Diseño de un sistema de monitoreo para la optimización del compostaje de residuos

Abstract

El compostaje de residuos orgánicos solidos agrícolas es una alternativa sostenible para el aprovechamiento de subproductos biodegradables y la reducción del impacto ambiental generado por los residuos agroindustriales. Sin embargo, en pequeños y medianos sistemas agrícolas, este proceso suele realizarse sin control de variables críticas, afectando la estabilidad y calidad del compost obtenido. Frente a esta problemática, el presente estudio tuvo como objetivo diseñar e implementar un sistema de monitoreo distribuido para el seguimiento de variables fisicoquímicas durante el proceso de compostaje agrícola. La investigación se desarrolló bajo un enfoque cuantitativo, con alcance descriptivo-correlacional y diseño no experimental longitudinal. Inicialmente, se realizó una revisión sistemática de literatura siguiendo la metodología PRISMA, mediante la consulta de bases de datos científicas entre 2020 y 2026, permitiendo identificar tendencias, tecnologías y vacíos de conocimiento relacionados con el monitoreo del compostaje. Posteriormente, se diseñó un sistema basado en microcontroladores ESP32 y sensores para medir temperatura, humedad y gases en diferentes puntos del material compostado. Los resultados evidenciaron que el monitoreo continuo permite identificar variaciones dentro del sistema, facilitando el análisis del comportamiento térmico y de humedad durante las distintas fases del compostaje. Y observando que la implementación de la medición distribuida mejora la obtención de datos y contribuye a detectar condiciones que pueden afectar la eficiencia del proceso.

Agricultural composting of solid organic waste is a sustainable alternative for the utilization of biodegradable by-products and the reduction of the environmental impact generated by agroindustrial waste. However, in small and medium-sized agricultural systems, this process is often carried out without controlling critical variables, which affects the stability and quality of the resulting compost. To address this issue, the present study aimed to design and implement a distributed monitoring system for tracking physicochemical variables during the agricultural composting process. The research was conducted using a quantitative approach, with a descriptive-correlational scope and a longitudinal non-experimental design. Initially, a systematic literature review was carried out following the PRISMA methodology, through the consultation of scientific databases covering the period from 2020 to 2026. This review made it possible to identify trends, technologies, and knowledge gaps related to composting monitoring. Subsequently, a system based on ESP32 microcontrollers and sensors was designed to measure temperature, humidity, and gases at different points within the composted material. The results showed that continuous monitoring makes it possible to identify variations within the system, facilitating the analysis of thermal and moisture behavior throughout the different composting stages. Furthermore, the implementation of distributed measurement improved data collection and contributed to the detection of conditions that may affect process efficiency.