Evaluación de los índices de estabilidad y madurez en el proceso

La Tabla 41 presenta los resultados de las pruebas de estabilidad y madurez en ambas pilas. Los modelos de regresión muestran que no se presentaron diferencias significativas (p>0,05) entre las pilas para temperatura (p=0,70), humedad (p=0,41), autocalentamiento (p=0,27), pH (p=0,70) e IG (p=0,83), mientras que sí se presentaron (p<0,05) en términos de SV (p=0,03) y CE (p=0,0).

Tabla 41. Resultados de la evaluación de las pruebas de estabilidad y madurez

Pila Tiempo _(días)

Parámetros de Estabilidad Parámetros de madurez

Temperatura (°C) Humedad (%) SV (%) IR (mg CO2/g CO/día) Auto - calentamiento (ΔT - °C) Color Olor C/N1 pH (unid.) IG (%) CE (dS/m) A1 70 40 51,0 35 - - Negro Putrefacto - 9,2 - 4,1 86 46 48,0 44 1,8 1 Negro Húmedo - 9,5 39,7 5,4

100 40 46,0 37 2,8 5 Café oscuro Térreo - 9,4 34,7 4,6

113 26 36,0 39 - 5 Café oscuro Térreo - 9,6 64,0 5,7

128 38 44,0 38 2,2 3 Negro Térreo - 9,4 33,0 5,2 141 33 35,0 34 1,9 2 Negro Térreo 10,0 9,4 71,8 5,8 155 28 34,0 34 - 5 Negro Térreo 13,2 9,5 56,8 5,8 162 26 32,0 33 2,3 3 Negro Térreo 10,6 9,5 40,9 5,7 190 29 32,2 34 1,3 1 Negro Térreo 9,2 9,7 66,4 5,2 A2 70 47 48,0 55 - - Negro Putrefacto - 9,3 - 3,7

86 42 42,0 51 2,2 0 Café oscuro Térreo - 9,8 27,3 3,8

100 33 36,0 44 2,3 3 Café oscuro Térreo - 9,3 43,6 4,5

113 34 30,0 42 1,4 2 Café oscuro Húmedo - 9,5 34,7 3,8

128 42 46,0 47 2,2 3 Negro Térreo - 9,1 26,5 2,8

141 34 37,0 36 2,1 1 Negro Térreo 8,2 9,6 93,3 3,8

155 26 34,0 30 - 3 Negro Térreo 8,7 9,3 57,4 4,4

162 27 31,0 36 0,9 3 Negro Térreo 8,3 9,4 59,4 4,1

190 29 36,5 33 1,4 3 Negro Térreo 7,7 9,6 49,7 3,6

Nota: 1_{la relación C/N sirve simultáneamente para evaluar la estabilidad y la madurez}

Se observa que durante las primeras seis mediciones (hasta el día 141), la temperatura se encontró en el rango típico de la etapa de enfriamiento, mientras que las últimas tres correspondieron a material que se encontraba en proceso de maduración. Según Dulac (2001) y Raj y Antil (2011), el criterio para considerar finalizado el proceso de compostaje, es que la temperatura de la pila esté en un rango de ± 5°C la temperatura ambiente; en este caso, aunque se observó un progresivo descenso de la temperatura, el valor final fue superior al rango indicado por estos autores. No obstante, según Tognetti et al., (2007) algunos residuos pueden actuar como auto-aislantes, preservando el calor liberado durante el proceso, situación que pudo presentarse en este estudio.

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La humedad descendió durante el período de análisis debido a que el incremento de la temperatura durante el proceso de compostaje implica la evaporación del agua. En general, al final del proceso se mantuvo una humedad en el rango recomendado por Icontec (2003) y Saha et al. (2010) (inferior a 35%); sin embargo, valores inferiores pueden limitar la actividad biológica generando pobre estabilización de la materia orgánica. El incremento de la humedad hacía el día 128, coincidió con la humectación de las pilas, la ocurrencia de un pico de temperatura y un

aumento en la producción de CO2 y en el ΔT, lo que evidencia la reactivación biológica asociada a los volteos y la

humectación del material y que puede indicar la presencia de material aún inestable.

Respecto de los SV, al inicio del proceso de compostaje los sustratos tenían un contenido de 74,9% y en la primera medición (día 70 del proceso), los niveles eran 35 y 55% para las pilas A1 y A2 respectivamente, ratificando la significativa transformación de la materia orgánica durante las primeras etapas del proceso. Según Raj y Antil, (2011) el material se considera estable a partir de una reducción de los SV de un 42%, situación que en este estudio se alcanzó antes del día 70 en la pila A1 (reducción del 53,3%) y alrededor del día 113 en la pila A2 (reducción del 44,0%). La diferencia entre ambos tipos de pilas puede asociarse a diferencias en el avance del proceso de transformación de la materia orgánica.

El avance en la degradación de la materia orgánica implica una reducción en la respiración de los microorganismos

y por ende, una reducción en la generación de CO2 (Said-Pullicino et al., 2007; Defrieri et al., 2005). Contrastando

los resultados obtenidos en este estudio con los rangos de clasificación de estabilidad (2 mg (CO2–C)/g MO/día:

muy estables, entre 2 y 4 mg (CO2–C)/g MO/día: estables y mayores a 4 mg (CO2–C)/g MO/día: inestables)

reportados por Bernal et al. (2009), se presentaron condiciones entre estables y muy estables, obteniéndose las

menores producciones de CO2 en la última medición efectuada.

