INTEC Agricultura Ecologica - Manual de Compostaje

MANUAL DE COMPOSTAJE

TABLA DE CONTENIDOS

1. ANTECEDENTES ... 5

1.1. ANTECEDENTES GENERALES SOBRE RESIDUOS ORGÁNICOS... 5

1.2. ANTECEDENTES GENERALES DEL COMPOSTAJE ... 6

1.3. SITUACIÓN ACTUAL DEL COMPOSTAJE EN EL CONTEXTO INTERNACIONAL... 7

1.4. SITUACION ACTUAL DEL TEMA COMPOSTAJE EN EL CONTEXTO NACIONAL ... 9

2. ASPECTOS TÉCNICOS DEL COMPOSTAJE... 11

2.1. MATERIAS PRIMAS PARA EL PROCESO DE COMPOSTAJE ...11

2.2. ASPECTOS GENERALES DEL PROCESO DE COMPOSTAJE ...13

2.3. TECNICAS DE COMPOSTAJE ...16

2.3.1 Compostaje en Pilas Estáticas... 16

2.3.2 Compostaje en Pilas Estáticas Aireadas ... 16

2.3.3 Compostaje en Reactor... 17

2.3.4 Compostaje en pilas de volteo o en hileras:... 17

2.4. ETAPAS DEL PROCESO DE COMPOSTACIÓN...19

2.4.1 Recepción de Residuos... 19

2.4.2 Selección y acondicionamiento... 19

2.4.3 Etapa de compostaje... 19

2.4.4 Tratamientos finales y Almacenamiento ... 20

2.4.5 Otros equipos... 20

2.4.6 Economía Del Relleno Sanitario ... 21

2.5. FACTORES CRÍTICOS EN LA PRODUCCIÓN DE COMPOST...24

2.5.1 Definición y procedimientos de control... 24

2.6. EVALUACIÓN CALIDAD DEL COMPOST...29

2.6.1 Parámetros de Calidad del Compost... 29

2.7. CARACTERÍSTICAS DEL COMPOST DE CALIDAD...32

2.7.1 Técnica Utilizada y tiempo del proceso ... 33

2.8. MATERIALES QUE PERMITEN MEJORAR EL PROCESO DE COMPOSTAJE...36

2.9. PRECAUCIONES EN EL PROCESO Y DESARROLLO DE BUENAS PRÁCTICAS ...37

2.11. ESTUDIOS DE CASO: ALGUNAS EXPERIENCIAS NACIONALES EN

DESARROLLO ...40

2.11.1 Producción de compost en Planta Pudahuel... 40 2.11.2 Compostaje en Reactor a nivel piloto... 41 2.11.3 Producción de compost a partir de corteza de pino (Granja El Entorno VIII

Región) ... 42 2.11.4 Producción de Compost a partir de Corteza de Pino Radiata (VIII Región)

Elaboradora y Comercializadora de Productos Agroforestales GROMOR S.A. ... 42 2.11.5 Producción de compost en base a desechos vegetales y guano... 43 2.11.6 Producción de compost a partir de residuos en vertedero Lepanto ... 43

2.12. NORMATIVA RELATIVA AL COMPOSTAJE (INTERNACIONAL Y

NACIONAL) ...44

2.12.1 Normativa Internacional de Compostaje... 44 2.12.2 Normativa Chilena del Compost... 56

3. ANTECEDENTES DE LOS RESIDUOS ORGÁNICOS CON POTENCIAL DE

REUSO ... 60

3.1. ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE MANEJO...60

3.2. SITUACIÓN ACTUAL EN EL CONTEXTO INTERNACIONAL (GESTIÓN

DE RESIDUOS)...62

3.2.1 Volumen e importancia de los residuos orgánicos... 63

3.3. SITUACION ACTUAL DEL MANEJO DE LOS RESIDUOS SOLIDOS EN EL

CONTEXTO NACIONAL: CASO REGION METROPOLITANA ...65

3.3.1 Mercado: reuso y reciclaje de los residuos sólidos ... 68

3.4. REGULACIONES NACIONALES E INTERNACIONALES SOBRE

RESIDUOS ORGÁNICOS ...69

3.4.1 Normativas nacionales ... 69

4. BIBLIOGRAFIA... 79

INTRODUCCION

El proyecto “Gestión de Residuos Agroindustriales” financiado por el Fondo de Desarrollo e Innovación de la Corporación de Investigación Tecnológica, desde la perspectiva ambiental y a la luz de los objetivos del mencionado proyecto, inició en 1997 un catastro de los residuos que las agroindustrias emitían o descargaban.

El objetivo general del proyecto estuvo enfocado a identificar nuevos negocios (como reciclaje, reuso, etc.), que permitan entregar soluciones a los problemas de contaminación generados por los residuos derivados de las agroindustrias, mediante la articulación de los diferentes actores, para la “transformación del residuo en recurso”. Estos residuos que presentaban potencial para transformarse en recursos, fueron llamados simbólicamente R2.

Para conseguir este objetivo general se realizó entre otras actividades específicas la definición de calidad de residuos para los diferentes usos y destinos y se experimento con la obtención de compost originado en residuos orgánicos de la agroindustria transformándolos en recursos utilizables por las empresas agrícolas y forestales.

Producto de estas actividades se obtuvo el manual que aquí se presenta. En él, además de mostrarse la información de los residuos apropiados para compostar, se informa acerca de los métodos utilizados para preparar compost, la normativa que afecta a los residuos y algunas experiencias de fabricación de compost que actualmente se realizan en el país.

Las industrias agropecuarias y agroindustrias - producto de los procesos a los cuales las frutas, hortalizas y animales y otros insumos son sometidos - generan importantes volúmenes de residuos sólidos y líquidos. En forma creciente han aumentado los costos de disposición de tales residuos lo que ha generado también un incremento de los costos generales de tales empresas.

La gestión de tales residuos líquidos y sólidos que tradicionalmente ha constituido un problema, tiene hoy día para su fracción orgánica (que es la mayoritaria) un camino distinto de la puerta del vertedero o relleno sanitario, este es una planta de compost, la cual usualmente tiene una tarifa menor que la del vertedero para recibir los residuos.

Este manual pretende ser un instrumento base para los que desean fabricar compost.

El problema por resolver es la contaminación generada por los residuos agroindustrales que por su alta composición orgánica se transforman en breve plazo en problemas sanitarios, focos de vectores de enfermedades infecto contagiosas. La solución de parte de estos problemas corresponde a que determinados residuos, se transformen en una especie valorada tal que obtenga un puesto en el mercado.

1.

ANTECEDENTES

1.1. ANTECEDENTES GENERALES SOBRE RESIDUOS ORGÁNICOS

El manejo de la basura domiciliaria y los residuos sólidos industriales son un problema ambiental relevante en el país. En la Región Metropolitana, el manejo inadecuado de los residuos sólidos ha acarreado innumerables problemas de índole social, sanitaria y ambiental como la generación de olores, presencia y proliferación de vectores (moscas y ratones), impacto sobre la estética y sobre la salud de la población, especialmente en aquellos lugares donde se vierten residuos en forma incontrolada y clandestina.

Se define como residuo o desecho a todo material, o resto de material, que no tiene uso alguno. Sin embargo, al momento en que este residuo comienza a ser requerido como materia prima para algún proceso, rápidamente adopta un valor en el mercado y pasa a ser un recurso.

Al poner en práctica las capacidades tecnológicas para utilizar en forma razonable los recursos naturales, quizás ya no se hable de residuos, sino más bien de productos primarios y secundarios, conformando todos ellos una malla de uso- reuso- reciclaje más eficiente y armónica, es decir, un sistema de transacción de residuos.

FIGURA N°1

Para definir si determinados residuos tienen potencial de reaprovechamiento, es necesario conocer su naturaleza u origen. Desde el punto de vista del objetivo de este manual tienen particular interés los residuos de tipo orgánico.

Los residuos orgánicos incluyen, entre otros a los plásticos, fenoles, fracciones de petróleo (derrames), restos animales, vegetales, efluentes de la industria alimentaria y aguas servidas.

intervención del hombre (descartes de la explotación forestal, residuos de la industria alimentaria, desperdicios domiciliarios, etc.).

1.2. ANTECEDENTES GENERALES DEL COMPOSTAJE

El compostaje es una técnica utilizada desde hace mucho en la agricultura, consistente en el apilamiento de los residuos de la casa, excrementos animales y restos de cosecha, para descomponerlos y transformarlos en un producto fácilmente manejable y aprovechable como mejorador de suelo. Este era un proceso lento y no siempre se conservaba al máximo la calidad del material.

