UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ ESCUELA DE POSGRADO
UNIDAD DE POSGRADO DE LA FACULTAD DE CIENCIAS FORESTALES Y DEL AMBIENTE
CALIDAD DEL COMPOST PRODUCIDOS A PARTIR DE RESIDUOS SÓLIDOS ORGÁNICOS MUNICIPALES EN EL CENTRO DE PROTECCIÓN
AMBIENTAL “SANTA CRUZ”, CIUDAD DE CONCEPCIÓN
TESIS PARA OPTAR AL GRADO ACADÉMICO DE DOCTOR EN CIENCIAS AMBIENTALES Y DESARROLLO SOSTENIBLE
PRESENTADO POR
M. Sc. YTAVCLERH VARGAS CLEMENTE
HUANCAYO – PERÚ
2017
DEDICATORIA
A mis padres Bernardo y Rosario Ayddé por inculcarme valores, deseos de superación, por su apoyo incondicional y aliento en la culminación de mis estudios.
A mi esposa, Rocío e hijas Melvhy y Rocío Rosario por su apoyo, cariño y compresión.
A mis hermanos: Delmy, Victor y Alicia;
de todo corazón.
AGRADECIMIENTOS
A la Universidad Nacional del Centro del Perú y a la Facultad de Ciencias Forestales y del Ambiente por la oportunidad de alcanzar esta meta, por contribuir en mi formación académica y personal.
A los catedráticos del doctorado en Ciencia Ambientales y Desarrollo Sostenible, quienes guiaron y orientaron mi camino con sus enseñanzas.
Asimismo, me brindaron la oportunidad de realizar estos estudios.
A mi asesor Dr. Sc. Abraham Palacios Velásquez por su amable aceptación y por sus recomendaciones que fueron de gran valía.
Al Lic. Sixto Osores Cárdenas, alcalde de la municipalidad provincial de Concepción (gestión 2015 - 2018) por las facilidades brindadas para la obtención de información y toma de muestras de compost del CEPASC para los análisis en laboratorio.
A mis compañeros de estudios con quienes compartí la mayor parte del tiempo de estudios; gracias por su confianza, apoyo y amistad.
Al Ing. Frits Palomino Vera por su apoyo incondicional en la caracterización física del compost y procesamiento de los resultados.
A la Técnica Sra. Roxana Isabel Valer Limaylla encargada del manejo de RSOM del CEPASC por el apoyo en la caracterización y proceso de compostaje de los residuos sólidos orgánicos.
A todos mis amigos gracias por sus consejos y apoyo desinteresado.
ÍNDICE
Página
I. INTRODUCCIÓN ... 1
II. MARCO TEÓRICO ... 4
2.1. Antecedentes del Manejo de Residuos Sólidos Municipales (MRSM) ... 4
2.1.1. Internacional ... 4
2.1.2. Nacional ... 9
2.1.3. Local ... 13
2.2. Antecedentes de calidad del compost producidos a partir de residuos sólidos orgánicos municipales ... 14
2.2.1. Internacional ... 14
2.2.2. Nacional ... 22
2.2.3. Local ... 25
2.3. Bases teóricas ... 28
2.3.1. Propiedades del compost ... 28
2.3.2. Características físicas del compost producidos a partir de RSOM ... 28
2.3.3. Características químicas del compost producidos a partir de RSOM ... 29
2.3.4. Características microbiológicas del compost producidos a partir de RSOM ... 43
2.3.5. Efectos positivos del uso de compost producidos a partir de RSOM ... 45
2.3.6. Efectos negativos del uso de compost producidos a
partir de RSOM ... 47
2.3.7. Características de los metales pesados ... 48
2.3.8. Fuentes de contaminación ambiental con metales pesados ... 54
2.3.9. Incorporación de metales pesados en el suelo y cadenas tróficas ... 60
2.3.10. Normatividad relacionado con la definición de la calidad y uso del compost ... 62
2.4. Base Legal ... 69
2.4.1. La Constitución Política del Perú ... 69
2.4.2. Ley General de Salud, Ley Nº 26842 ... 69
2.4.3. Ley del Sistema Nacional de Evaluación de Impacto Ambiental, Ley Nº 27446 ... 69
2.4.4. Ley de Bases de Descentralización, Ley Nº 27783 ... 70
2.4.5. Ley Orgánica de Municipalidades, Ley Nº 27972 ... 70
2.4.6. Ley General del Ambiente, Ley N° 28611 ... 70
2.4.7. Código Penal, Decreto Legislativo N° 635 ... 70
2.4.8. Ley que Regula la Actividad de los Recicladores, Ley N° 29419 ... 71
2.4.9. Reglamento de Ley que Regula la Actividad de los Recicladores, Decreto Supremo N° 005-MINAM ... 71
2.4.10. Ley de Gestión Integral de Residuos Sólidos, Decreto Legislativo N° 1278 ... 71
2.5. Bases conceptuales ... 72
2.5.1. Residuos sólidos ... 72
2.5.2. Residuos municipales ... 73
2.5.3. Residuos orgánicos municipales ... 73
2.5.4. Relleno sanitario ... 73
2.5.5. Planta de tratamiento ... 74
2.5.6. Compost ... 74
2.5.7. Calidad del compost ... 74
2.5.8. pH ... 75
2.5.9. Relación Carbono - Nitrógeno (C/N) ... 76
2.5.10. Metales pesados ... 76
III. HIPÓTESIS ... 78
3.1. Hipótesis general ... 78
3.2. Hipótesis específicas ... 78
IV. MATERIALES Y MÉTODOS ... 79
4.1. Ubicación del Centro de Protección Ambiental “Santa Cruz” ... 79
4.2. Descripción del Centro de Protección Ambiental “Santa Cruz” ... 80
4.2.1. Residuos sólidos orgánicos que ingresa al área de compostaje ... 81
4.2.2. Características del proceso de compostaje y producción de compost ... 82
4.2.3. Caracterización de los residuos sólidos orgánicos ... 83
4.2.4. Seguimiento al proceso de compostaje ... 84
4.3. Metodología ... 84
4.3.1. Aspectos de la investigación ... 84
4.3.2. Procedimiento de recolección de datos ... 91
4.3.3. Técnicas para el procesamiento y análisis de los datos ... 94
V. RESULTADOS ... 96
5.1. Calidad de compost proveniente de RSOM según sus características físicas a los cuatro y cinco meses de compostaje ... 96
5.1.1. Tamaño de partículas ... 96
5.1.2. Materias inertes en compost provenientes de RSOM en el CEPASC ... 97
5.1.3. Presencia de semillas viables de malezas... 99
5.1.4. Contenido de humedad... 100
5.2. Calidad de compost proveniente de RSOM según sus características químicas ... 101
5.2.1. Contenido de nitrógeno... 101
5.2.2. Contenido de fósforo... 102
5.2.3. Contenido de potasio ... 103
5.2.4. Micronutrientes ... 103
5.2.5. Materia orgánica ... 105
5.2.6. Niveles de pH ... 106
5.2.7. Conductividad eléctrica ... 107
5.2.8. Relación carbono/nitrógeno ... 107
5.2.9. Madurez ... 108
5.2.10. Metales pesados en el compost provenientes de
RSOM ... 109
5.3. Calidad del compost proveniente de RSOM según sus características microbiológicas a los cuatro y cinco meses de compostaje ... 116
5.3.1. Coliformes fecales ... 116
5.3.2. Salmonella sp. ... 117
VI. DISCUSIÓN ... 118
6.1. Calidad del compost proveniente de RSOM según sus características físicas a los cuatro y cinco meses de compostaje ... 118
6.2. Calidad del compost proveniente de RSOM según sus características químicas ... 122
6.3. Calidad del compost proveniente de RSOM según sus características microbiológicas ... 136
VII. CONCLUSIONES ... 138
VIII. RECOMENDACIONES ... 139
IX. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 140
X. ANEXOS ... 161
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla Página
1. Características químicas del compost generado a partir de RSU
segregados y no segregados en origen. ... 18 2. Características químicas del material fresco (RSU) y del compost
por año. ... 19 3. Metales en RSU fresco, compost y límites máximos permisibles
por clases según Ley Española RD 824/2005. ... 20 4. Resultados de análisis físico-químico en comunidades de la
región Moquegua. ... 24 5. Resultados de análisis químico del compost final a partir de
residuos orgánicos domésticos. ... 25 6. Características químicas y microbiológicas del compost con la
aplicación de EMA a las pilas en proceso de compostaje. ... 26 7. Relación de C/N de diferentes materiales orgánicos. ... 38 8. Fuentes antrópicas de metales pesados. ... 60 9. Valores máximos permitidos de características físicas que deben
cumplir las clases de compost. ... 63 10. Valores permitidos de las características químicas en compost. ... 64 11. Valores máximos permisibles de tolerancia de patógenos en
compost, en base seca. ... 64 12. Límites máximos permitidos para macrocontaminantes presentes
en productos sólidos (compost). ... 65 13. Límites máximos (mg/kg o ppm) de metales pesados en
compost. ... 65
14. Límites máximos de concentración de metales pesados en
compost por clases. ... 66 15. Límites máximos de concentración de metales pesados
permitidos para compost. ... 67 16. Contenidos de patógenos humanos permitidos en los diferentes
tipos de abono de biosólidos según la EPA, Estados Unidos. ... 67 17. Rangos tolerables de características físicas y químicas que debe
contener el compost comercial. ... 68 18. Caracterización de los residuos sólidos orgánicos en el
CEPASC. ... 83 19. Variable e indicadores para determinar la calidad de compost
producidos en el CEPASC. ... 87 20. Tamaño de partículas (%) del compost proveniente de RSOM
con cuatro y cinco meses de compostaje. ... 96 21. Contenido de plásticos (%) en el compost proveniente de RSOM. ... 97 22. Contenido de terrones y piedras (%) en el compost proveniente
de RSOM. ... 98 23. Contenido de vidrios y metales (%) en el compost proveniente de
RSOM. ... 99 24. Propágulos de malezas por kilógramo en el compost
provenientes de RSOM. ... 100 25. Contenido de humedad (%) en base húmeda del compost
provenientes de RSOM. ... 101 26. Contenido de nitrógeno (%) en el compost provenientes de
RSOM. ... 102 27. Contenido de fósforo (%) en el compost proveniente de RSOM. ... 102 28. Contenido de potasio (%) en el compost proveniente de RSOM. ... 103
29. Micronutrientes en el compost proveniente de RSOM. ... 105 30. Contenido de materia orgánica (%) en el compost proveniente de
RSOM. ... 106 31. Nivel de pH en el compost proveniente de RSOM. ... 106 32. Conductividad eléctrica (dS/m) en el compost proveniente de
RSOM. ... 107 33. Relación C/N en el compost proveniente de RSOM. ... 108 34. Madurez del compost proveniente de RSOM. ... 109 35. Contenido de arsénico (mg/kg) en el compost proveniente de
RSOM. ... 110 36. Contenido de cadmio (mg/kg) en el compost proveniente de
RSOM. ... 110 37. Contenido de cobre (mg/kg) en el compost proveniente de
RSOM. ... 111 38. Contenido de cromo (mg/kg) en el compost proveniente de
RSOM. ... 112 39. Contenido de mercurio (mg/kg) en el compost proveniente de
RSOM. ... 113 40. Contenido de níquel (mg/kg) en el compost proveniente de
RSOM. ... 114 41. Contenido de plomo (mg/kg) en el compost proveniente de
RSOM. ... 115 42. Contenido de zinc (mg/kg) en el compost proveniente de RSOM. ... 116 43. Cantidad de coliformes fecales en NMP/g de compost
proveniente de RSOM. ... 117
44. Cantidad de Salmonella sp. en NMP en 4 g de compost
proveniente de RSOM. ... 117 45. Proporción de contenido de partículas por tamaños en compost
con cuatro meses de compostaje de RSOM. ... 162 46. Proporción de contenido de partículas por tamaños en compost
con cinco meses de compostaje de RSOM. ... 162 47. Contenido de materias inertes en compost del CEPASC de 4
meses de compostado. ... 163 48. Contenido de materias inertes en compost del CEPASC de 5
meses de compostado. ... 163 49. Germinación de propágulos de malezas por kilogramo de
compost obtenido con 4 meses de compostaje. ... 163 50. Caracterización de la composición física de los residuos sólidos
orgánicos municipales. ... 164 51. Germinación de propágulos de malezas por kilogramo de
compost obtenido con 5 meses de compostaje. ... 165 52. Cantidad de residuos sólidos orgánicos segregados en origen
que ingresó a patio para su compostaje. ... 165
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura Página
1. Distintas vías por la cual ingresan los metales en el ambiente. ... 62
2. Comportamiento de la temperatura media y precipitación mensual durante el periodo que se realizó el estudio. ... 80
3. Evolución de la temperatura (°C) en el proceso de compostaje a profundidades de 15 cm y 50 cm de profundidad. ... 84
4. Esquema del diseño longitudinal de tendencia. ... 86
5. Esquema de puntos de toma de sub-muestras de la pila de compost. ... 89
6. Método del cuarteo para la obtención de muestra de compost. ... 89
7. Residuos orgánicos municipales. ... 166
8. Composición de los residuos municipales. ... 166
9. Pilas de compostaje de RSOM. ... 167
10. Ensayo de materias inertes en compost de RSOM. ... 167
11. Muestra de compost para determinar las propiedades químicas. ... 168
12. Ensayo para determinar germinación de propágulos de malezas. ... 168
RESUMEN
El estudio tuvo como objetivo determinar la calidad del compost a partir de residuos sólidos orgánicos municipales en el Centro de Protección Ambiental “Santa Cruz”, ciudad de Concepción, región Junín en base a los valores permisibles categorizados por la norma chilena 2880 y la norma mexicana 020. Se aplicó la metodología recomendada por la Comisión de Normalización y Acreditación de la Sociedad Chilena de la Ciencia del Suelo.
Se analizaron muestras de compost obtenidos a los cuatro y cinco meses de compostaje. La calidad del compost según las características físicas como el tamaño de las partículas; cantidad de plásticos, terrones y/o piedras, vidrios y metales, propágulos de malezas y contenido de humedad; se clasificó como Clase B para ambas normas; excepto el contenido de humedad que solo clasificó para la norma mexicana. Según las características químicas la conductividad eléctrica lo clasifica como Clase B para ambas normas; mientras que el nitrógeno, la madurez, cadmio, cobre, plomo y zinc clasificaron como Clase B según la norma chilena y para la norma mexicana también el potasio, C/N y el cromo para la misma clase. Y las características microbiológicas según ambas normas clasificaron como Clase B. Por lo tanto se concluye que la calidad del compost por sus características físicas, químicas y microbiológicas clasifica como Clase B en 64% y 50% según las normas chilena y mexicana respectivamente.
Palabras clave: compost, residuos orgánicos, calidad, metales pesados.
ABSTRACT
The study aimed to determine the quality of compost from municipal waste in the "Santa Cruz" Environmental Protection Center, of Concepción city, Junín region based on the permissible values categorized by the chilean standard 2880 and the mexican standard 020. The methodology recommended by the Commission for Standardization and Accreditation of the Chilean Society of Soil Science was applied. Compost samples obtained at four and five months of composting were analyzed. The quality of the compost according to the physical characteristics as the size of the particles; quantity of plastics, clods and/or stones, glass and metals, weed propagules and moisture content classified as Class B for both standards; except the moisture content that only qualified for the mexican standard. According to the chemical characteristics only the electrical conductivity classifies it as Class Bfor both standards, while nitrogen, maturity, cadmium, copper, lead and zinc classified as Class B according to chilean standard and for mexican standard comprised potassium, C/N and chrome for the same class. And the microbiological characteristics according to both standards classified as Class B. It is concluded that the quality of the compost by its physical, chemical and microbiological characteristics classifies as Class B in 64% and 50% according to chilean standards and mexican respectively.
Keywords: compost, organic waste, quality, heavy metals.
RESUMO
O estudo teve como objetivo determinar a qualidade do composto de resíduos orgânicos sólidos municipais no Centro de Proteção Ambiental "Santa Cruz", cidade de Concepción, região de Junín, com base nos valores permitidos classificados pelo padrão chileno 2880 e mexicano 020. A metodologia recomendada pela Comissão de Normalização e Credenciamento da Sociedade Chilena da Ciência do Solo foi aplicada. Foram analisadas amostras de adubo obtidas a quatro e cinco meses de compostagem. A qualidade do composto de acordo com as características físicas como o tamanho das partículas; quantidade de plásticos, pedras e/ou pedras, vidro e metais, propágulos de ervas daninhas e teor de umidade; foi classificado como classe B para ambos os padrões; exceto pelo teor de umidade que se qualificou apenas para o padrão mexicano. De acordo com as características químicas, a condutividade elétrica classifica-a como Classe B para ambos os padrões;
enquanto o nitrogênio, a maturidade, o cádmio, o cobre, o chumbo e o zinco classificamse como Classe B de acordo com o padrão chileno e para o potássio padrão mexicano, C/N e cromo para a mesma classe. E as características microbiológicas de acordo com os dois padrões classificados como Classe B. Concluise que a qualidade do composto por suas características físicas, químicas e microbiológicas classifica como Classe B em 64% e 50% de acordo com os padrões chileno e mexicano, respectivamente.
Palavras chave: composto, resíduos orgânicos, qualidade, metais pesados.
I. INTRODUCCIÓN
A nivel mundial los problemas ambientales asociados al manejo de los Residuos Sólidos Municipales (RSM) van en aumento junto con el crecimiento poblacional y su concentración en las áreas urbanas. El avance tecnológico basado en la producción-consumo y la cultura del usar y tirar. Frente a esta realidad actual destaca el creciente interés de los países para implementar estrategias de solución a éstos problemas, principalmente a través de la implementación de normas legales que están conduciendo a realizar mayores esfuerzos a las instituciones involucradas con la gestión integral de los RSM buscando soluciones técnicamente posibles, económicamente factibles y ambientalmente saludables.
La OPS (2005) reporta que, en Europa desde principios de los años 70 y América Latina en la década de los 80 del siglo pasado, implementaron plantas de tratamiento para solucionar el problema de los RSM relacionados con la recuperación, reutilización y el reciclaje. Los resultados no fueron satisfactorios por los altos costos en mantenimiento de infraestructura y equipos, el escaso retorno económico y mala calidad del compost porque se procesaba los RSM sin separación en origen (UNICEF, s.f.).
Según el BID y la OPS (1998), en el Perú hasta los primeros años de la década de los 90 no existían rellenos sanitarios para el manejo de los RSM.
Frente a esta carencia se implementó el primer relleno sanitario manual en la provincia de Huari, región Ancash, que viene funcionando desde el año 1994 hasta la actualidad.
El OEFA (2016), en su informe de fiscalización ambiental en residuos sólidos de gestión municipal de los años 2014 y 2015, habiendo supervisado al 99% de 195 municipalidades provinciales concluyó, que es deficiente el manejo y gestión de los RSM porque solo doce rellenos sanitarios fueron autorizados por la DIGESA para una población que sobrepasaba los treinta y tres millones de habitantes, demostrando un déficit de infraestructura, más aún cuando el
MINAM (2016) reportó que la generación de RSM a nivel nacional para el año 2002 fue de 4’739,890 t y para el año 2014 se incrementó a 7’497,482 t.
Si bien se ha logrado avanzar parcialmente a partir de iniciativas internacionales y nacionales, entre las que sobresale la Agenda 21 donde en su capítulo 21 recomienda que en materia de residuos sólidos se debe minimizar su generación, reutilizarlos y reciclarlos al máximo y disponerlos adecuadamente (Foy, 1998). En este contexto actualmente el manejo integral de los RSM se ha convertido en un reto para algunas autoridades municipales y regionales del Perú, que están implementado acciones que van desde la segregación en fuente hasta la disposición final, en el marco del principio de mejora continua dispuesto dentro de la política nacional del ambiente y los lineamientos establecidos en la Ley de Gestión Integral de Residuos Sólidos (D.L. N° 1278), así como en la norma ISO 9001 que permite la mejora continua de los procesos operativos para mejorar la calidad del producto.
Por otro lado, en los últimos años se está incrementado la demanda de productos orgánicos, lo que está generando especial interés en los abonos orgánicos producidos a partir de materiales que se generan en los procesos agrícolas, agroindustriales y urbanos. Pero el uso del compost proveniente de Residuos Sólidos Orgánicos Municipales (RSOM) genera cierta desconfianza en los productores agropecuarios por la posible contaminación que pueden generar a los suelos y cultivos, así como sus efectos en la salud de las personas por la presencia de metales pesados y la posibilidad de contener patógenos como Salmonella sp. y Escherichia coli indicadores de contaminación fecal (Islam et al., 2005 y Lasaridi et al., 2006).
Según Iwegbue et al. (2007), es necesario realizar más investigaciones encaminadas a determinar las condiciones del proceso de producción de compost y conocer la calidad del producto final. Al respecto la OPS (2005) expresa que, el desarrollo tecnológico e investigación en el área de residuos sólidos es limitado en la mayoría de los países de América Latina y el Caribe, siendo escasa la contribución de las universidades.
En esta perspectiva, siendo evidente que en el Centro de Protección Ambiental “Santa Cruz” (CEPASC) existen deficiencias en el manejo de la
fracción orgánica y no se realiza un monitoreo permanente de la producción del compost que permita conocer y garantizar su calidad principalmente para uso agrícola acorde con las normas internacionales, el cual generan interrogantes como: ¿Cuál es la calidad de compost producidos a partir de RSOM en el CEPASC, ciudad de Concepción?
Con la finalidad de dar respuesta a la interrogante antecedida, se ha planteado como objetivo general: Determinar la calidad de compost a partir de RSOM en el CEPASC, ciudad de Concepción en base a los valores permisibles categorizados por la Norma Chilena 2880 y la Norma Mexicana 020.
De manera similar se plantearon los siguientes objetivos específicos:
Describir la calidad de compost según sus características físicas en base a los valores permisibles categorizados por la Norma Chilena 2880 y la Norma Mexicana 020.
Caracterizar la calidad de compost según sus características químicas en base a los valores permisibles categorizados por la Norma Chilena 2880 y la Norma Mexicana 020.
Determinar la calidad de compost según sus características microbiológicas en base a los valores permisibles categorizados por la Norma Chilena 2880 y la Norma Mexicana 020.
II. MARCO TEÓRICO
2.1. Antecedentes del Manejo de Residuos Sólidos Municipales (MRSM)
Antes de conocer los antecedentes sobre el MRSM en los países y los esfuerzos que están realizando hacia un manejo adecuado, se debe precisar en qué consiste el manejo de los residuos sólidos.
Según la Ley de Gestión Integral de Residuos Sólidos (2016) en su artículo 32, el manejo de los residuos comprende las operaciones o procesos que involucra: barrido y limpieza de espacios públicos, segregación, almacenamiento, recolección, valorización, transporte, transferencia, tratamiento y disposición final.
Para el MINAM (2016), constituye toda actividad técnica operativa de residuos sólidos que involucre manipuleo, acondicionamiento, transporte, transferencia, tratamiento, disposición final o cualquier otro procedimiento técnico operativo usado desde la generación hasta su disposición final.
2.1.1. Internacional
Haciendo un análisis de las normativas relacionadas con el manejo de los residuos sólidos urbanos de los países como Alemania, Austria, Holanda, Italia, Suiza, España, Estados Unidos, Gran Bretaña, Francia y Japón disponen de normativas, que toman en consideración no sólo la calidad y clase de compost, sino incluyen a las condicionantes impuestas para los suelos y los cultivos. Al respecto luego de un examen realizado de la normatividad a nivel global, Rodríguez y Giró (1997) refieren que las características que deben cumplir los tipos de compost a menudo tienen bastante aproximación en los límites como el contenido de nitrógeno orgánico (> 0.8% a > 1.0%), conductividad eléctrica cuyo intervalo es bastante estrecho, inferior a 2 - 4 dS/m y difieren en algunos parámetros como por ejemplo en los niveles de humedad que están en un intervalo de 30 a 50% siendo bastante elevado el nivel máximo.
Si bien es cierto, el marco legal es importante para asegurar una gestión y manejo de los residuos sólidos, sanitaria y ambientalmente adecuada porque establece derechos, obligaciones, atribuciones y responsabilidades de la sociedad en su conjunto; sin embargo en algunos países está dispersa en varios cuerpos legales, lo que genera confusión en su interpretación y cumplimiento. Además, la falta de implementación de los mecanismos de seguimiento, control y sanción disminuye la efectividad de los instrumentos legales lo que no ayuda a lograr un manejo adecuado de los residuos sólidos urbanos desde su generación, almacenamiento, transporte, tratamiento y su disposición final (OPS, 2005).
Según LLopis (2011), en un estudio realizado sobre tipologías de sistemas de recogida de residuos sólidos municipales en Europa en base a niveles de desarrollo, manifiesta que en España, casi el 90% de los residuos no se reciclan ni recuperan. Existen deficiencias en los sistemas de recogida y en los métodos de tratamiento utilizados tanto para obtener compost como para recuperar los envases. La mayor fracción de la basura (materia orgánica 49%), está siendo desperdiciada.
Para Rosal (2012), la presencia de metales pesados en los residuos sólidos orgánicos urbanos y el manejo deficiente en el proceso de compostaje genera dos problemas en España. Por un lado, afecta la calidad del compost, lo que no sólo hace que disminuya su precio de venta, sino que además la contaminación puede superar los límites fijados por ley y que, por esta razón, el producto obtenido acabe en el vertedero.
Silva (2014) indica que, en Holanda los residuos sólidos urbanos desaparecen, y no por arte de magia. Se debe al manejo integral eficiente que desarrollan, lo que hace posible que de los 60 millones de toneladas de residuos que se producen al año, el 80% se recicla, el 18% se incinera y solo el 2% va a parar a rellenos sanitarios, lo que ha hecho de este país sea un territorio líder en Europa. Los países que también tienen tasas altas de reciclaje son Alemania, Bélgica y Suecia, países con mayor conciencia medioambiental (Llopis, 2011).
Según el Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática - INEGI (2012), la infraestructura para el manejo de los residuos sólidos urbanos con que cuenta los municipios de México para llevar a cabo la recuperación de materiales valorizables, centros de acopio, estaciones de transferencia y plantas de composta son escasos. De los 2,457 municipios que reportaron información, sólo el 4% manifestó tener centros de acopio de desechos, esto significa que existen sólo 241 centros de manejo municipal que separan y manejan formalmente los residuos en todo México.
De la realidad expuesta en el párrafo anterior, México en busca de establecer un manejo adecuado de los residuos sólidos y la valorización de la fracción orgánica, fue aprobada el año 2011 la Norma Ambiental para el Distrito Federal (NADF - 020), donde se establece los requerimientos mínimos para la producción de compost a partir de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos, agrícolas, pecuarios y forestales, así como las especificaciones mínimas de calidad del compost final y no representen riesgo para la salud humana y el ambiente.
Alcolea y González (2000) reportan que, en Barcelona España de cada 100 kg de residuos orgánicos sometido a compostaje se obtiene entre 30 a 40 kg de compost, algo menos de la mitad del material inicial; el resto se evapora en forma de vapor de agua y CO2.
La OPS (2005) revela que, la situación del MRSM es crítica en muchos países de América Latina y el Caribe, hecho que se evidencia con el deterioro ambiental y los problemas sanitarios asociados al precario manejo y la escasa atención que se ha prestado a esta área. Asimismo, existe una deficiencia seria de información confiable sobre la situación del manejo de los residuos sólidos en la mayoría de los países, especialmente en las ciudades medianas y de pequeño tamaño. