Revista de Ciencias Agropecuarias ‘‘ALLPA’’: Vol. 3 (Núm. 6) (jul-dic 2020). ISSN: 2600-5883  
El método dialéctico en el proceso de digestión anaeróbica para el tratamiento de residuos sólidos  
EL MÉTODO DIALÉCTICO EN EL PROCESO DE DIGESTIÓN ANAERÓBICA PARA  
EL TRATAMIENTO DE RESIDUOS SÓLIDOS.  
THE DIALECTICAL METHOD IN THE ANAEROBIC DIGESTION PROCESS FOR  
THE TREATMENT OF SOLID WASTE.  
1
2
Muñoz-Menéndez María Belén ; Contreras-Moya Ana Margarita ; Santos-Herrero Ronaldo  
3
4
5
Francisco ; Rosa-Domínguez Elena Regla ; Cárdenas-Ferrer Teresa Margarita  
1
Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí, ULEAM. Manta, Ecuador. beleta_1983@hotmail.com.  
https://orcid.org/0000-0002-1705-2259.  
2
3
4
Universidad Central Martha Abreu de las Villas. Santa Clara, Cuba. teresam@nauta.cu.  
5
https://orcid.org/0000-0003-2054-3136.  
Resumen  
El manejo de residuos sólidos se ha configurado en una temática relevante y de creciente interés en la  
comunidad científica interesada en este tópico, dado que es de conocimiento público la dificultad que  
comporta su manejo y tratamiento, que generan daños complejos al medio ambiente. Este trabajo tiene  
el objetivo de analizar el proceso de digestión anaeróbica de residuos sólidos urbanos de Manta, desde la  
asunción del método dialéctico. Entre los resultados destaca que: El proceso de digestión anaerobia en  
fases separadas es un esquema novedoso que mantiene dos reactores en serie, en los que se llevan a  
cabo las fases de acidogénesis y metanogénesis, respectivamente. Del análisis realizado, se confirma que  
una de las posibles alternativas de respuesta para disminuir el problema en la fracción orgánica de los  
RSU es el hallazgo de un procedimiento energético, a través de su tratamiento por biogás.  
Palabras clave: Residuos sólidos urbanos; digestión anaeróbica; fases separadas, método dialéctico.  
Abstract  
The management of solid waste has become a relevant topic of growing interest in the scientific  
community interested in this topic, given that the difficulty of its management and treatment, which  
generates complex damage to the environment, is public knowledge. This work has the objective of  
analyzing the anaerobic digestion process of urban solid waste in Manta, from the assumption of the  
dialectical method. Among the results, it stands out that: The anaerobic digestion process in separate  
phases is a novel scheme that maintains two reactors in series, in which the acidogenesis and  
methanogenesis phases are carried out, respectively. From the analysis carried out, it is confirmed that  
one of the possible response alternatives to reduce the problem in the organic fraction of MSW is the  
discovery of an energy procedure, through its treatment by biogas.  
Keywords: Solid urban waste; anaerobic digestion; separate phases, dialectical method.  
33  
Fecha de recepción: 30 de abril de 2020; Fecha de aceptación: 06 de julio de 2020; Fecha de publicación: 09  
de julio de 2020.  
Revista de Ciencias Agropecuarias ‘‘ALLPA’’: Vol. 3 (Núm. 6) (jul-dic 2020). ISSN: 2600-5883  
Muñoz-Menéndez et al. (2020)  
1
. Introducción  
biogás” destaca que: al hablar de medio  
ambiente indudablemente se deben  
mencionar la generación de residuos, en  
todos los estados físicos (sólidos,  
líquidos y gaseosos) así como el daño  
que causan en la sociedad, tanto su  
presencia, como los productos de su  
descomposición o los gastos generados  
por su disposición adecuada. (P. 25).  
Actualmente, el manejo de residuos  
sólidos se ha configurado en una  
temática relevante y de creciente  
interés en la comunidad científica  
interesada en este tópico, dado que es  
de conocimiento público la dificultad  
que comporta su manejo y tratamiento,  
sin cuyos procedimientos implicarían  
vertederos terrestres y marítimos que  
generarían daños complejos al medio  
ambiente.  
A lo antes expuesto se adosa lo referido  
por (Da graca, 2009) quien afirma lo  
siguiente: “El manejo de los Residuos  
Sólidos Urbanos (RSU), es complejo y se  
ha venido agudizando con el  
crecimiento y desarrollo económico de  
la sociedad, provocando a su vez una  
serie de inconvenientes sanitarios, tales  
como, la generación de focos de  
infección y vectores contaminantes de  
fuentes hídricas y recursos naturales.  