Sin embargo, el compostaje que se practica en la actualidad es un proceso controlado para conseguir la transformación de un residuo orgánico en un producto estable, aplicable al suelo como mejorador de suelo.

La palabra Compost viene del latín componer (juntar). La definición más aceptada de compostaje es “La descomposición biológica aeróbica (en presencia de aire) de residuos orgánicos en condiciones controladas”.

El compost cumple importantes funciones en la vida del suelo, tales como: Entregar al suelo nutrientes, mejorando su estructura, textura, aireación y la capacidad de retención de agua, por ejemplo al mezclar el compost con suelos arcillosos estos aumentan su porosidad y se transforman en suelos livianos, en cambio en suelos arenosos aumenta la capacidad de retención de agua. También el compost permite controlar la erosión, se aumenta la fertilidad del suelo y se genera un aumento en el arraigamiento de las plantas.

Entre las características del compost se cuentan:

• Su color es oscuro, casi negro.

• Tiene una gran capacidad de retención de agua.

• Su olor es agradable parecido al de la tierra húmeda

• Actúa como mejorador del crecimiento de las plantas y es posible de utilizar en terrenos agrícolas o jardines, siendo un excelente o mejor sustituto a la tierra de hoja.

• Agrega elementos esenciales al suelo y no nitrifica ni acidifica el terreno como suele ocurrir con el uso de fertilizantes químicos.

Además presenta las siguientes ventajas:

• Disminuye las necesidades de materia orgánica de los suelos y contribuye a su recuperación.

• Reduce la tasa de ocupación de los vertederos, al darles un destino útil a parte de los residuos.

• Es una alternativa las necesidades del sector agrícola y comercial en el campo de los productos que aportan materia orgánica a los suelos.

• Optimiza los recursos existentes en cada zona al aprovechar los residuos que se producen en ellas.

Fabricar compost es una manera práctica, conveniente y “ecológica” de transformar los residuos sólidos orgánicos en un recurso útil como mejorador de suelos y, de paso, contribuir a la reducción de los residuos que van a vertedero, con lo cual se logra aumentar la vida útil de estos últimos.

Los residuos sólidos depositados en un relleno sanitario se descomponen muy lentamente porque en el proceso aislado del aire consumen rápidamente el oxígeno existente, generándose una fase de descomposición en ausencia de oxígeno (descomposición anaeróbica), en la que se produce la transformación del carbono contenido en la materia orgánica en gas metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2) los que se difunden a la atmósfera y en parte son responsables del efecto invernadero y el calentamiento global.

Para lograr un buen compost se debe primero favorecer la descomposición aeróbica de los residuos sólidos orgánicos (en presencia de oxígeno y manteniendo una aireación adecuada) y, segundo, se debe realizar una balanceada mezcla de materiales que sirvan de alimento a los agentes que realizan la descomposición (principalmente bacterias, hongos y actinomicetes).

FIGURA 2

Desde hace tiempo, el compostaje se realiza en el medio rural, mediante el uso de restos vegetales y estiércol de animal. Se puede utilizar también la fracción orgánica de la basura domiciliaria, en forma controlada, en instalaciones industriales. El compostaje tiene una gran importancia como alternativa de manejo de residuos ya que, por ejemplo, cerca del 50 % de la basura domiciliaria está constituida por materia orgánica.

1.3. SITUACIÓN ACTUAL DEL COMPOSTAJE EN EL CONTEXTO INTERNACIONAL

Tanto en Europa como en El Estados Unidos, el auge por implementar nuevas tecnologías para la recuperación de residuos sé inició a partir de los años 70. Actualmente en Estados Unidos, la

Este tipo de manejo se ha ido difundiendo por el mundo cada vez con más fuerza, debido a los logros obtenidos con la participación de la ciudadanía, compostando in situ, y separando en origen los materiales. Las materias primas utilizadas son restos de comidas, restos de podas y de jardines, y lodos de plantas depuradoras. En la tabla siguiente se indican dos experiencias de plantas de compostaje

TABLA N° 1

Localización Material Compostado Recepción material

Ton/día

% de lodo en pilas

Planta de Gardelegui

• Materia orgánica recogida selectiva

• Lodos depuradoras • 170 • 46 50 % en peso España, EDAR • Resto de poda • Lodos de Depuradora

• Residuos de maderas y corteza de pino

• 5

• 70

• 134

34 % en peso

Fuente: ( R.GIL - Marth Cebrian, 1998)

En España, la cantidad de compost obtenido en procesos es a partir de RSU, y lodos de plantas depuradoras fueron:

• Compost fino 75 Ton / día

• Compost grueso 9 Ton/ día

Actualmente la dosis utilizadas son para mantener el nivel húmico de la tierra, en especial cuando los terrenos son destinados a cultivos intensivos, donde se emplean entre 2 a 100 TN / Ha. Los demandantes a quienes esta orientado son: agricultores, invernaderos, paisajistas, y proveedores en general. La siguiente tabla indica los usos más frecuentes en diferentes cultivos:

TABLA N° 2

Tipos de cultivos Zonas donde se está utilizando/ ventajas

Viñedos En numerosos países de Europa.

Horticultura En la zona mediterránea de Europa

Frutales Como cítricos, almendros

Remolacha Aumenta la producción unitaria y la riqueza del azúcar

El empleo masivo de fertilizantes sintéticos, incorporando malas practica agrícolas, como quemas de rastrojos ha llevado a un importante descenso del contenido de materia orgánica en los suelos influyendo en sus propiedades físico químicas y biológicas. Para paliar en algo esta situación se ha desarrollado la agricultura orgánica, cuyo objetivo principal la no aplicación de productos químicos; a esto se suma las fuertes demandas de los consumidores con respecto de consumir productos orgánicos, provocando la restricción del uso de productos agroquímicos. En España en el año 1994, sólo el 1% del total de las producciones agrarias se hallaban acogidas a la denominación de agricultura ecológica, sin embargo a partir de la reforma de la política agraria Común, se contempla un incremento en la protección ambiental, y la intensificación de este tipo de agricultura.

1.4. SITUACION ACTUAL DEL TEMA COMPOSTAJE EN EL CONTEXTO NACIONAL

La transformación de residuos orgánicos en compost, se originó en el extranjero como resultante de la necesidad imperiosa de reducir el espacio de vertederos destinados a acumular los desperdicios de la actividad humana. Esta es solo una de las varias medidas adoptadas por las autoridades de gobierno para afrontar un problema que en esos países ha hecho crisis y que ya se ha hecho presente en Chile.

A diferencia de la agricultura que se realiza en otros países, donde la aplicación de fertilizantes o enmiendas orgánicas forma parte de la tradición, en Chile la fertilización se basa en elementos inorgánicos, lo que ha llevado en muchas partes a que los suelos están empobrecidos de materia orgánica, habiéndose podido determinar que diversos cultivos muestran reacciones muy pobres a la fertilización mineral, mostrando en cambio reacciones inesperadas y positivas a la adición de materia orgánica vía compost o de abonos orgánicos.

Diversos trabajos han demostrado que el compost es la vía natural para mantener y reproducir microorganismos y otros elementos vivos que son controladores de plagas y enfermedades que afectan los cultivos. Este sistema tiene la ventaja de reducir en forma significativa el riesgo que implica el uso de plaguicidas.

La demanda por este tipo de producto mejorador de suelo no solo se limita al sector agrícola. Es de conocimiento público el daño que se está causando a todo el sector de pie de monte de Santiago debido a la extracción de “tierra de hoja de litre”. Más aún, ya existe la preocupación de varios sectores por evitar que continúe este proceso e intentar revertirlo, para suspender así el proceso erosivo y recuperar un cinturón de área verde tan necesario para Santiago. Experiencias en el extranjero han demostrado que un compost de calidad aceptable, reemplaza eficientemente la tierra de hoja natural siendo además el recuso por excelencia usado en la recuperación de áreas verdes naturales y artificiales como son bordes de autopistas, parques y jardines.

Hoy en día existen resultados concretos para los residuos de tipo orgánico que pueden ser utilizados en la fabricación de compost a nivel nacional

Sobre la base a los resultados obtenidos en el catastro agroindustrial 1997, el volumen potencial de residuos orgánicos factible de destinar a compostaje u otros sistemas similares de reciclaje, sólo para el CIIU 3113 es de 288.000 toneladas/año. A este rubro y para similares usos se podrían unir los residuos orgánicos del CIIU 3132 y 3133, los que en conjunto suman sobre 170.000 toneladas/año más, completando cerca de 450.000 ton/año a 1999.

