Publicación técnica 04 · Proyecto de bioeconomía en Boyacá

HidroEcoCaja

Sistema educativo y técnico para recuperar nuestra relación con el territorio y aprender a identificar, separar, registrar y aprovechar los residuos de una vivienda, empresa o finca. El jardín rural y la vermicultura unen saberes ancestrales y campesinos con observación técnica; la caracterización posterior permite definir el destino responsable de cada corriente.

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Módulo HidroEcoCaja para vermicultura — Figura 1. Cuidar los residuos orgánicos también es cuidar el suelo, la memoria y el territorio.

Del residuo separado a una decisión responsable

HidroEcoCaja no convierte automáticamente todos los residuos en hidrógeno. Enseña a reconocerlos, evitar su contaminación y producir información técnica para asignar a cada corriente el tratamiento que realmente le corresponde.

Capítulos

Propósito y alcance.
Jardín rural, territorio y saberes.
Diagnóstico de generación.
Clasificación en el origen.
Matriz de aceptación.
Medición y trazabilidad.
Preparación de la fracción orgánica.
Diseño del módulo de vermicultura.
Operación y seguimiento.
Productos y desarrollo de biorremediadores.
Vinculación con la cadena de valor del hidrógeno.
Escalamiento en vivienda, empresa o finca.
Seguridad, formación e indicadores.

Aprender antes de transformar

El primer resultado del proyecto es una cultura de separación basada en evidencia. El usuario aprende qué genera, cuánto genera, qué puede recuperar y qué requiere un gestor especializado.

1Reconocer

Identificar el material, su origen y los posibles contaminantes.

2Separar

Evitar que las corrientes aprovechables pierdan calidad al mezclarse.

3Decidir

Asignar vermicultura, reciclaje, estudio técnico o gestión autorizada.

Principio del proyecto: ningún residuo entra a un proceso por intuición. Su origen, composición, inocuidad y destino deben conocerse y registrarse.

Territorio, memoria y saberes

El jardín rural es un espacio vivo de aprendizaje donde se reconoce que la alimentación, el agua, el suelo, las plantas, los animales y los residuos forman parte de un mismo territorio. La HidroEcoCaja ayuda a recuperar esta relación al devolver atención y cuidado a la materia orgánica que normalmente se desecha.

1Escuchar

Reconocer los conocimientos de familias, campesinos, mayores, custodios de semillas y comunidades sobre ciclos de siembra, suelos y usos de las plantas.

2Practicar

Clasificar residuos, cuidar las lombrices, observar la descomposición y relacionar el proceso con el jardín y los alimentos.

3Transmitir

Registrar aprendizajes y compartirlos entre generaciones sin perder su procedencia ni reemplazar la experiencia local.

Componente	Aprendizaje territorial	Actividad propuesta
Suelo	Es un sistema vivo y no solamente un soporte	Observar textura, cobertura, humedad, fauna y cambios en el tiempo
Semillas y plantas	Expresan historia, alimentación y adaptación local	Crear un inventario participativo y un calendario de siembra
Agua	Conecta vivienda, cultivo, paisaje y salud	Reconocer fuentes, recorridos, épocas de lluvia y prácticas de cuidado
Residuos orgánicos	Pueden volver a ciclos biológicos si están bien separados	Seguir el recorrido desde la cocina o cosecha hasta la HidroEcoCaja
Memoria comunitaria	Orienta prácticas adaptadas al lugar	Conversatorios, recorridos territoriales y cuaderno de saberes

Cuaderno del jardín rural

Nombre local de plantas, semillas, suelos y temporadas.
Relatos sobre prácticas de cultivo y aprovechamiento de residuos.
Mapa del jardín, fuentes de agua y áreas de protección.
Calendario de siembra, cosecha, poda y generación orgánica.
Registro conjunto de observaciones tradicionales y mediciones técnicas.

Reconocimiento y consentimiento: los saberes ancestrales, tradicionales y campesinos pertenecen a las personas y comunidades que los conservan. Su documentación o divulgación debe acordarse con ellas, reconocer su procedencia y respetar aquello que no deseen compartir.

¿Qué residuos se generan?

La caracterización comienza en el lugar donde se produce el residuo. Una vivienda, una oficina, un restaurante y una finca tienen perfiles distintos; por eso no se dimensiona una HidroEcoCaja con valores genéricos.

Origen	Corrientes por revisar	Condición que cambia la ruta
Vivienda	Preparación de alimentos, jardín, empaques y residuos sanitarios	Mezclas, aceites, medicamentos y productos de limpieza
Empresa	Comedor, cafetería, oficinas, producción y mantenimiento	Actividad económica, sustancias usadas y requisitos del gestor
Finca	Cosecha, poda, estiércoles, alimentos, envases e insumos	Agroquímicos, medicamentos veterinarios y sanidad animal

m generada = Σ m i

Durante un periodo representativo se pesa cada corriente i, se registra su frecuencia y se anotan variaciones por temporada o actividad.

Entregables

Mapa de puntos de generación.
Inventario de recipientes y rutas internas.
Registro de masa por tipo de residuo.
Fotografías y observaciones de contaminación.
Línea base antes de instalar el módulo.

Separación en el origen

En Colombia, la Resolución 2184 de 2019 unificó el código de colores para la presentación de residuos: verde para orgánicos aprovechables, blanco para aprovechables y negro para no aprovechables. ^[1]

Color o corriente	Contenido general	Destino inicial
Verde	Residuos orgánicos aprovechables correctamente separados	Evaluar vermicultura, compostaje u otra valorización
Blanco	Plástico, vidrio, metales, papel, cartón y multicapa aprovechables	Entregar limpios y secos a la cadena de reciclaje
Negro	Residuos no aprovechables	Servicio público o ruta local definida
Corrientes especiales	Pilas, medicamentos, aparatos, aceites, químicos y residuos peligrosos	Programa posconsumo o gestor autorizado; nunca HidroEcoCaja

La bolsa verde no es autorización automática: antes de alimentar lombrices debe verificarse que el residuo sea compatible, esté libre de sustancias peligrosas y no represente un riesgo sanitario.

Qué entra y qué no entra

La lista definitiva dependerá de las pruebas del prototipo, la especie de lombriz, el entorno y el uso previsto del producto. Esta matriz conservadora orienta la fase inicial.

Categoría	Ejemplos	Acción
Aceptación inicial	Restos vegetales sin condimentos, cáscaras, hojas secas y cartón limpio sin recubrimientos	Trocear, mezclar y alimentar gradualmente
Evaluación previa	Cítricos, cebolla, café, estiércoles, poda, residuos de cosecha y grandes volúmenes de un solo material	Revisar origen, proporción, pretratamiento y respuesta del sistema
No admitir	Plásticos, vidrio, metales, pañales, colillas, químicos, medicamentos, pilas, aceites, pinturas, solventes y material con agroquímicos	Separar y entregar por la ruta correspondiente
Riesgo sanitario	Excretas humanas, animales enfermos, cadáveres, biosólidos o residuos clínicos	No usar en el módulo doméstico; aplicar normativa y gestión especializada

Diseño para bajos olores: la separación adecuada, la aireación, el control de humedad, la carga gradual y la protección del módulo permiten mantener bajos niveles de olor durante la operación normal. Un cambio de olor, la presencia de moscas, la acumulación de líquido o el calentamiento son indicadores de revisión para corregir oportunamente el proceso.

Medir para aprender

Cada lote necesita una identidad sencilla: fecha, procedencia, tipo de material, masa, observaciones y destino. Así se puede comparar el desempeño y evitar afirmaciones sin respaldo.

T separación = (m correctamente separada / m generada) \times 100

Dato	Instrumento o registro	Uso
Masa de entrada y rechazo	Balanza y formato por lote	Capacidad y eficiencia de separación
Temperatura	Termómetro de sonda	Detectar calentamiento anormal
Humedad	Observación estandarizada o sensor validado	Evitar sequedad o saturación
pH, si el protocolo lo requiere	Medidor calibrado	Comparar mezclas y diagnosticar cambios
Olor, insectos y comportamiento	Lista de verificación	Acción correctiva temprana

Ficha mínima de lote

Código y responsable.
Origen y descripción verificable.
Masa incorporada y materiales de estructura.
Fecha de alimentación y controles.
Incidentes, correcciones y destino final.

Acondicionar la fracción orgánica

Las lombrices y los microorganismos actúan sobre una mezcla preparada, no sobre una bolsa de residuos heterogéneos. El acondicionamiento busca una alimentación homogénea, aireada y libre de impropios.

1Inspeccionar

Retirar empaques, etiquetas, grapas, vidrio y cualquier material extraño.

2Preparar

Reducir tamaño, mezclar materiales húmedos y estructurantes, y preacondicionar cuando el protocolo lo exija.

3Probar

Incorporar una cantidad pequeña y observar antes de aumentar la carga.

Parámetros por validar: no se fijará una receta universal de humedad, pH, relación carbono/nitrógeno ni tiempo de residencia. Los rangos operativos se establecerán con bibliografía, condiciones locales y ensayos documentados del prototipo. ^[3]

Módulo de vermicultura

El diseño debe proteger a los organismos, facilitar el aprendizaje y permitir inspección, limpieza y mantenimiento sin exponer al usuario a partes inseguras.

