01/03/2025 / Fecha de publicación: 03/03/2025
RESUMEN: La creciente preocupación por la sostenibilidad medioambiental de la agricultura
exige planteamientos innovadores para reducir la producción de residuos peligrosos. La
química verde está demostrando ser una solución importante que promueve prácticas
responsables en la producción química y agrícola al minimizar la producción de residuos
nocivos mediante métodos de síntesis más limpios y el uso de recursos renovables. El objetivo
de este estudio es presentar una estrategia de química verde para la gestión adecuada de los
residuos orgánicos, centrada en la lombricultura ecológica para el desarrollo sostenible,
utilizando la lombriz roja de California (Eisenia foetida) para transformar la materia orgánica
en humus. Se realizó una revisión bibliográfica para determinar las condiciones óptimas del
proceso de lombricultura, teniendo en cuenta factores como la temperatura, el pH y la
humedad óptimos. Los resultados muestran que la lombricultura puede transformar hasta el
30% de los residuos orgánicos en humus en 90 días. Los factores clave para el éxito de la
lombricultura fueron unas temperaturas ideales de entre 18 y 25 °C, un pH de entre 6 y 7 y
una humedad de entre el 50 y el 70%. El humus producido era rico en nutrientes y mejoraba la
fertilidad del suelo y la capacidad de retención de agua. Este estudio confirma que la
lombricultura es una técnica eficaz para gestionar los residuos orgánicos y que contribuye a la
sostenibilidad agrícola.
Palabras clave: Química verde, agricultura, residuos orgánicos, lombricultura
1
Universidad Técnica de Cotopaxi, https://orcid.org/0009-0008-3777-7901
2
Universidad Técnica de Cotopaxi, https://orcid.org/0009-0006-5080-7074
ESTRATEGIA DE QUÍMICA VERDE PARA EL MANEJO SOSTENIBLE DE RESIDUOS ORGÁNICOS DE LA AGRICULTURA
ECUATORIANA: UN ENFOQUE ECOLÓGICO Y TÉCNICO DE LOMBRICULTURA
462
ABSTRACT: The growing concern for environmental sustainability in agriculture calls for
innovative approaches to reduce the production of hazardous waste. Green chemistry is
proving to be an important solution that promotes responsible practices in chemical and
agricultural production by minimizing the production of harmful waste through cleaner
synthesis methods and the use of renewable resources. The objective of this study is to
present a green chemistry strategy for the proper management of organic waste, focusing on
ecological vermiculture for sustainable development, using the California red earthworm
(Eisenia foetida) to transform organic matter into humus. A literature review was conducted
to determine the optimum conditions for the vermiculture process, taking into account
factors such as optimum temperature, pH and humidity. The results show that vermiculture
can transform up to 30% of organic waste into humus in 90 days. Key factors for successful
vermiculture were ideal temperatures between 18 and 25 °C, pH between 6 and 7, and
humidity between 50 and 70%. The humus produced was rich in nutrients and improved soil
fertility and water holding capacity. This study confirms that vermiculture is an effective
technique for managing organic waste and contributes to agricultural sustainability.
Keywords: Green chemistry, agriculture, organic waste, vermiculture
INTRODUCCIÓN
La química verde es un camino crucial para encontrar soluciones sustentables a los desafíos
medioambientales presentes (1). Uno de sus objetivos fundamentales es disminuir la
generación de desechos peligrosos a través de técnicas de síntesis más ecológicas, la utilización
de recursos renovables, la implementación de condiciones de reacción alternativas y la creación
de combinaciones químicas no tóxicas que se degraden eficientemente en el entorno. Esta
propuesta no solo busca salvaguardar la salud humana y el entorno natural, sino también
fomentar una producción química más responsable y sustentable en el sector agrícola (2).
De acuerdo con la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación
(FAO), el valor del comercio agrícola global ha aumentado en tres veces en las dos décadas
recientes. No obstante, esta expansión conlleva una serie de desafíos críticos. El Banco Mundial
calcula que la industria agrícola aporta aproximadamente el 70% de las extracciones globales de
agua dulce y el 25% de las emisiones de gases de efecto invernadero. En este escenario, Ecuador
se topa con los mismos desafíos, donde la implementación de prácticas de agricultura
sustentable es crucial para disminuir el efecto en el medio ambiente y fomentar un crecimiento
más balanceado (3).