La capacidad potencial de procesar estos materiales en la RM es cercana a las 300.000 toneladas/año, la cual está dada principalmente por:

• Instalaciones de la Planta Pudahuel de la empresa ARMONY (240.000 toneladas/año)

• Planta de Petreos Quilín (12.000 toneladas/año)

• Instalaciones de Emeres ( 12.000 toneladas/año).

• Planta de compostaje de Aguila norte (Paine)

• Planta de compostaje de Vitacura

Dada las amplias posibilidades de esta alternativa de manejo de residuos, el número de instalaciones actualmente está aumentando notoriamente

A lo anterior se debe sumar las iniciativas de empresas particulares que utilizan gran parte de sus residuos orgánicos para generar compost in situ y aprovecharlo dentro de sus propios terrenos, como es el caso de gran parte de las viñas y la presencia en el mercado de equipos compactos para desarrollar estos procesos.

También se han detectado algunas otras instalaciones de compostaje industrial en el país, específicamente en la VIII Región (ver detalles en capítulo II 10).

Los volúmenes de residuos orgánicos compostados a 1998 fueron aproximadamente 50.000 toneladas, de las cuales un porcentaje no despreciable corresponde a residuos provenientes de agroindustrias adscritas al proyecto “Gestión de Residuos Agroindustriales” (cerca de 10.000 ton). El envío de residuos a compostaje en lugar de disponerlos en vertederos representa una ventaja en cuanto a disminuir los costos del generador desde alrededor de $ 11.000/ton a $6000/ton. Esto representó en 1998 un ahorro cercano a 250 millones de pesos.

2.

ASPECTOS TÉCNICOS DEL COMPOSTAJE

2.1. MATERIAS PRIMAS PARA EL PROCESO DE COMPOSTAJE

En principio, toda materia orgánica tales como desechos vegetales y animales, y restos de alimentos, entre otros, pueden ser utilizados como materia prima para el compostaje. Los sistemas de recolección separada y posterior compostaje de residuos orgánicos en forma exclusiva están teniendo cada vez más aceptación porque la recolección separada permite generar un compost que cumple con los requisitos de calidad del consumidor y con las exigencias ambientales.

La separación en origen es fundamental para el proceso del compostaje

Existen dos componentes de la materia orgánica fundamentales en el compostaje: el carbono y el nitrógeno. La proporción C/N en la materia orgánica suficiente para ayudar al proceso de la descomposición es de aproximadamente 30 partes de carbono por 1 de nitrógeno (30:1) en peso. El proceso del compostaje se retarda si no hay suficiente nitrógeno, y demasiado nitrógeno puede causar la generación de amoníaco que puede crear olores desagradables.

Una regla para recordar es que el material seco es alto en carbono y la materia húmeda es alta en nitrógeno. Así pues, se debe combinar 3 porciones secas con 1 porción húmeda. Por ejemplo:

• Materias ricas en carbono (secas) Abono de caballo, hojas, virutas de la madera, periódico, paja, aserrín, entre otros.

• Materias ricas en nitrógeno (húmedo): Residuos vegetales, abono fresco de aves y cerdo, alfalfa, pasto, entre otros

• Materias que no se debe compostar: Restos de plantas enfermas, los residuos de carne y cualquier elemento que tenga altos contenidos de grasa

Los residuos orgánicos posibles de utilizar en un proceso de compostaje son:

• Residuos procedentes de recogida doméstica.

• Desechos de corte y limpieza de parques y jardines.

• Desechos horto-frutícolas y subproductos de industrias alimentarias.

• Restos de cosechas de invernaderos y cultivos hortícolas.

En relación con los residuos generados por la industria alimentaria y agroindustria, existe un interesante potencial de recursos posible de destinar a la fabricación de compost, lo cual se detalla en la siguiente tabla.

TABLA N°3

Residuos agroindustriales con potencial de utilización para fabricar compost

CI IU Definición del CIIU Empresas (como ejemplos)

Residuos sólidos generados de procesos 3111 Matanza de ganado y preparacion y conservacion de carnes • Matadero - frigorífico • Fábrica de cecinas • Elaboradora de tripas • Procesadora de carnes • Huesos • Pulmones, tráqueas • Hígado, riñones • Tripas, vísceras

• Cuero, plumas (matadero avícola)

• Lodos 3112 Fabricacion de productos

lacteos

• Quesos y postres • Suero

• Lodos 3113 Envasado y conservación de frutas y legumbres • Deshidratadora • Encurtidos • Congelados • Conserverías • Carozos • Restos de fruta

• Residuos vegetales (ej. Pepas, cascaras)

• Escobajo, orujo

• Devolución de productos

• Descartes

• Lodos 3116

Productos de molineria • Molinería • Restos farináceos

• Paja 3121 Elaboracion de productos alimenticios varios • Fabricación de productos alimenticios • Restos farináceos • Residuos orgánicos 3132

Industria vitivinicola • Vitivinícolas • Restos orgánicos

• Borras material filtrante 3133 Bebidas malteadas y maltas • Elaboradora de cerveza • Fábrica de cebada malteada • Material filtrante • Residuos orgánicos

• Restos farináceos, paja, lodos Fuente : Clasificación de residuos,1998,. P. Gestión de Residuos Agroindustriales

FIGURA N° 3

CLASIFICACIÓN DE SUSTRATOS

2.2. ASPECTOS GENERALES DEL PROCESO DE COMPOSTAJE

El proceso de compostaje puede ocurrir por dos métodos:

• Método natural: los residuos orgánicos se coloca en pilas de forma variada. La aireación necesaria para el desarrollo del proceso de descomposición biológica se obtiene volteandola periódicamente con la ayuda de un equipo apropiado. El tiempo para que el proceso concluya, varía de tres a cuatro meses.

• Método acelerado: la aireación se produce a través de tuberías perforadas, sobre las cuales se colocan las pilas de material orgánico, o en reactores rotatorios, dentro de los cuales se colocan los residuos, que avanzan en sentido contrario al de la corriente de aire. Posteriormente se apilan, como en el método natural. El tiempo de permanencia dentro del reactor es de unos cuatro días, y el tiempo total del compostaje acelerado es de dos a tres meses.

MATERIAL VERDE PASTO LODOS ESTIÉRCOL SÓLIDO HOJAS DE REMOLACHA RESIDUOS VEGETALES RESIDUOS DE MALTA CHIPS REMOLACHA LODOS CON ALMIDÓN RESIDUOS MUNICIPALES CONTENIDO RUMINAL GRASAS RESIDUOS GRASOS MEZCLADOS ESTÓMAGOS /INTESTINOS SANGRE ALIMENTOS DADOS DE BAJA RESIDUOS DOMÉSTICOS RESIDUOS DE CRIANZA RESIDUOS INDUSTRIALES RESIDUOS DOMÉSTICOS RESIDUOS DE CRIANZA ALIMENTOS DADOS DE BAJA RESIDUOS AGRARIOS LODO DE SANITARIAS RESIDUOS DOMÉSTICOS (NO SEPARADOS) MATERIAL VERDE DE CALLES RESIDUOS DE GRANOS MEZCLADOS RESIDUOS DE CIUDAD COMPLETAME NTE CON PROBLEMAS DE HIGIENE CON CUERPOS EXTRAÑOS _CONTAMINAD OS

El grado de descomposición o degradación del material sometido al proceso de compostaje, es un indicador del estado de avance de la “maduración” del compost orgánico. El aspecto del material – color – olor y humedad da ciertas indicaciones. Así, el color final es oscuro, el olor es similar a tierra mojada, y la humedad se reduce. Al comienzo del proceso de descomposición del material actúan los microorganismos que producen fermentación ácida, y el pH se vuelve más bajo, lo cual es favorable para la retención de amoníaco Al final del proceso, la humedad del compost para uso agrícola o de jardinería no debe pasar del 40%.

FIGURA N°4

Proceso de compostación y factores físicos incidentes

El diagrama adjunto, da cuenta de los procesos de compostación y factores físicos incidentes. En primer lugar, es posible distinguir los factores físicos considerados, tal es el caso de: clima, tiempo, materia prima y medidas de manejo o también llamada ingeniería de proceso. En cuanto a las dos primeras es importante destacar que corresponden a variables externas, y por lo tanto, difíciles de manejar, pero controlables en base al diseño de las instalaciones ( ej. producción de compost bajo techo)

En el caso de las materias primas y las medidas de manejo, estas incluyen todas las variables relacionadas con las proporciones óptimas de nutrientes, carbono, nitrógeno, contenido de oxígeno, aireación, cantidad de agua al proceso entre otras.