La prueba de autocalentamiento desde el inicio de las mediciones, presentó valores de ΔT iguales o inferiores a 5

°C. Según Brinton et al. (1995), ΔT entre 0 y 10 °C, clasifican al compost como grado de estabilidad V,

describiéndolo como un producto muy estable y que se determina como compost finalizado. Las fluctuaciones en ΔT

en ambas pilas, pueden estar relacionadas con momentos de reactivación de la actividad biológica y condiciones de la operación del proceso (volteo y humectación).

El color del material, tal como lo señala Mohedo (2004), oscurece a medida que el compost va madurando hasta

llegar a un color café oscuro o casi negro que sucede por la formación de grupos cromóforos y por la síntesis de

melanoidinas. La inspección visual comparándola con compost maduros y estables, permitió identificar diferentes tonalidades y concluir la apariencia de producto estable y maduro a partir del día 128 del proceso.

Durante el proceso de compostaje, el olor se debe mayoritariamente a la presencia de ácidos orgánicos de bajo peso molecular cuya concentración disminuye a valores inapreciables al final del proceso. El olor característico similar a suelo húmedo, se presentó de manera continua a partir del día 100 en la pila A1 y 128 en la pila A2. La relación C/N ha sido ampliamente reportada como un indicador de estabilidad en el proceso de compostaje (Tognetti et al. 2007; Said-Pullicino et al., 2007), reportándose diferentes valores para determinar la madurez y estabilidad del compost, tales como: < 17 (Moldes et al., 2007); < 12 (Bernal et al., 1998); entre 15 y 16 (Barral et al., 2007); entre 15 a 20 (Rosen et al., 1993). Otros autores indican que no se puede establecer un valor único y que este depende de las características de los materiales tratados (Defrieri et al., 2005). Los resultados obtenidos a partir del día 141 del proceso, permiten concluir que en esta etapa los materiales cumplen mayoritariamente los

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criterios de estabilidad y madurez, observándose valores mayores en la pila A1. A pesar de considerarse un material maduro, la inconsistencia del resultado con las otras tres pruebas de madurez, coincide con lo planteado por Brewer y Sullivan (2003) que concluyen que la relación C/N no es un buen indicador de la madurez del compost, pero es apropiado para ilustrar el desarrollo del proceso de compostaje.

El pH estuvo en el rango alcalino durante el monitoreo, con valores entre 9,2 y 9,7 unidades en la pila A1 y 9,1 y 9,8 en la A2. El incremento del pH a rangos alcalinos es atribuible al consumo de protones durante la descomposición de ácidos grasos volátiles, la liberación de CO2 y la mineralización del Norgánico (Beck-Friis et al., 2001; Smars et al.,

2002; Chiumenti et al., 2005). Tognetti et al. (2007) atribuyen el alto pH al final del proceso de compostaje de biorresiduos no triturados, a la más larga e intensiva fase termofílica, que puede favorecer la amonificación del Norgánico. De acuerdo con este parámetro, el producto puede ser catalogado como inmaduro, pues están fuera del

rango de 7 a 8 unidades y de ser aplicado en actividades agrícolas, podría limitar el desarrollo de las plantas y diversos cultivos, de acuerdo con las recomendaciones de USDA (1999).

El contenido de sales solubles en el producto puede ser estimado a través de la CE de una muestra saturada. Los

elementos que más contribuyen con la salinidad son el Na, K, Cl-_{, NH3, NO3 y SO4=. Bajos valores (CE < 3,5 dS/m)}

revelan poca cantidad de sales disponibles. La Norma Chilena -NCh 2880, establece que en un compost de alta calidad sin restricciones en su uso, la CE debe ser inferior a 3 dS/m (INN 2004). Los valores de ambas pilas son superiores a los propuestos por Moldes et al. (2007) e INN (2004), siendo al final del proceso de 5,2 dS/m en la pila A1 y 3,6 dS/m en la A2. Said-Pullicino et al. (2007) también encontraron, en el compostaje de biorresiduos, poda y follaje, altos valores (5,0 a 7,8 dS/m) durante el proceso aunque no fueron fitotóxicos en las pruebas de germinación. A pesar de esperarse una tendencia al decrecimiento a medida que avanza el tiempo del proceso (Khalil et al., 2008), los resultados de este estudio muestran que la CE fue variable.

Al inicio del proceso de compostaje se encuentran bajos valores de IG debido a la descomposición de compuestos orgánicos fitotóxicos; estos compuestos, que están presentes en los residuos crudos como productos intermedios del metabolismo microbial, son degradados durante el proceso, facilitando la obtención de un producto maduro que no afecta el crecimiento de las plantas (Zucconi et al., 1981; Bernal et al., 1998). Bernal et al. (2009) señalan que a IG < 80 el material es inmaduro, entre 80 y 90 es maduro y > 90 es altamente maduro. En este estudio, a pesar de presentarse oscilaciones en el IG en ambas pilas, se observa una tendencia a su incremento. Teniendo en cuenta la propuesta de Bernal et al. (2009) se presenta inmadurez del material desde el inicio de las mediciones hasta el final del monitoreo del proceso.