Subsistema	Función	Criterio de diseño
Estructura	Soportar carga y separar niveles	Estabilidad, durabilidad y materiales compatibles
Lecho	Alojar lombrices y mezcla	Volumen útil, acceso y protección de luz directa
Ventilación	Mantener condiciones aerobias	Aberturas protegidas contra ingreso de plagas
Control de agua	Evitar inundación y derrames	Cubierta, drenaje controlado y contención secundaria
Cosecha	Separar material procesado	Extracción sin mezclar lotes ni dañar el sistema
Instrumentación	Observar variables	Puntos de medición accesibles y repetibles

M en proceso \approx ṁ aceptada \cdot t residencia

Esta relación sirve como primera aproximación de inventario. El volumen real debe incluir densidad aparente, material de lecho, espacio de aireación, variaciones de carga y margen operativo.

Rutina de seguimiento

La alimentación se incrementa únicamente cuando el sistema responde de forma estable. El registro de cambios permite relacionar una causa probable con una acción correctiva.

Señal	Revisión inmediata	Respuesta inicial
Olor intenso	Exceso de carga, saturación o compactación	Suspender carga, retirar material inadecuado y recuperar aireación
Acumulación de líquido	Ingreso de lluvia, exceso de humedad o drenaje bloqueado	Contener, corregir la fuente y no aplicar el líquido sin evaluación
Calentamiento	Carga fresca excesiva o pretratamiento insuficiente	Detener alimentación y proteger las lombrices
Fuga o mortalidad	Temperatura, humedad, sustancias irritantes o falta de alimento	Aislar el lote y revisar el historial completo
Plagas	Alimentos expuestos, tapas y limpieza del entorno	Cubrir correctamente y retirar la causa

Plan de operación

Responsable y frecuencia de inspección.
Procedimiento de alimentación y cosecha.
Limpieza sin sustancias incompatibles.
Respuesta a derrames, plagas y fallas.
Protección frente a lluvia, sol, animales y manipulación no autorizada.

De los productos de la HidroEcoCaja al biorremediador

La HidroEcoCaja genera los productos biológicos de base mediante un proceso controlado de vermicultura. Después de su cosecha, estos materiales pasan a un procedimiento independiente de selección, acondicionamiento o formulación para obtener los biorremediadores destinados a una aplicación concreta.

La literatura científica documenta el uso del vermicompost y de enmiendas microbianas en procesos de biorremediación. El procedimiento posterior debe conservar la trazabilidad de los materiales, definir el contaminante objetivo y comprobar la eficacia de la formulación obtenida. ^[6]

Salida	Verificación	Restricción
Vermicompost	Homogeneidad, estabilidad y análisis según destino	No atribuir propiedades fertilizantes o comerciales sin respaldo
Material no procesado	Separación y causa del rechazo	Reprocesar solo si el protocolo lo permite
Líquido de drenaje	Volumen, origen y caracterización	No llamarlo fertilizante ni aplicarlo automáticamente
Datos del proceso	Integridad de registros y balance	No sustituye ensayos de laboratorio

1Obtener la base

Cosechar productos trazables de la HidroEcoCaja a partir de materias primas conocidas y una operación controlada.

2Formular

Aplicar el procedimiento posterior de selección, acondicionamiento, combinación o activación definido por el equipo.

3Comprobar

Caracterizar el biorremediador obtenido y validar su respuesta frente al contaminante y al suelo específicos.

Línea de desarrollo	Pregunta experimental	Evidencia requerida
Enmienda orgánica	¿Mejora las condiciones del suelo para favorecer su recuperación?	Caracterización del suelo, dosis, control y seguimiento
Bioestimulación	¿El material estimula microorganismos nativos capaces de transformar el contaminante?	Cambio del contaminante, actividad biológica y ausencia de efectos adversos
Bioaumentación	¿Un consorcio seleccionado aporta una función biorremediadora reproducible?	Identificación, concentración, pureza, estabilidad y eficacia
Inmovilización	¿Disminuye la movilidad o biodisponibilidad de un contaminante?	Ensayos químicos y ecotoxicológicos; no confundir inmovilización con degradación

Protocolo mínimo de validación

Definir el contaminante y el objetivo de remediación.
Caracterizar el suelo y el producto candidato.
Establecer tratamientos, control y réplicas.
Medir concentración, toxicidad o biodisponibilidad antes y después.
Evaluar inocuidad, estabilidad y posibles efectos secundarios.
Documentar el alcance real y las condiciones en que funciona.