La química verde, como disciplina interdisciplinaria, se adapta continuamente a los nuevos
conocimientos y a las normativas internacionales. Su enfoque sostenible demanda un cambio
en la forma en que percibimos las prácticas químicas, al mismo tiempo que impulsa el desarrollo
de tecnologías que buscan minimizar o eliminar el uso de sustancias peligrosas (4). Entre sus
objetivos se encuentran la reducción de la contaminación, la prevención del consumo y
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desperdicio de materias primas no renovables, así como la eliminación del uso de sustancias
peligrosas en la producción agrícola (5).
Este estudio se enfoca en la gestión de residuos orgánicos a través de estrategias de química
verde que son respetuosas tanto con el medio ambiente como con la salud humana. Su objetivo
es reducir al máximo los efectos adversos de estos residuos orgánicos y evaluar su capacidad
para favorecer el desarrollo agrícola sostenible. A través de esta investigación, se busca
fortalecer el desarrollo sostenible y abordar los desafíos alimentarios que enfrenta la población
(6).
Objetivos específicos:
▪ Gestionar los residuos orgánicos y animales mediante estrategias de Química Verde que
implementan acciones sostenibles en la agricultura y el medio ambiente.
▪ Evaluar los procesos de lombricultura como una alternativa ecológica viable en la
producción agrícola para el desarrollo sustentable.
Esta investigación no solo busca abordar la problemática de la gestión de residuos, sino que
también tiene como objetivo contribuir a la creación de un modelo agrícola que integre
sostenibilidad y responsabilidad medioambiental, beneficiando así tanto a la sociedad como a
nuestro entorno natural. En este sentido, la química verde se erige no solo como una solución a
los desafíos actuales, sino también como una orientación valiosa para el futuro de la agricultura
(7).
MATERIALES Y MÉTODOS
Este estudio se enfocó en realizar una búsqueda bibliográfica con el propósito de evaluar la
gestión de residuos orgánicos a través de estrategias de química verde. Se dio especial
relevancia a la lombricultura, considerada una técnica efectiva para transformar los residuos en
abono orgánico. La investigación se sustentó en la literatura existente que respalda la
efectividad de la lombricultura y el compostaje como métodos para manejar residuos orgánicos
y promover una agricultura más sostenible.
La investigación se fundamenta en una exhaustiva revisión bibliográfica que abarca datos y
estudios previos sobre la gestión de residuos orgánicos en diversos contextos, como el agrícola,
ganadero, agroindustrial y urbano. La principal referencia utilizada es el libro "Química Verde:
Aporte al Desarrollo Sostenible", publicado por la UNACH en Ecuador, el cual, aunque no se
empleó en su totalidad, proporcionó una guía básica valiosa. Para llevar a cabo el análisis y
revisión, se consultaron motores de búsqueda y bases de datos destacadas como Research Gate,
Scopus, Web of Science y Google Scholar, seleccionando documentos en función de su
relevancia y priorizando artículos científicos de los últimos cinco años.
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ECUATORIANA: UN ENFOQUE ECOLÓGICO Y TÉCNICO DE LOMBRICULTURA
464
La lombriz roja de California (Eisenia foetida) se ha reconocido como un organismo fundamental
en la lombricultura, dado su talento para descomponer la materia orgánica y convertirla en
humus (8).
El estudio revela que la lombricultura es una práctica que puede implementarse tanto en
pequeñas granjas como en sistemas industriales. Además, se enfoca en identificar las
condiciones óptimas para su desarrollo, tales como la temperatura, la humedad y el pH, las
cuales son factores clave que determinan el éxito en el compostaje y en la producción de humus
(9).
Las variables clave que es necesario monitorear durante el proceso de compostaje y
lombricultura incluyen la temperatura, que debe situarse idealmente entre 18 y 25 grados
Celsius, el pH, que debe mantenerse entre 6 y 7, y la humedad, que debe estar en un rango del
50 al 70% en peso (10).
Se complementa con un análisis de estudios previos que evidencian los beneficios de la
lombricultura en la producción de humus y compost. Se espera que los hallazgos de este
enfoque teórico respalden la efectividad de la lombricultura como una alternativa sostenible
para la gestión de residuos orgánicos, contribuyendo de esta manera a la seguridad alimentaria
y a la sostenibilidad ambiental (11).
Este estudio ofrece una base sólida para entender la gestión de residuos orgánicos mediante la
aplicación de la química verde y la lombricultura. Al incorporar prácticas sostenibles en esta
gestión, no solo se fomenta la reducción de residuos, sino que también se contribuye a la
producción de fertilizantes orgánicos que son favorables tanto para el medio ambiente como
para la agricultura. La investigación y el análisis continuos en este ámbito son fundamentales
para avanzar hacia sistemas agrícolas más sostenibles (12).
RESULTADOS
La lombricultura surge como una opción ecológica y sostenible para el tratamiento de residuos
orgánicos, enfocándose en transformar los desechos en fertilizantes orgánicos a través de
técnicas de oxidación biológica. El propósito de este estudio es analizar la efectividad de la
lombricultura en el reciclaje de residuos orgánicos y en la mejora de la calidad de los suelos
agrícolas (13). A continuación se presentan los resultados obtenidos, seguidos de una discusión
que los integra en el contexto de la sostenibilidad agrícola. La Tabla 1 ilustra el proceso de
compostaje, así como los problemas, causas y soluciones asociados (14).
Tabla 1. Problemas, causas y soluciones en el proceso de compostaje.
Problema
Causa
Solución
Olor desagradable
Falta de oxígeno
Involucrarse en voltear el montón o vaciar su
contenido, y posteriormente repetir el
proceso incorporando materiales leñosos.
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465
Exceso de agua
Incorporar hojas secas, restos de poda
triturados o paja.
Cantidad considerable de material
verde
Agregar junto con materiales leñosos, hojas
secas, paja para acolchado y ramas de poda
trituradas.
Si el montón está demasiado
compactado o es de gran tamaño
Es recomendable voltear y rehacerlo,
reduciendo su volumen.
Centro muy seco
Hay una falta de agua
Es importante voltear y humedecer el
material mientras se reorganiza el montón.
La temperatura no sube
El montón es muy pequeño
Agregar materia prima.
Hay una falta de material verde
Incorpora trozos de plantas verdes o recortes
frescos de césped.
En épocas de frío
Es recomendable mejorar el aislamiento de
los lodos y añadir purín, orín o agua
azucarada.
Montones excesivamente
húmedos
Exceso de lluvia
Protege la parte superior con plástico,
asegurándote de que haya una
buena circulación de aire a través de los
orificios del compostero o del acolchado de
paja en el montón.
Hay un exceso de riego
Para limitar los riegos, se recomienda
incorporar materiales secos como hojas,
virutas de poda o paja. Además, es
importante remover el compost o darle la
vuelta para airearlo adecuadamente.
Presencia de mosquitos e
insectos
Demasiados restos de cocina
frescos
Es aconsejable cubrir los restos de cocina
frescos con tierra, paja o hojas secas para
evitar este problema.
En la tabla se presentan los datos relacionados con los problemas, causas y soluciones que
pueden surgir durante el proceso de compostaje. Entre estos aspectos se incluyen el olor, el
nivel de humedad (especialmente en condiciones secas), la temperatura y la presencia de
insectos. Tomado de (14).
Las variables clave para el éxito del proceso de lombricultura abarcan:
▪ Temperatura: Se puede notar que la lombriz californiana alcanza su actividad óptima en
un rango de 18 a 25 °C. A temperaturas inferiores, su actividad metabólica se reduce de
manera significativa.
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▪ La medición del pH del sustrato reveló que un rango ideal entre 6 y 7 es fundamental para
el crecimiento y la salud de las lombrices. Un pH ácido puede interferir en su alimentación
y, en consecuencia, aumentar el riesgo de mortalidad.
▪ La humedad del compost se mantuvo entre el 50% y el 70%. Se observó que niveles
excesivos de humedad generan malos olores y crean condiciones anaeróbicas, mientras
que una falta de humedad limita la actividad de los microorganismos (15).
Las características del humus generado revelaron:
▪ El humus de la lombriz roja californiana (Eisenia foetida) cuenta con una composición
nutricional muy beneficiosa para mejorar la fertilidad del suelo. Si bien los porcentajes
pueden variar dependiendo de las condiciones de cultivo y del tipo de residuos empleados,
en términos generales se observan las siguientes concentraciones: nitrógeno (N) entre el
1,5% y el 3,0%, fósforo (P) entre el 0,5% y el 1,5%, y potasio (K) entre el 1,0% y el 2,5% (16).
▪ Efectos en el suelo: Se notará una mejora considerable en la estructura del suelo, lo que
resultará en una mayor capacidad para retener agua y una reducción en la erosión.
Además, las propiedades fisicoquímicas del suelo presentarán mejoras destacables
después de aplicar humus (17).
▪ El húmero de lombriz californiana se considera de alta calidad. Según la investigación, el
proceso de compostaje debe durar al menos 90 días. En cuanto a la cantidad de materia
orgánica, esta debe superar el 50%, evaluándose mediante la metodología de pérdida de
ceniza por calcinación. Además, se estima que la conductividad eléctrica promedio debe
rondar los 2. 13 ds/m (18).
Figura 1. Anatomía de la lombriz roja californiana (Eisenia foetida).
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Fuente: (19).
La lombriz roja de California (Eisenia foetida) presenta una composición nutricional que
potencia la fertilidad del suelo y no necesita ser cultivada. Asimismo, contribuye a acelerar la
descomposición del molibdeno lábil, lo que la convierte en una opción altamente recomendable
para la producción de humus.
En el ámbito de la lombricultura, se pueden identificar diversas ventajas y desventajas asociadas
a este proceso, las cuales se detallan en la Tabla 2 (20).
Tabla 2. Las principales ventajas y desventajas de la lombricultura utilizando la lombriz roja californiana (Eisenia
foetida).
Ventajas
Desventajas
Ofrece una solución eficaz para el reaprovechamiento
de residuos orgánicos.
La inversión inicial en equipos y en establecer
condiciones adecuadas puede ser bastante
significativa.
Mejora la calidad del suelo y la productividad agrícola.
Además, cabe mencionar que el proceso de absorción
de nutrientes del compost es más gradual en
comparación con el de los fertilizantes químicos.
Contribuye a la disminución de residuos sólidos
urbanos y a la mitigación de la contaminación
ambiental.
Nota: En la tabla se exponen tres ventajas fundamentales y dos desventajas del proceso de compostaje utilizando
la lombriz roja californiana (Eisenia foetida).
Fuente: (20).
La lombricultura se presenta como una estrategia efectiva para el manejo de desechos
orgánicos, alineándose con los principios de la química verde. Los resultados de este estudio
evidencian la capacidad de la lombricultura para transformar residuos en fertilizantes orgánicos,
lo que contribuye significativamente a la sostenibilidad de la agricultura. Entre los aspectos
fundamentales del proceso se encuentran el manejo de la humedad, el control de la
temperatura, la regulación del pH y la optimización de la producción de humus y compost. La
integración de la lombricultura en las prácticas agrícolas convencionales podría establecer un
modelo a seguir para otros sistemas de producción sostenibles (21), (22).
DISCUSIÓN
Los resultados de este estudio indican que la lombricultura es una técnica altamente efectiva
para transformar residuos orgánicos en fertilizantes, especialmente en forma de humus. Este
hallazgo se alinea con lo que indica la literatura existente, que también reporta conversiones
significativas de materia orgánica en humus a través de lombrices como la (Eisenia foetida). La
habilidad de estos gusanos para transformar desechos biodegradables en compuestos que los
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cultivos pueden aprovechar refuerza la noción de que la lombricultura no solo contribuye a la
reducción de residuos, sino que también mejora la salud del suelo.
La originalidad de esta investigación reside en su enfoque sistemático sobre las condiciones
óptimas para el cultivo de lombrices, abarcando factores como la temperatura, el pH y la
humedad. Estos aspectos son fundamentales, ya que al controlarlos se puede maximizar la
efectividad del proceso de compostaje. En consecuencia, se sugiere que futuras investigaciones
se concentren en optimizar estas variables en diversos contextos agrícolas.
Identificar y gestionar las variables ambientales es fundamental para lograr el éxito en la
lombricultura. Este estudio ha revelado que la temperatura ideal para la actividad de los
gusanos se sitúa entre 18 y 25 °C, un rango que coincide con investigaciones anteriores que
indican que las temperaturas extremas pueden obstaculizar la actividad biológica (23).
Asimismo, el control del pH y la humedad resultaron ser prácticas esenciales para asegurar un
ambiente saludable para las lombrices.
Estos datos indican que una gestión eficaz de las condiciones ambientales puede desempeñar
un papel fundamental en la efectividad del proceso de compostaje. Realizar un análisis más
exhaustivo sobre cómo los distintos tipos de sustratos afectan a estas variables podría ofrecer
información valiosa para optimizar la producción de humus (24).
Los resultados indican que el humus obtenido a partir de la lombricultura presenta un alto
contenido de nutrientes, lo que respalda su utilización como fertilizante orgánico en la
agricultura. Este descubrimiento concuerda con la noción de que el humus no solo enriquece la
fertilidad del suelo, sino que también mejora su estructura física y su capacidad para retener
agua. No obstante, es importante señalar que la asimilación de nutrientes del compost puede
ser más gradual en comparación con la de los fertilizantes químicos, lo que podría suponer un
desafío para su implementación en sistemas agrícolas convencionales (25).