Para el tratamiento de los desechos  
urbanos no es suficiente conocer los  
aspectos generales, como, por ejemplo:  
recolección, reciclaje y disposición final;  
sino también el aplicar nuevos  
conceptos y tecnologías sostenibles, en  
donde los residuos, especialmente los  
De tal manera lo exponen (Beily, Bres,  
Rizzo, Giampaoli y Crepo, 2010), quienes  
refieren lo que se inserta a renglón  
seguido: “La falta de tratamiento y la  
incorrecta disposición final de los  
residuos, sólidos urbanos (RSU) produce  
contaminación sobre el suelo en el que  
se depositan, en la aguas subterráneas y  
superficiales circundantes, en el aire por  
emisiones de gases metánicos o humos  
nocivos derivados de la combustión  
incompleta de ellos.” (p. 01.37).  
Por su parte, (Montes, 2008) en su  
trabajo denominado: “Estudio Técnico  
Económico de la digestión anaeróbica  
conjunta con la fracción orgánica de los  
residuos sólidos urbanos y lodos de la  
depuradora para la obtención de  
orgánicos  
se  
direccionen  
hacia  
procesos, en los cuales no solo se  
reduzca la cantidad, sino también se  
pueda obtener un producto  
o
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El método dialéctico en el proceso de digestión anaeróbica para el tratamiento de residuos sólidos  
subproducto(s) que generen un valor  
generan la producción de desechos  
agregado”. (p. 4).  
sólidos urbanos que generan residuos,  
los cuales producen diversos impactos  
que no han sido suficientemente  
abordados.  
Estos tres trabajos se conforman en  
investigaciones que han abordado con  
anterioridad el tema de la digestión  
anaeróbica de los desechos sólidos  
urbanos, mismos que han sido tomados  
como referentes teorico-metodologicos  
de esta investigación, porque aportan  
en la comprensión y el análisis del  
objeto de estudio que se pretende  
abordar, en el marco de lo cual, se  
observan puntos coincidentes en sus  
consideraciones, que a su vez son  
convergentes con las apreciaciones de  
los autores de la presente investigación  
en torno a la potencial nocividad de los  
desechos sólidos urbanos si estos no son  
procesados con el debido tratamiento  
que se requiere.  
En este escenario manabita existe un  
mundo dinámico  
y
cambiante de  
comerciales,  
comercios, centros  
universidades, instituciones educativas,  
gubernamentales, complejos  
urbanísticos, portentos en hotelería,  
mercados en fin que se conglomeran  
como unidades de mayor impacto en la  
generación de RSU. De allí que sea  
consideración de los autores que todos  
los recursos naturales son afectados por  
los procesos de manejo y disposición  
final de los residuos sólidos (Jaramillo y  
Zapata, 2008), ya que la gestión  
inadecuada de estos afecta todas las  
actividades, personas y espacios.  
Desde este marco referencial, cabe  
resaltar que el manejo de los residuos  
sólidos urbanos en la actualidad se ha  
convertido en un problema de evidente  
incidencia en la sociedad ecuatoriana y  
mantense en particular, dado a factores  
de crecimiento poblacional, actividades  
turísticas, consumismo, falta de  
La generación de residuos tiene una  
triple  
repercusión  
ambiental,  
contaminación, desperdicio de recursos  
y la necesidad de espacio para su  
disposición. Por lo que las implicaciones  
que los mismos plantean sobre la  
contaminación  
ambiental  
y
el  
concienciación  
de  
la  
población  
agotamiento de los recursos naturales,  
hace que sea esencial la búsqueda de  
caminos para su gestión correcta desde  
manabita. Es así como también las  
actividades comerciales, y académicas  
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Muñoz-Menéndez et al. (2020)  
el punto de vista ambiental, económico  
y social. Una gestión que aborde el ciclo  
completo de los residuos sólidos, desde  
la generación, recolección y transporte  
hasta la disposición final, el tratamiento  
con lo formulado por diferentes autores  
(Soto, 2014; Mandujano, 2001;  
Castellanos, 2017).  
La reutilización no solo es importante  
por la riqueza de los materiales  
desechados, sino por los beneficios  
y
su eventual reutilización  
y
aprovechamiento,  
conlleva  
claros  
indirectos menor  
ocupación del suelo destinado al  
vertido, ahorro energético  
disminución de la contaminación.  
que  
implica:  
beneficios para la salud humana  
Tenorio, 2008; ONU-Hábitat, 2012).  