En segundo lugar, se encuentran los factores resultantes del proceso mismo de compostación, tal es el caso del producto compost y de emisiones. En el caso del compost las variables a considerar tienen relación con las características mismas del producto como: estructura, humedad, contenido de nutrientes y grado de madurez.

•

•

•

•

•

•

MATERIA

PRIMA

ç Nitrógeno NH3, NOx1, NO2, N2 ç Carbono (CO2, CH4) ç Vapor de agua LIQUIDOS ç Lixiviado ç Nutrientes en solución Regulación del metabolismo Del aire y del agua (aditivos, aireación, volteo techumbre, construcciones) FACTORES FISICOS ç Masa ç Densidad (estructura) ç Humedad ç Homogeneidad FACTORES QUIMICOS/ BIOLOGICOS ç Relación de nutrientes (C/N/P) ç Disponibilidad de nutrientes ç Actividad biológica ç Contenido de oxígeno

agua y otros. La situación de los líquidos tiene que ver con la cantidad de lixiviados generados y con los nutrientes que se pierden en estos líquidos.

2.3. TECNICAS DE COMPOSTAJE

El proceso de compostaje se puede resumir en 3 etapas, estas incluyen las siguientes operaciones:

Acondicionamiento Compostaje Elaboración

Recepción materias primas Pesado

Separado Descarga

Limpieza manual

Picar o chipear

Separar partes extrañas Mezclar Airear humedecer Limpiar Harnear Envasar

Producto final o terminado

Como el rendimiento de producto es básicamente el mismo en las distintas técnicas de compostaje (en hileras con volteo, pila estática aireada o en bioreactor), los criterios de selección se basan en la inversión, funcionamiento, disponibilidad de terreno, complejidad operacional y el potencial para generar problemas medioambientales.

Las técnicas de compostaje varían de acuerdo a las condiciones de aireación, período de volteo y la calidad requerida en el producto final. Todo sistema de compostaje necesita una serie de medidas de monitoreo para verificar constantemente las condiciones de temperatura y humedad.

Las técnicas principales corresponden a las que a continuación se describen, la elección de cualquiera de ellas va a depender de los objetivos planteados por el productor, el producto que desea elaborar, de las necesidades del mercado, de la cantidad de material a procesar y del tipo de substrato con el que se pretende trabajar (entre otros ).

2.3.1

Es el sistema más antiguo de compostaje, en el que se forman pilas de reducida altura, que se dejan sin movimiento, ventilándose naturalmente, por lo tanto, ocurren procesos de anaerobiosis zonales, con generación de malos olores, gases y líquidos.

Lo anterior, genera una fermentación deficiente e irregular, no obteniendo un producto de alta calidad. El tiempo de estabilización de la pila es entre 4 y 6 meses. En regiones con mucha pluviometría o alta humedad ambiental, se recomienda colocar el material bajo techo o galpones.

2.3.2

Consiste en colocar el material a compostar y airearla en forma forzada, la altura recomendada de la pila es de 2 a 2,5 metros sobre una red de tuberías de aireación, donde se suministra aire frecuente para proporcionar el medio aeróbico necesario para la compostación. Este material se procesa en un período relativamente rápido, dos meses aproximadamente, el primero con aireación y el segundo sin ella, para la establización del material.

Este tipo de compostaje requiere una serie de equipamiento, como un compresor, red de tuberías, válvulas, y sistemas de control de presión de aire, temperatura y humedad, lo que lo hace tener un valor económico mayor. En esta técnica el producto se encuentra estabilizado entre los 4 y 6 meses.

2.3.3

Este proceso se lleva a cabo en un contenedor cerrado, donde se establece un proceso aerobio acelerado para generar compost (alrededor de un mes).

Los distintos tipos de residuos se alimentan a la máquina, y luego se dosifica una cantidad programada de material rico en carbono (aserrín, paja) para asegurar el proceso de descomposición. Luego, la mezcla es desmenuzada dentro de la máquina para asegurar un tamaño de partícula adecuado

Una vez realizado el proceso de trituración y mezcla, el material pasa a un contenedor de compostaje provisto de una bomba para inyectar aire a la mezcla, lo que facilita el trabajo de los microorganismos que convierten los desechos en compost.

2.3.4

Este sistema considera el volteo del producto ya sea manual o mecánicamente, en este sistema de compostaje en pilas se amontona el material al aire libre o en galpones, con un cargador frontal. Si esta termina en su parte superior en punta se habla de una pila triangular; si su superficie superior es plana se habla de una pila trapezoidal.

Las pilas deben ser volteadas en forma regular, ya sea con máquinas especialmente destinadas a éste fín (volteadoras) o también se pueden usar cargadores frontales pero conlleva el riesgo de no lograr un mezclado apropiado del material en proceso, también se pueden voltear en forma manual.

El volteo debe ir disminuyendo a medida que pasa el tiempo, se recomienda, por ejemplo, que durante el primer mes se realice dos veces a la semana; en el segundo mes, una vez a la semana; el tercer mes, cada 15 días y los meses restantes, una vez al mes, dependiendo de la mezcla utilizada.

Con el volteo de las pilas se persigue obtener los siguientes efectos: ç Mezclado

ç Evitar compactación ç Intercambio gaseoso

ç Creación de nuevas superficies de ataque para los microorganismos ç Control de la temperatura, pH y humedad

Para proteger las pilas del exceso de humedad o de un secado extremo, se pueden proteger con telas especiales de material poroso al aire. Debido al costo y trabajo adicional que esto significa, se evita muchas veces usarlas. Desde el punto de vista de requerimientos de mano de obra, es conveniente reemplazar el uso de tela por techumbre, especialmente en zonas con alta pluviometría.

construyan demasiadas altas (superiores a 2,0 mts de altura) y si a esto se agrega intervalos demasiados largos entre volteos y técnicas de volteo deficientes, no es posible garantizar el intercambio de aire entre el interior de la pila y el medio, no garantizando el que es necesario para mantener las condiciones aeróbicas del medio, produciendo así condiciones anaeróbicas donde se pueden formar gases mal olientes y otros que son relevantes para los aspectos climáticos (por ej. CH4) y ambientales en general. Estos gases también se pueden formar por anaerobiosis zonales y transitorias, pero en cantidades mucho más pequeñas.

Otro proceso de apilación consiste en una serie de capas intercaladas de material a compostar y tierra usada como material absorbente. Por ejemplo: una primera capa inferior de 10 cm. de tierra con aserrín, una capa con residuos a compostar de 5 cm., una capa de tierra de 5 cm, una capa de residuos de 10 a 15 cm, una capa de tierra de 2 cm, hasta alcanzar la altura de 1 m. Esta mezcla se estabiliza a los 4 a 5 meses, con un volteo semanal. Es recomendable para volúmenes pequeños, por ejemplo el proceso de restos de una vivienda o parcela (compostaje doméstico). La siguiente figura indica formas de manejo de pilas diseñados para ahorrar espacio y mejorar la aireación.

FIGURA N°5

La técnica de pila de volteo, es relativamente fácil de aplicar, dependiendo del volumen a tratar: Un ejemplo de dimensionamiento y tratamiento de pila de volteo en hilera, puede ser:

• Altura: entre 1,5 y 1,8 mts.

• Base: entre 2,4 a 3,6 mts.

• Largo: variable

• Paredes verticales con una inclinación cercana a los 30°.

• Humedecimiento: con riego por aspersión o manguera

• Rango de humedad óptimo: 40 a 60%

• Periodicidad de volteo: variable, de muy frecuente, 2 veces a la semana en el primer mes a una vez al mes en el último período. Dependiendo del lugar geográfico donde se emplace y tipo de sustrato a trabajar (% de humedad, Tº) (Ver ejemplo capitulo 6 letra d)

2.4. ETAPAS DEL PROCESO DE COMPOSTACIÓN

La compostación o producción de compost es una técnica relativamente simple, básicamente requiere de cinco operaciones, las que pueden ser perfeccionadas o dicho de otro modo hacer más eficiente el proceso con pequeñas variaciones. El proceso en una planta de compostaje puede agruparse en las siguientes etapas:

2.4.1

Este sector comprende las instalaciones y los equipos de control de los flujos de entrada (residuos vegetales, restos de poda, residuos agroindustriales, pelos, aserrín, y otros materiales) Según el tamaño y las características de la instalación, se requieren al menos de los siguientes equipos que permitan un manejo inicial de los residuos, antes de la selección:

• Pesa para camiones que ingresan con Materia Prima a la planta.