Secuencia de desarrollo: HidroEcoCaja produce y permite recuperar los materiales biológicos de base; el procedimiento posterior del equipo los transforma en biorremediadores. Para usarlos o comercializarlos como bioinsumos agrícolas se debe demostrar su función y cumplir los requisitos aplicables del ICA, incluida la Resolución 68370 de 2020. ^[7]

De la clasificación a una ruta tecnológica

La biomasa y ciertas aguas residuales pueden estudiarse en procesos microbianos; otros materiales orgánicos pueden evaluarse en rutas termoquímicas. Ambas exigen caracterización, pretratamiento, reactor, control, seguridad y validación de rendimiento. Son procesos distintos de la vermicultura. ^[4] ^[5]

1Corriente limpia

Separación, pesaje, origen conocido y ausencia de contaminantes incompatibles.

2Caracterización

Composición, humedad, biodegradabilidad, cenizas, contaminantes y variabilidad.

3Ruta validada

Vermicultura, reciclaje, ensayo de biohidrógeno, ruta termoquímica o gestión autorizada.

Corriente	Ruta que puede estudiarse	Decisión necesaria
Orgánicos húmedos biodegradables	Vermicultura, compostaje o investigación microbiana	Inocuidad, biodegradabilidad y desempeño experimental
Biomasa seca o lignocelulósica	Aprovechamiento material o investigación termoquímica	Humedad, composición, energía, emisiones y escala
Reciclables limpios	Reciclaje	No desviarlos a hidrógeno sin una justificación de ciclo de vida
Peligrosos o contaminados	Gestión especializada	Excluir del prototipo

Puerta de decisión: la HidroEcoCaja prepara capacidades y datos para la cadena de valor; no es un reactor de producción de hidrógeno ni garantiza que una corriente resulte técnica, ambiental o económicamente viable.

Una metodología, tres contextos

La secuencia de trabajo se conserva, pero cambian la capacidad, los responsables, los controles y las obligaciones.

Aplicación	Enfoque	Requisitos adicionales
Vivienda	Formación familiar y pequeña generación	Operación simple, higiene, control de niños y mascotas
Empresa	Separación por áreas y trazabilidad	Responsables, capacitación, almacenamiento y gestores
Finca	Residuos domésticos, agrícolas y pecuarios diferenciados	Bioseguridad, agroquímicos, sanidad animal y estacionalidad

Fases del prototipo

Diagnóstico y diseño conceptual.
Construcción de un módulo instrumentado.
Puesta en marcha con corrientes de bajo riesgo.
Validación de capacidad y protocolo.
Replicación modular con lecciones documentadas.

N módulos = ⌈ṁ aceptada total / ṁ validada por módulo ⌉

La capacidad por módulo debe provenir de ensayos propios; no de una cifra comercial sin condiciones de prueba.

Seguridad, formación e indicadores

El proyecto se completa cuando las personas pueden operar el módulo, explicar el destino de cada residuo y demostrar resultados con registros.

Indicador	Cálculo o unidad	Qué demuestra
Generación total	kg/periodo	Línea base y tendencias
Separación correcta	% de la masa generada	Calidad del aprendizaje
Orgánico aceptado	kg/periodo	Carga real del sistema
Rechazos e impropios	kg y tipo	Errores que deben corregirse
Incidentes operativos	número, causa y cierre	Seguridad y mejora continua
Producto caracterizado	kg por lote	Resultado verificable, no solo volumen aparente

Entregable integral

Manual ilustrado de separación y aceptación.
Planos, lista de materiales y memoria de diseño.
Protocolo de puesta en marcha, operación y contingencias.
Formatos de trazabilidad y tablero de indicadores.
Plan de formación para vivienda, empresa o finca.
Informe de validación y criterios para escalar.

Referencias consultadas

Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible de Colombia. Código de colores para la separación de residuos en la fuente, Resolución 2184 de 2019.
United States Environmental Protection Agency. Composting: definiciones, principios y diferencia entre material estable y material parcialmente descompuesto.
Thirunavukkarasu, A. et al. (2023). Sustainable organic waste management using vermicomposting: a critical review on the prevailing research gaps and opportunities. Environmental Science: Processes & Impacts, 25, 364–381.
U.S. Department of Energy. Hydrogen Production: Microbial Biomass Conversion.
U.S. Department of Energy. Hydrogen Production: Biomass Gasification.
Kaur, T. (2022). Vermicomposting with microbial amendment: implications for bioremediation of industrial and agricultural waste. BioTechnologia, 103(2), 203–215.
Instituto Colombiano Agropecuario. Resolución 68370 de 2020: requisitos para productores, ensayos de eficacia y registro de bioinsumos para uso agrícola.

Las referencias orientan el diseño conceptual. Los rangos de operación, la inocuidad, el desempeño y la viabilidad de cada uso deben validarse para los residuos, el clima y la escala reales del proyecto.

Esta publicación contiene únicamente información autorizada para divulgación pública. Los resultados detallados, datos operativos, análisis económicos y demás información estratégica del proyecto son confidenciales.

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