(
y
La gestión integral de los residuos  
sólidos busca ser compatible con las  
preocupaciones ambientales y la salud  
pública, se enmarca en la filosofía del  
desarrollo sostenible. En diferentes  
países la jerarquización de tales  
alternativas es similar y se agrupa como:  
prevención (minimización y reducción  
en la fuente), valorización, reutilización,  
reciclaje y compostaje, recuperación de  
En ese orden, es asunción de los autores  
que el desarrollo de estudios  
experimentales de la degradación  
anaeróbica de la fracción orgánica  
biodegradable presente en los RSU,  
explica desde el punto de vista teórico  
experimental la realidad biológica de  
este tipo de procesos, según las  
variables que influyen en este, para a  
partir de ellos modelar y simular el  
procedimiento.  
energía  
(digestión  
anaerobia,  
incineración, etc.) y disposición final en  
rellenos sanitarios (Barradas, 2009;  
Castellanos, 2017). Las tecnologías  
implicadas inciden en los sistemas  
productivos, ya que se hace necesario  
producir más con menos recursos.  
Considerando lo anterior, la actual  
jerarquía de gestión de residuos puede  
verse como un menú de opciones de  
recuperación, entre la prevención y la  
disposición final y esto es coincidente  
En virtud de lo anteriormente expuesto,  
Este trabajo tiene el objetivo de analizar  
el proceso de digestión anaeróbica de  
residuos sólidos urbanos de Manta,  
realizado en el Centro de Servicio para el  
Control de la Calidad CESECCA, con  
énfasis en los productos con alto valor  
agregado que se pueden obtener en el  
proceso en fases separadas. Esto desde  
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Revista de Ciencias Agropecuarias ‘‘ALLPA’’: Vol. 3 (Núm. 6) (jul-dic 2020). ISSN: 2600-5883  
El método dialéctico en el proceso de digestión anaeróbica para el tratamiento de residuos sólidos  
la asunción del método dialectico, que  
permite el análisis de contenido y la  
combinación de unidades dialécticas.  
técnicas como la observación  
y
experimentación científica, ya que los  
investigadores se involucraron directa e  
indirectamente en los hechos. (Cerezal y  
Fiallo, 2004).  
Aunado a lo antes descrito, este trabajo  
se adscribe a las líneas de investigación  
en el marco de la Tesis Doctoral  
2.1. Metodología para el estudio de los  
parámetros operacionales del proceso  
de digestión anaeróbica de la FORSU en  
fases separadas.  
denominada:  
“Evaluación  
de  
alternativas para la gestión de los  
residuos sólidos municipales en EL  
Cantón MANTA, provincia de Manabí,  
Ecuador”, de la Facultad de Química y  
Farmacia de la Universidad Central  
Martha Abreu de las Villas, Cuba; a los  
documentos rectores del país sobre esta  
materia y pretende presentar aportes  
epistémico-metodológicos que sirvan  
de base referencial para la comunidad  
científica interesada en el estudio de  
este tipo de tópicos temáticos.  
A partir de los resultados de la gestión  
de RSU en Manta y del estudio de las  
tecnologías disponibles para la  
transformación y/o aprovechamiento  
de estos, se realiza un análisis técnico y  
ambiental de la alternativa  
a
recomendar, como la más adecuada  
desde el punto de vista de la  
sostenibilidad (Elite Consultor, 2011). La  
alternativa incluye una planta de  
transferencia y clasificación de los  
residuos, reciclaje de los RSI, tanto como  
sea posible, digestión anaeróbica de la  
FORSU mediante fases separadas  
2. Método  
Entre los métodos científicos, se  
aplicaron los teóricos; el analítico  
sintético,  
y
el inductivo-deductivo  
(acidogénesis  
y
metanogénesis)  
y
(Barreras, 2009). Entre los métodos  
relleno sanitario.  
empíricos se aplicó el de la revisión de la  
literatura; el análisis de contenido, la  
unidad de los contarios; se recogió la  
Análisis de la alternativa.  
Para el análisis de la alternativa se  
considera la generación de RSU  
proyectada en Manta para el año 2021,  
que es de aproximadamente 250 t/d  
información  
pertinente  
más  
importante  
profundizar  
y
y
para  
sistematizar el tema. Se emplearon  
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Muñoz-Menéndez et al. (2020)  
(
Elite Consultor, 2011). En la figura 1  
En la primera fase de la digestión  
anaeróbica ocurre la hidrólisis  
y
aparece el diagrama de la alternativa  
que parte de la recogida selectiva de los  
RSU y la entrada en una planta de  
transferencia y clasificación, donde se  
separan los RSI, la FORSU y otros que no  
se incluyen en estas categorías. De la  
fracción inorgánica se separan los que  
pueden ser reciclados y los restantes,  
junto con los denominados “otros” y  
parte de la FORSU se disponen en el RS;  
acidogénesis y el efluente de este digestor  
constituye la alimentación al otro digestor  
donde ocurre la segunda fase,  
o
metanogénesis. Como se explicó, los  
resultados alcanzados en este tipo de  
procesos demuestran que con la separación  
de fases es posible disminuir el tiempo de  
retención, lograr mejor rendimiento en la  
eliminación de SV y mejor poder calórico en  
el biogás. Además, el tratamiento de los  
RSU en unión con los lodos de depuradoras  
de aguas residuales presenta ventajas en la  
obtención del gas combustible y las  
características fertilizantes del efluente  
mientras los RSI  
y
FORSU con  
características adecuadas son enviados  
a la empresa comercializadora y proceso  
de  
digestión  
anaeróbica  
(
Mandujano, 2001).  
respectivamente.  
Este nuevo proceso tiene otras ventajas, ya  
que permite obtener simultáneamente  
hidrógeno y biogás; también se pudieran  
producir otros productos de alto valor  
agregado a partir de la FORSU fermentada.  
La tecnología necesaria, de acuerdo al  
esquema que se muestra en la figura 2, está  
disponible a escala industrial, la misma que  
ya se está aplicando para la digestión  
anaeróbica convencional, pero con algunas  
modificaciones, por lo que se requiere  
establecer las condiciones de operación  
adecuadas (Escamilla-Alvarado et al., 2011).  
Se  
consideran  
potencialmente  
reciclables 58,05 t de RSI, que, según los  
resultados de caracterización y criterios  
para el establecimiento de la  
alternativa, se corresponden con 26,38 t  
de plástico, 22, 93 t de papel y cartón,  
4,63 t de vidrio y 4.13 t de metal.  
Figura 1. Diagrama de la Alternativa  
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El método dialéctico en el proceso de digestión anaeróbica para el tratamiento de residuos sólidos  
2. Adición de humedad  
y
de  
nutrientes:  
Adición de agua residual  
proveniente de depuradora de  
residuales urbanos.  
Mezclado,  
Ajuste de pH,  
Estabilización del proceso  
3. Evaluación- control del proceso y  
Figura 2. Proceso de digestión anaeróbica en  
fases separadas  
recogida de los productos:  
Medición de los parámetros de  
evaluación- control, con la  
frecuencia establecida,  
El pre- tratamiento consiste en la  
trituración hasta diámetros de 0,3- 5  
mm en condiciones húmedas, a las que  
se les realizó análisis de ST, SV y pH.  
Captura y almacenamiento de  
los componentes gaseosos,  
Deshidratación y evacuación de  
los fangos digeridos.  
Las condiciones de operación para el  
tratamiento de la FORSU mediante  
digestión anaeróbica en fases separadas  
se  
establecen  
mediante  
el  
3. Resultados y Discusión  
procedimiento experimental que se  
describe.  
Se ratifica el valor del tratamiento, ya  
que modifica las características físicas,  
químicas o biológicas de los residuos,  
para aprovecharlos, estabilizarlos o  
reducir su volumen, antes de la  
disposición final, considerando que la  
gestión adecuada de los RSU requiere  
tratar por separado la FORSU y la  
fracción inorgánica. De forma general,  
los RSU orgánicos no deben ser enviados  
a los rellenos sanitarios (RS) y los  
inorgánicos, deberán ser separados de  
2.2. Diseño del procedimiento  
experimental  
La simulación a nivel de laboratorio del  
proceso consta de los siguientes pasos:  
1. Preparación de la FORSU:  
Recepción,  
Selección,  
Separación,  
Reducción de tamaño  
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Muñoz-Menéndez et al. (2020)  
forma adecuada para recuperar los  
residuos reciclables antes de la  
disposición en RS. De esta forma, a los  
RS llegarán los RSU inorgánicos no  
reciclables y algunos orgánicos no  
aprovechables. La generación de  
metano de ese RS, al que no se le  
estrategia más afín al principio de  
sustentabilidad las biorrefinerías  
y
constituyen una de las aplicaciones más  
avanzadas de la misma.  
La biomasa es el mayor contribuyente a  
la generación de energías renovables  
(
Bentsen, 2019) y según BIOPLAT y  
SusChem-España (2017) y Chandra et al.  
2019), se refiere la fracción  
biodegradable de los productos y  
residuos de origen biológico  
“alimenta” con residuos orgánicos, será  
más limitada que en otros, pero su  
capacidad para recibir residuos podrá  
ser mucho mayor (Escalona, 2014;  
Romero-Paredes, 2013).  
(
a
procedentes de diferentes actividades,  
así como la fracción biodegradable de  
los residuos industriales y municipales  
(FORSU).  
El proceso de digestión anaerobia en  
fases separadas es un esquema  
novedoso que mantiene dos reactores  
en serie, en los que se llevan a cabo las  
fases de acidogénesis y metanogénesis,  
respectivamente con el objetivo de  
conseguir un tiempo de retención global  
inferior al de un único reactor.  
El aprovechamiento de la biomasa como  
materia prima, para la obtención de  
productos y energía, presenta grandes  
ventajas pues constituye una fuente  
renovable, permite tener un control de  
desechos y reduce la contaminación al  
disminuir la emisión de gases  
contaminantes (Agrela et al, 2019).  
En la etapa acidogénica (fermentación  
oscura) se genera un biogás con alto  
contenido en hidrógeno, lo que tiene  
especial interés ya que el hidrógeno se  
considera el vector energético del  
futuro próximo y su producción a partir  
de la degradación de residuos orgánicos  
presenta un especial interés (Angeriz,  
Para eliminar o disminuir los daños que  
los RSU provocan se utilizan diferentes  
métodos de tratamiento entre los que  
se destaca la digestión anaerobia como  
uno de los procesos más atractivos en la  
actualidad. La digestión anaeróbica es  
un proceso que convierte la materia  
2018), ya que, como se mencionó  
anteriormente, reciclar tomado el  
residuo como materia prima es la  
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Revista de Ciencias Agropecuarias ‘‘ALLPA’’: Vol. 3 (Núm. 6) (jul-dic 2020). ISSN: 2600-5883  
El método dialéctico en el proceso de digestión anaeróbica para el tratamiento de residuos sólidos  
orgánica en una mezcla gaseosa  
compuesta principalmente por metano  
y dióxido de carbono. Los problemas en  
el control y estabilización de los  
sistemas convencionales de digestión  
anaerobia han llevado al desarrollo de  
nuevas soluciones tecnológicas, entre  
estas la separación de fases, que implica  
una configuración de reactores  
separados; una primera fase para la  
hidrólisis y acidogénesis y una segunda  
para la acetogénesis y metanogénesis,  
conectados en serie, permitiendo la  
optimización de cada proceso por  
separado. La primera fase ha sido poco  
estudiada, la cual consiste en la  
conversión de compuestos complejos,  
como los aminoácidos, glucosa y ácidos  
grasos de cadena larga, por medio de la  
fermentación, en hidrógeno y ácidos  
grasos volátiles (AGV) (acético, butírico,  
propiónico y valérico). La mayoría de los  
AGV para uso industrial que se producen  
en el mundo, se obtienen a partir de  
combustibles fósiles, mediante de  
síntesis química. Por lo tanto, la  
fermentación acidogénica se presenta  
como una plataforma que consolida el  
concepto de biorefinería en lugar de una  
etapa de tratamiento convencional.  
Las  
diferentes  
aplicaciones  
del  
hidrógeno y los AGV hacen que el  
proceso de fermentación acidogénica  
tome importancia y sea campo de  
estudio.  
Actualmente se han desarrollado  
diferentes estudios de producción de  
biogás a partir de numerosas materias  
primas, aún insuficientes en el caso de la  
fracción orgánica de los residuos  
urbanos (FORSU) y sobre todo en el caso  
de la digestión anaerobia en fases  
separadas. El estudio y utilización de  
estos métodos brinda la posibilidad de  
tratar un residuo que puede ser  
contaminante para el medio ambiente,  
reciclarlo y convertirlo en productos de  
alto valor agregado.  
Escamilla-Alvarado et al. (2012a)  
reportaron que una serie de procesos de  
fermentación oscura  
-
digestión  
anaeróbica metanogénica (FO-DA) de la  
FORSU, que ellos crearon (H-M), (H: la  
fase de producción de hidrógeno, M: la  
fase de producción de metano) en  
procesos termofílicos y mesofílicos,  
fueron en promedio 76 y 42% superior,  
en términos de potencial energético,  
que el bioreactor metanogénico solo.  
Además, Escamilla-Alvarado et al.  
(2012b, 2013a) reportaron otras  
41