• Tolva o deslizador

2.4.2

Esta etapa tiene por finalidad realizar una primera selección o limpieza de las materias primas que ingresan a la planta; algunos equipos pueden ser:

• Cinta de selección o limpieza para eliminar: cartones, papeles, plásticos, metales, vidrios, maderas, latas, y otros materiales extraños.

• Separador magnético.

• Tamices rotatorios

El trozado o picado de los residuos es una operación de acondicionamiento necesaria para dar mayor superficie de acción a los microorganismos, por lo demás existen muchos tipos de equipos capaces de realizar esta actividad desde algunos muy simples a otros muy sofisticados.

2.4.3

En el patio de compostaje o área de la instalación donde se colocan los residuos para transformarse en compost. Debe estar pavimentado, o cubierto con arcilla compactada, dotado de un sistema de captación de lixiviados, aguas de lluvia, y disponer de un estanque de estabilización. En algunos casos esta área se ubica al aire libre y en otras bajo techo.

Una vez que el material a compostar tiene un tamaño pequeño (casi como aserrín) puede ser colocado en “pilas” o columnas trapezoidales o triangulares (esto de acuerdo al tipo de proceso realizado), y dejar en este estado para que se produzca la fermentación aeróbica en todas sus fases. Estas se voltean periódicamente, a fin de homogenizar y airear el material. Opcionalmente, el proceso acelerado se puede realizar en pequeñas instalaciones, insuflándoles aire, o facilitando el movimiento de aire por medio de compresores o aspiradores.

La operación de volteo del material permite dar la aireación necesaria a las pilas con lo que además se controla la temperatura del proceso. El volteo puede ser manual para pequeñas escalas de producción o bien puede ser realizado por equipos especializados.

2.4.4

Los tratamientos finales del compost maduro consisten en triturarlo y tamizarlo, para darle una menor granulometría y volverlo más manejable. Este tipo de manejo permite prensar y disponer en sacos, lo cual facilita su movilización y transporte. El almacenamiento de los productos finales debe hacerse en un galpón cubierto.

a. Cernido o tamizado

Una vez que el proceso de compostación ha llegado a término se produce una importante reducción de volumen respecto a lo que inicialmente se empezó a compostar (60 a 70%) pero también quedan materiales que no se han degradado, por lo tanto para homogeneizar el producto este se debe cernir. Para realizar esta operación se utiliza una maquina tamizadora (esta puede ser del tipo cilíndrica o provista de tamices por lo general constan de 3 bandejas con diámetros diferenciados entre sí, a fin de captar el mayor número de residuos sólidos o material que aún no este degradado)

FIGURA N° 6

Tamiz simple para compostaje a pequeña escala

b. Envasado

El material Compost una vez tamizado puede ser envasado o ser vendido u ocupado directamente a granel Por otro lado las pilas de compost pueden ser hechas a la intemperie o bajo techo, todo dependerá de las condiciones climáticas del lugar donde se llevará a cabo el proceso

2.4.5

a. Trituradores o molinos

Algunas instalaciones utilizan molinos o trituradores de cuchillas o martillos, instalados a continuación de la correa de captación. Esos equipos tienen la finalidad de reducir las partículas

gruesas, para facilitar el compostaje. Sin embargo, en gran parte de los centros de procesamiento esos equipos no se utilizan por las siguientes razones:

• Alto costo de mantenimiento

• Alto consumo de energía

• Introducción de excesos de inertes en el compost (trozos de vidrio y de porcelana)

• Reducción excesiva de la granulometría del residuo. b. Cedazo rotatorio

Es un equipo de sección circular o hexagonal, con el eje ligeramente inclinado, y dotado de mallas o perforaciones en las paredes laterales. Su objetivo principal es separar los componentes de menor tamaño que salen por los lados. Además de su finalidad principal, puede ayudar a deshacer las tortas que puedan haberse formado durante el proceso de compostaje. Cuando se utiliza en el procesamiento, ofrece, además los siguientes beneficios: ayuda a romper los sacos plásticos y otros componentes frágiles, como frutas, verduras y restos de basura; uniforma la humedad, transfiriendo el exceso de agua de materiales como frutas y verduras, a otros extremadamente secos (hierba seca, por ejemplo); permite que algunos materiales, ya algo descompuestos, se mezclen y afecten a los de difícil descomposición. Las desventajas de su utilización en este sector son: el costo de operación, la necesidad de paradas para limpieza.

2.4.6

El proceso de compostación produce como promedio, la disminución de un 70% en el tonelaje de residuos comparándola con aquellos destinados al relleno sanitario; con ello se reducen los costos de operación por cantidad recolectada, y aumenta la vida útil del área asignada a disposición final de residuos.

FIGURA N°7

Pilas de compostaje, ubicadas en Canchas de tierra,

FIGURA N°8 Patio de Compostaje asfaltado

FIGURA N°9 Máquina volteadora de pilas

FIGURA N°10

El Compost también puede ser fabricado en casa con composteras domésticas o se puede procesar en instalaciones comerciales.

FIGURA N°11

2.5. FACTORES CRÍTICOS EN LA PRODUCCIÓN DE COMPOST

Debido a que el compostaje es un proceso de conversión microbiológica de materia prima orgánica (residuos orgánicos) en humus estable y suelo enriquecido, donde se requiere de las mejores condiciones internas y externas para el crecimiento y desarrollo de los microorganismos, se hace indispensable que exista un manejo adecuado de los “factores críticos” del proceso.

Los factores críticos corresponden a:

• Temperatura • pH • Humedad • Relación carbono/nitrógeno • Aireación • Granulometría • Tiempo • Período de estabilización

2.5.1

a. Temperatura

Esta tiene efecto en el crecimiento y la actividad metabólica de los microorganismos. Es un parámetro útil para medir el proceso de descomposición ya que en la medida que se desarrolla el metabolismo de las bacterias se genera calor por lo tanto el incremento de temperatura es un buen indicador de cómo esta funcionando el proceso.

La velocidad del proceso de compostación se acelera cuando la temperatura está entre los 35 y 70°C. Sobre esta temperatura los microorganismos mueren y podrían generarse olores desagradables en la medida que la pila se esteriliza a sí misma.

Los microorganismos más eficientes en la compostación son los microorganismos mesófilos cuya temperatura óptima corresponde a los 35 – 40°C y los termófilos quienes requieren de 55°C o un poco más.

Estas temperaturas mantenidas en el tiempo permiten ejercer naturalmente un tratamiento de sanitización especialmente con respecto a microorganismos patógenos, así como también logran destruir semillas de malezas, esporas de hongos y algunas fitotoxinas que posteriormente significarían un problema al adicionar el compost sobre cultivos agrícolas.

El manejo de la temperatura requiere cuidado y control ya que así como la alta temperatura es capaz de sanitizar de patógenos también puede terminar con la flora benéfica antes que el proceso lo haga naturalmente en el momento justo.

Las lecturas periódicas mediante el uso del termómetro ayudan a determinar el momento en que la pila debe ser volteada, si ésta alcanza sobre los 70°C.

Si una pila de compostaje no logra subir su temperatura por sobre los 48°C pasados algunos días, está indicando que probablemente no hay suficiente nitrógeno en la pila para activar o gatillar el proceso.

FIGURA N° 12

Variación de Temperatura y pH en una Pila de Compostaje. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Mesofílico

Termofílico Enfriamiento Madurez

Estado de Compostaje Temperatura (ºC) 3 5 7 9 11 13 pH Temperatura pH

Fuente Gray y Biddlestone (1981).

b. Acidez de la materia en el proceso (ph)

Este es un parámetro importante para evaluar el ambiente microbiano y la estabilización de los residuos. El valor del pH, al igual que la temperatura varían con el tiempo y el proceso de compostaje. El pH inicial esta normalmente entre 5 y 7.

En los primeros días de compostaje, el pH cae a 5 o menos, debido a la presencia de ácidos orgánicos simples, y la temperatura sube debido a la producción de organismos mesófilos. Después de aproximadamente 3 días, la temperatura llega a la etapa termófila y el pH comienza a subir hasta aproximadamente 8 a 8,5 para el resto del proceso aeróbico. El valor del pH llega a un valor de 7 a 8 en el compost maduro.

c. Humedad

Ejerce un efecto importante en la población bacteriana en cuanto a su crecimiento y actividad metabólica, este factor debe ser expresamente manejado cuando se trata de fabricar compost de modo eficiente (acortando los tiempos del proceso). El valor ideal varía entre 40 – 60%.