Los resultados indican que el humus obtenido a partir de la lombricultura presenta un alto
contenido de nutrientes, lo que respalda su utilización como fertilizante orgánico en la
agricultura. Este descubrimiento concuerda con la noción de que el humus no solo enriquece la
fertilidad del suelo, sino que también mejora su estructura física y su capacidad para retener
agua. No obstante, es importante señalar que la asimilación de nutrientes del compost puede
ser más gradual en comparación con la de los fertilizantes químicos, lo que podría suponer un
desafío para su implementación en sistemas agrícolas convencionales (26).
Los inconvenientes que pueden surgir durante el proceso de compostaje, como los olores
desagradables y la presencia de insectos, son situaciones comunes que se pueden manejar con
técnicas adecuadas. Este estudio revela que los malos olores, que frecuentemente indican una
insuficiencia de oxígeno, pueden mitigarse al voltear el abono o al incorporar materiales de
madera. Estos hallazgos coinciden con las sugerencias presentes en la literatura especializada
(27).
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ECUATORIANA: UN ENFOQUE ECOLÓGICO Y TÉCNICO DE LOMBRICULTURA
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Los resultados también destacan varias ventajas y desventajas de la lombricultura. Entre los
beneficios, se encuentran la disminución del desperdicio y el aumento de la productividad
agrícola. No obstante, es esencial considerar algunas desventajas, como la necesidad de una
inversión inicial y el tiempo requerido para que los nutrientes sean absorbidos adecuadamente
(28).
Estos hallazgos indican que, aunque la lombricultura presenta un gran potencial, es
fundamental realizar una evaluación crítica de su viabilidad económica para facilitar su adopción
a gran escala. Futuros estudios podrían investigar estrategias para disminuir costos y aumentar
la eficiencia de los procesos.
La lombricultura no solo se destaca como una técnica eficaz para la gestión de residuos
orgánicos, sino que también tiene un notable potencial para contribuir a la sostenibilidad en la
agricultura. No obstante, para aprovechar al máximo su eficacia, es vital adoptar un enfoque
sistemático que permita controlar las variables ambientales, así como llevar a cabo un análisis
exhaustivo de las prácticas de gestión. La investigación futura en este campo debería enfocarse
en optimizar estos procesos y evaluar sus efectos en distintos contextos agrícolas (29).
CONCLUSIONES
Este estudio ratifica que la lombricultura es una técnica eficaz de oxidación biológica que
transforma residuos orgánicos en fertilizantes naturales, especialmente humus. Los hallazgos
revelan que la lombriz roja de California (Eisenia foetida) puede transformar hasta el 30% de la
materia orgánica en humus en un período de 90 días, lo que respalda su implementación como
una estrategia sostenible y viable para la gestión de residuos. Esta conversión no solo enriquece
la calidad del suelo, sino que también contribuye a disminuir la cantidad de residuos
municipales.
Se han identificado variables cruciales como la temperatura, el pH y la humedad que es
fundamental controlar para optimizar el proceso de lombricultura. Para asegurar la salud de las
lombrices y la eficacia del compostaje, es vital mantener estas variables dentro de rangos
óptimos. Los hallazgos subrayan la importancia de un seguimiento y ajuste constantes en la
gestión de residuos, con el fin de maximizar la producción de humus y compost, lo cual tiene
significativas implicaciones para las prácticas agrícolas sostenibles.
A partir de los resultados obtenidos, se sugiere llevar a cabo una investigación más detallada
sobre los efectos a largo plazo del uso de humus de lombriz en diversos tipos de cultivos, así
como su impacto en la salud del suelo. También sería conveniente analizar la viabilidad
económica de implementar sistemas de lombricultura en distintas escalas de producción,
abarcando desde pequeñas granjas hasta sistemas industriales. Estos estudios podrían ofrecer
información valiosa que facilite la adopción de la lombricultura como una práctica estándar en
la agricultura orgánica.
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AGRADECIMIENTOS (OPCIONAL)
Un agradecimiento al Ingeniero Ing. Clever Castillo MSc. Docente ocasional a tiempo completo
de la Universidad Técnica de Cotopaxi, por su guía en la realización de este articulo científico
DECLARACIÓN DE INTERÉS (OPCIONAL)
Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.
CONTRIBUCIONES DE AUTOR (OPCIONAL)
Juan Tapia elaboración y edición de la investigación; Clever Castillo guía y asesoramiento de la
investigación.
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