La mezcla inicial de los componentes es importante para aumentar o disminuir el contenido de humedad inicial hasta el nivel óptimo. La mezcla sirve también para obtener una distribución más uniforme de nutrientes y microorganismos.

A modo de ejemplo, si se tiene un residuos orgánico con una humedad máxima de un 65% al ingresar al proceso, y un período de compostaje de 15 días, se sugiere la primera vuelta al tercer día. De ahí en adelante se debería voltear cada 2 días hasta un total de 4 a 5 vueltas. En todo caso, la frecuencia del volteo está condicionada exclusivamente por las fluctuaciones de temperatura y el porcentaje de humedad del material.

Para una evaluación rápida del contenido de humedad se debe tomar una poción a mano llena y el material se debe sentir esponjoso, suave y apenas botar una gota de agua si se estruja.

d. Relación Carbono/Nitrógeno

Este es otro parámetro de producción muy importante a la hora de dar las condiciones perfectas para que se inicie el desarrollo de los microorganismos, esta relación puede variar entre un substrato y otro pero como rango se ha determinado que una relación 15:1 a 30:1 es la más adecuada.

La fuente de energía para bacterias y hongos es el carbono presente en los carbohidratos provenientes de maderas, material celulósico y hojas. El nitrógeno, un componente de las proteínas, es necesario para soportar el desarrollo de los microorganismos beneficiosos.

Mezclando diferentes materiales es posible realizar un buen balance para esta relación, por ejemplo las hojas normalmente tienen una relación C: N de 40/1 a 80/1, lo que indica un muy bajo contenido de nitrógeno, por lo tanto la compostación de ellas es un proceso muy lento. Por otro lado los residuos del corte de pasto presentan alto contenido de nitrógeno (muchas veces liberado al aire como amonio), entonces una mezcla de hojas y corte de pasto es más adecuada ya que acelerará el tiempo de compostación.

TABLA N°4 Relación

CARBONO/NITRÓGENO

Máxima Temperatura alcanzada por la pila de compost

30/1 68ºC

40/1 60ºC

60/1 40ºC

Las bacterias y microorganismos encargados de la descomposición aeróbica requieren de una mayor presencia de carbono que de nitrógeno para crear un ambiente óptimo para su crecimiento y desarrollo. Esta actividad genera calor, y mientras más caliente este la pila mayor es la tasa de descomposición de ésta. Mientras más cercana sea la tasa C/N a 30, mas caliente se vuelve la pila. Como se muestra en el cuadro anterior, algunos estudios realizados en EEUU (por TNRCC) han mostrado que una pila con relación C/N de 30/1 alcanza 68°C, una pila con relación C/N igual a 40 alcanza 60°C y una con relación 60/1 solo alcanza 40°C.

Cabe hacer notar que relaciones de carbono/nitrógeno muy distintas a las presentadas derivan en una notable disminución o anulación (en algunos casos) de la actividad microbiana.

El cuadro siguiente ejemplifica aquellos residuos y materias que son fuentes de carbono con una relación C: N mayor que 30:1 (40:1), y fuentes de nitrógeno cuya relación C: N es menor que 30:1 (15:1). Este conocimiento permite balancear las mezclas de los residuos hechas en las pilas, adicionando residuos como plumas, flores, estiércol, etc., para elevar el contenido de nitrógeno o, por el contrario, si lo que se desea es elevar el contenido de carbono, se deberán incorporar a las pilas los residuos ricos en carbono que se muestran en el cuadro.

TABLA N°5

Fuentes de CARBONO Fuentes de NITROGENO

Cajas de cartón Tallos de maíz Hojas perennes

Granos, Desechos y vainas Hojas de Laurel Hojas Cáscara de nueces Paja de avena Papel Acículas de pino Hojas de Rododendro Aserrín Paja

Residuos de la caña de azúcar Ramas anuales Chips de madera Cartón Filtros de café Plumas Flores Uvas Guano de murciélago Cerveza Heno de Alfalfa Manzanas Pelo Plantas de interior Vainas de leguminosas Lechuga Estiércol Hojas de roble Piel de cebolla Piel de Naranja Restos de podas Rosas Algas marinas

Hojas de Té (Con bolsitas) Hojas de Nabo Piel de manzana Piel de Banana Residuos de cervecería Harina de Sangre Repollo Zanahorias Apio Trébol Molienda de café e. Aireación

Este factor es el cuarto más importante, ya que si la pila o cúmulo en donde se encuentran las materias primas del compost deja de tener aireación el proceso de fermentación cambia de aeróbico a anaeróbico generándose productos distintos y con manejo diferente y graves problemas de olor. La mayoría de los problemas de olores en los procesos de compostaje aeróbico se deben fundamentalmente, a problemas de deficiencia en el volteo donde se pueden desarrollar condiciones

70°C T°C

35°C

Fase I Fase II FaseIII

Maduración Higienización

También se producen malos olores, al agregar materiales cuya descomposición ocurre en un tiempo relativamente largo. Para evitar y minimizar los problemas potenciales de olores, es importante reducir el tamaño de las partículas, separa plásticos y otros materiales no biodegradables, separar elementos en el origen.

El oxígeno se mueve dentro de la pila principalmente por difusión, así si la pila es muy grande se dificulta el paso de oxígeno al centro de la misma, es por eso que en grandes instalaciones o en pilas muy grandes se recomienda hacer aireación forzada.

f. Tamaño de las partículas (granulometría).

La mayoría de los materiales que conforman los residuos sólidos son de forma irregular. Se puede reducir esta irregularidad mediante la trituración de los materiales orgánicos. Lo más importante de todo es que un tamaño de partículas reducido, incrementa la velocidad de las reacciones bioquímicas durante el proceso de compostaje aerobio.

El tamaño de partículas deseable para el compostaje es entre 2 a 5 cm., se pueden procesar partículas más grandes, aumentándose con ello el tiempo de compostaje.

g. Tiempo

Mientras mayor es el tiempo de permanencia de los materiales a compostar dentro de la pila mas seguridad se tendrá de la completa degradación y madurez del compost.

Respecto a la curva de compostaje existen diversas interpretaciones de cuando, o a qué temperatura en relación con el tiempo se produce el peak y cuando inicia su descenso.

Algunos trabajos hablan que el máximo se alcanza en pocos días cuatro a siete, sin embargo en otros trabajos y experiencias este punto ocurre al día siguiente que se inicia la pila de compostación. El compost debe pasar por todas sus fases para estar maduro Fase I, Fase II y Fase III, como se puede observar en la siguiente figura:

La fase inicial dura alrededor de 1 a 7 días, aquí se ha iniciado la actividad degradativa por hongos y bacterias mesófilas, sobre materia orgánica fácilmente degradable tal como azúcares, almidón y proteínas; luego sobreviene la fase II o fase termofílica en la que ocurre la digestión de la celulosa y hemicelulosa y por último viene la fase III de estabilización en la que disminuye la temperatura conjuntamente con la tasa de descomposición microbiana.

La destrucción de organismos patógenos es un elemento importante de diseño en el proceso de compostaje, porque afectará el perfil de temperatura y al proceso de aireación. La tasa de mortalidad de los patógenos esta en función del tiempo y de la temperatura, la mayoría de los patógenos serán destruidos rápidamente cuando todas las partes de la pila estén sometidas a una temperatura de aproximadamente 55 ºC. Solamente unos pocos pueden sobrevivir a temperaturas de hasta 67 ºC durante un corto período de tiempo. Se pueden eliminar todos los patógenos existentes dejando el material que esta fermentándose a una temperatura de 70 ºC durante 2 horas.

h. Período de Estabilización del Material

El proceso de compostificación es variable y depende del material a utilizar, se puede reconocer al producto terminado cuando la temperatura del material baja a aproximadamente 25 ºC y se mantiene sin subir por lo menos una semana.

Un criterio simple para saber si el producto se encuentra estabilizado es colocar un poco del material dentro de una bolsa plástica cerrada, y esperar 24 hrs, esperando no encontrar emanación de malos olores, humedad ni aumentos de temperatura.

Otra manera, consiste en hacer germinar semillas, las cuales efectivamente brotarían pero no serían viables a corto plazo.

Una vez que se considera estabilizado el material, se debe dejar reposar o madurar, entre 15 a 45 días, para posibilitar la higienización del compost, al terminar de degradarse todos los restos de material orgánico.

2.6. EVALUACIÓN CALIDAD DEL COMPOST

2.6.1

La evaluación de la calidad del compost se manifiesta a través de mediciones de parámetros específicos en momentos bien establecidos del proceso. A continuación se menciona cada uno de los parámetros y se desarrolla en forma sintética los aspectos principales a considerar:

a. Contenido de Humedad

La medición de este parámetro se debe realizar al iniciar el proceso efectuándolo con una periodicidad de 1 a 2 semanas, o cada vez que se realice el volteo de la pila. El nivel de humedad de las pilas debe oscilar entre 40 a 60% y se puede controlar fácilmente apretando una muestra de

b. Carbono Total y Nitrógeno Total

Para poder establecer la relación C/N es necesario primero analizar separadamente la magnitud presente de cada elemento en una muestra, a través de un análisis de laboratorio.

c. Relación Carbono/Nitrógeno

La medición de este parámetro debe efectuarse al inicio del proceso y al producto terminado. Los niveles que deberían reflejarse en un caso y otro son de 15:1 o 30:1 al inicio y de 19:1 al final del proceso.

d. Ph

Debe ser medido con pH-metro, y los valores normales al final del proceso deben fluctuar entre 7 a 8.

e. Contenido de Metales Pesados

Debe realizarse al iniciar el proceso y al producto final sólo si existen dudas de la procedencia de la materia prima, ya sea que provenga de lodos de plantas de tratamiento, desechos orgánicos de procesos químicos, etc. El análisis debe hacerse en laboratorio especializado para los siguientes elementos: Níquel, Zinc, Plomo, Cadmio, Cobre, Arsénico, Cianuro, Cromo, Selenio, Mercurio

La Organización Mundial de la Salud ha establecido los rangos tolerables de metales pesados que puede contener el compost maduro o final. Estos rangos son expuestos en la siguiente tabla:

TABLA N°6

Límites de Concentración de metales pesados en el compost final (OMS, 1985) Metales Pesados

(en mg/kg de materia seca)

Rangos Normales Boro 60 – 360 Cadmio 15 – 40 Cobre 90 – 260 Hierro 8.000 – 15.000 Mercurio 1 – 5 Manganeso 300 – 1.300 Molibdeno 10 Plomo 200 – 400 Zinc 800 – 1.200

f. Presencia de Organismos patógenos

Se debe realizar un análisis al producto final para comprobar que puede ser aplicado sin riesgo en procesos agrícolas de mejoramiento o fertilización de suelo.

g. Presencia de Fitotóxicos al iniciar el proceso

Al iniciar el proceso y al producto final para certificar que el producto puede ser aplicado beneficiosamente en procesos agrícolas de mejoramiento o fertilización de suelo.

h. Contenido de Macronutrientes

Verificar el contenido de macronutrientes N2, P2O5 y KOH al final del proceso, sobretodo cuando el destino final del producto es para uso agrícola.

i. Contenido de cuerpos extraños al inicio del proceso

Debe verificarse la presencia de estos elementos al inicio y al finalizar el proceso, ya que la presencia de este tipo de elementos disminuye, por presencia, la calidad del producto terminado. j. Temperatura en el proceso

Deben efectuarse mediciones desde el inicio y con cierta periodicidad durante el tiempo de compostación especialmente al momento de los volteos o, por lo menos una vez por semana con termómetro de varilla; si el proceso se realiza en pilas de gran longitud, la temperatura debe medirse cada 15 a 20 metros, estableciendo un control gráfico como se ejemplifica a continuación:

Es esencial el termómetro como instrumento en una planta de compostación idealmente debería medir un rango de temperatura entre 0°C y 200°C. La temperatura durante el proceso debería fluctuar entre 55º a 70º C durante el proceso.

k. Contenido de Oxígeno

El nivel óptimo de oxígeno existente en una muestra debe ser aproximadamente de un 5%

l. Nitrógeno, Fósforo y Potasio Disponible

Se deben realizar mediciones en laboratorio de estos elementos, sobretodo si el producto está destinado como fertilizante en actividades de tipo agrícolas.

Como se puede apreciar en la siguiente cuadro, la Organización Mundial de la Salud ha establecido rangos normales para compost comercial de sus componentes de humedad, materia orgánica, materia inerte, pH (acidez) y tamaño de las partículas.

TABLA N° 7

Propiedades generales de un compost para ser comercializado según la O.M.S (1985)

Propiedades Rango normal

Contenido de Humedad (%) 30 – 50

Procedimientos de control en laboratorio

Estos procedimientos se refieren al material que va ingresando a las pilas, debiendo constatarse en primer lugar la relación Carbono/Nitrógeno, la humedad y pH del mismo.

Los ensayos de laboratorio deberían ser pruebas de crecimiento de plantas y cultivos, conocer la disponibilidad de nutrientes del compost que se está elaborando, el desarrollo de las plantas y con esto ser certeros al momento de indicar el mejor uso del compost que se elabora.

Estos ensayos permiten reaccionar ante la presencia de fitotóxicos y de contaminantes que estén evitando el buen desempeño de los microorganismos.

2.7. CARACTERÍSTICAS DEL COMPOST DE CALIDAD

Un compost maduro de calidad debería cumplir con todas las condiciones del término del proceso, en cuanto a sus características químicas, físicas y biológicas.

a. Características Químicas

Debe ser un producto libre de metales pesados o con valores trazas, libre de toxinas (pesticidas, herbicidas, fungicidas y fitotoxinas) de pH neutro a ligeramente alcalino. El contenido de nutrientes debe mostrar nitrógeno en sus formas disponibles para las plantas, fósforo y potasio además de los micronutrientes tales como calcio, azufre, cobre y otros.

La Organización Mundial de la Salud ha establecido los rangos tolerables de elementos químicos que puede contener el compost maduro o final. Estos rangos son expuestos en la siguiente tabla:

TABLA N° 8 Elementos Mayores

(en mg/kg de materia seca)

Rangos Normales Nitrógeno 0.1 – 1.8 Fósforo 0.1 – 1.7 Potasio 0.1 – 2.3 Sulfuro 0.5 – 3.0 Alcalinidad -Sales totales -Fuente: OMS - 1985 b. Características Físicas

Libre de cuerpos extraños sean estos metales, papeles, plásticos y vidrios, sin variaciones de temperatura con una temperatura que bordea los 35°C, de textura granulosa, color café oscuro en apariencia muy similar a la tierra de hoja. Con humedad pero sin saturación.

c. Características Biológicas

En buen estado sanitario (sin microorganismos patógenos vivos) y con microorganismos benéficos que mantendrán y darán vida al suelo cuando el compost sea incorporado

En grandes líneas el Compost se conoce por características tales como:

• Aroma a suelo de bosque (cuando la componente residuos verdes es la mayoritaria)

• No es posible distinguir la materia orgánica inicialmente compostada con el producto final, es decir hay una completa degradación de la materia orgánica.

• El producto compost se asemeja en apariencia a suelo oscuro rico en minerales y granuloso.

2.7.1

Por otro lado se puede definir y evaluar un compost de calidad desde el punto de vista de:

• Parámetros de los materiales a compostar

• Técnica de compostaje y regulación del compostaje

• Tiempo del proceso

Estos aspectos van a determinar una buena calidad de compost si son manejados adecuadamente, lo que determinará características como:

• Producto libre de contaminación

• Sano, higienizado

• Alto potencial fitosanitario

• Potencial de fertilización

• Potencial de capacidad de retención de agua

• Potencial de protección contra la erosión

• Libre de malos olores

• Estabilidad microbiológica

La madurez del compost es uno de los parámetros más importante para evaluar la calidad del compost; el grado de madurez se expresa como el estado de degradación, transformación y síntesis

microbiana en que se encuentra el material compostado.

La determinación del grado de madurez se relaciona con:

• Disponibilidad de Nutrientes

• Crecimiento de raíces y actividad radicular

• Actividad microbiológica y aspectos químicos y físicos del suelo.

La característica más relevante de la actividad microbiana es la temperatura, entonces es por medio de una metodología de temperaturas estandarizadas que se puede determinar:

Demandas especiales pedidas a un fertilizante orgánico para el suelo, plantas

y rotación de cultivos

• Calidad y madurez del producto.

Determinación de la calidad por el método de autocalentamiento:

En Chile, debido a la falta de normas de calidad y mecanismos para asegurar la calidad del compost, se pueden utilizar criterios de calidad definidos en países donde existan, tales como Alemania, Holanda, Bélgica o Austria.

En el siguiente cuadro se muestran los criterios utilizados en Alemania. En relación al grado de madurez, (indicados en el recuadro), estos están dados por las temperaturas máximas alcanzados luego de un ensayo de autocalentamiento en un frasco DEWAR.

Generalmente las temperaturas máximas se alcanzan a los 2 a 5 días de iniciado el ensayo. Los compost con grados de madurez II y III se denominan "Compost frescos" y aquellos de grado IV y V como compost terminados.

TABLA N°9 Gº de Madurez Rango de Tº Madurez I 60-70°C Madurez II 50-60°C Madurez III 40-50°C Madurez IV 30-40°C Madurez V 20-30°C

Los métodos para definir la madurez del compost se pueden basar en la combinación de estudios de laboratorio que incluyen el crecimiento de plantas, ensayos de biotoxicidad, estudios de germinación de semillas, viabilidad de semillas de malezas, desarrollo de olores, medición de la respiración, contenido de nitrógeno en forma de amonio, y carbono orgánico para la determinación de rangos de nitrógeno total.

La madurez también puede ser determinada en terreno si no se requiere de mucha exactitud. El compost puede ser considerado estable cuando la temperatura dentro de la pila se mantiene cercana a la ambiental por varios días mientras la humedad del compost es cercana al 50% y las concentraciones de oxígeno dentro de la pila son superiores al 5%. Una pila fría puede ser el resultado de baja humedad ó baja concentración de oxigeno, por lo tanto estas condiciones deben estar bajo constante medición. La humedad puede ser estimada en forma directa por tacto, apretando un puñado de compost y este debe liberar no mas de dos gotas de agua.

Otra forma de determinar la madurez del compost es colocando una muestra de compost levemente mojado en una bolsa plástica. El compost maduro emitirá un suave olor a tierra al abrir la bolsa después de una semana de almacenamiento a temperatura de veinte a 30 °C. Un compost inmaduro tendrá una fermentación anaeróbica que producirá un olor séptico.

La madurez del compost no se debe confundir con la calidad del compost. Madurez significa que los materiales que contienen nutrientes y energía se han combinado formando una masa orgánica estable. La calidad refleja madurez pero también refleja el contenido químico del sustrato de

compost. La naturaleza intenta terminar un proceso inmaduro de compostaje cuando es posible. Por lo tanto, el grado de madures del compost afecta la utilidad del mismo como aditivo para el suelo o mezcla para cultivos en maceta.

El compost inmaduro puede interferir en el crecimiento de la planta mediante toxicidad por amonio e inmovilización del nitrógeno, ó causando deficiencias de oxigeno en el suelo ó la mezcla de sustrato para cultivos en maceta. Cuando el compost llega a la madurez por medio del compostaje, este resulta en un material húmico de color café oscuro en donde los constituyentes iniciales no son reconocibles, donde la degradación posterior se hace imperceptible.

El uso que se espera para el compost define el grado de madurez requerido. El compost que se usa como medio de cultivo para plantas en maceta debe ser más estable o maduro que el compost destinado a mezclas de suelo. El compost aplicado a los cultivos agrícolas y hortícolas deben ser mas estables que el compost para el mejoramiento de suelos. El compost que se mueve, almacena y se utiliza no necesita estar tan maduro como aquellos retenidos en bolsas.

FIGURA N°14

Aspectos básicos para definir y evaluar calidad del compost

materias primas Técnicas del procesoRegulaciones Tiempo del proceso

Calidad del compost

Libre de contaminación Aspectos sanitarios Alto potencial fitosanitario Potencial_de fertilización Potencial de retención de agua Potencial para proteger de erosión Libre de malos olores Estable microbiológicamente

Demanda de fertilizante orgánico para suelo, plantas

Fuente: Schattner Gronauer

2.8. MATERIALES QUE PERMITEN MEJORAR EL PROCESO DE COMPOSTAJE

Existen algunos aditivos y prácticas que ayudan a mejorar la eficiencia del compostaje.

a. Prácticas de manejo

Es posible agregar entre 3 – 4 kg/m3 de fertilizante orgánico, la razón de esto es que la adición de nitrógeno ayuda a acelerar el proceso (dependiendo de la razón C/N). Por ejemplo:

• guano de pollo y/o guano rojo

• Harina de semilla de algodón

• Harina de sangre b. Aditivos

Existen activadores y aceleradores de la producción de compost cuya principal característica es su composición basada en una mezcla de bacterias mesófilas y termófilas, y actinomicetes que activan y aceleran la descomposición de los desechos orgánicos, incluso aquellos ricos en celulosa y lignina. Estos productos son una combinación de microorganismos y nutrientes desarrollada, para iniciar y acelerar el proceso de compostaje.

Las bacterias mesófilas crecen y metabolizan bien a temperaturas medias ( 21 – 46°C); las termófilas se desarrollan bien a temperaturas más altas (35 – 60° C). Estos dos tipos de bacterias son los más efectivos en el proceso de compostaje.

Las bacterias también producen varias enzimas. Las enzimas activas ayudan en la descomposición de las paredes celulares de las plantas y otros materiales orgánicos. Las proteasas, amilasas, xilanasas y pectinasas trabajan sobre los componentes más difíciles de digerir en las paredes celulares.

Beneficios:

• Más rápida producción de calor : en 6 días puede aumentar la temperatura de la pila en un 20-30%, potenciando la fermentación láctica y acéticas.

• Aumenta el pH de la pila lo que indica una descomposición más avanzada y completa, y además combina procesos aeróbicos y anaeróbico, generando un producto de Compost seguro para el medio ambiente.

• Aumenta los niveles de N2, fósforo y K del compost lo que da un producto final de mejor calidad.

• Reduce los olores y controla las moscas alrededor de las pilas.

• Los niveles enzimáticos acelerando la descomposición del material de residuo, ayuda a reducir malos olores y las moscas.

2.9. PRECAUCIONES EN EL PROCESO Y DESARROLLO DE BUENAS PRÁCTICAS

a. Recolección apropiada de residuos orgánicos (no en bolsas plásticas ni mezclado con otro tipo de residuos)

La razón para ello es que resulta poco manejable retirar bolsas y abrirlas para vaciar el contenido de ellas cuando se procesan desde 10.000 ton/año, que corresponde a mas o menos a 5 descargas diarias, en consecuencia esto implica aumentar la proporción de empleados por sobre los 25 hombres con todo lo que esto significa en términos de instalaciones y de manejo.

b. Producción adecuada a la escala de la planta

Este es otro parámetro a tener en cuenta en los procesos de compostaje. Por ejemplo, en el compostaje en hileras para una planta de una capacidad de 50 toneladas/día se necesitará aproximadamente 1 Hectárea de terreno (10.000 metros cuadrados o el equivalente a un terreno de 100 metros de ancho por 100 de fondo). Se debe considerar además el espacio para:

• Area de recibo.

• Area de volteo de pilas.

• Area de maduración.

• Area de harneo o tamizado.

• Area de almacenamiento

• Laguna de retención

La figura 15 entrega una idea general de las sectorizaciones que deben existir al interior de una planta de compostaje para dimensionar la capacidad de producción adecuada.

c. Eliminar aposamientos de agua

Suelos con mal drenaje generan charcos con mal olor por lo que se deben considera los siguientes aspectos:

• Control del diseño del paño cuidando que la pendiente sea entre 2 y 4%

FIGURA N°15

d. Eliminar el secado del compost

El producto requiere de cierta humedad, se puede utilizar sistemas de riego agrícola para distribuir agua en la parte plana de la pila por 20 horas de modo que queda muy húmeda pero los sucesivos volteos homogeneizan esta condición.

Para realizar compostaje, no se necesita que el terreno este impermeabilizado, ya que el porcentaje de humedad de los residuos debe estar en el orden de un 40% a 60 % por lo que no existirían percolados, en el caso del uso de lodos, son un método razonable de agregar Nitrógeno y humedad, pero deben estar caracterizados ya que sólo algunos lodos pueden entrar al proceso, los que contengan adecuada carga orgánica y que no destruyan a las bacterias presentes y responsables de la digestión y que no sean potenciales fuentes de contaminación de patógenos y metales pesados, ej: lodos de lácteos.

Para evitar humedecimientos indeseables, se requiere desviar el sistema de aguas lluvias, se pueden utilizar techos o lonas, en zonas con mayor pluviometría.

e. Evitar las zonas de alta incidencia de vientos

Para ello se construye la pila en lugares sin esta característica o bien puede levantarse murallas cortaviento de tela o de árboles que idealmente no sean pinos o si los hay deben quedar a una distancia mayor a 2 metros de las pilas.

El lugar a utilizar para la implementación de la planta debe estar emplazada en un sector con zonificación III o IV de uso de suelos, de acuerdo al plan regulador comunal, debido a la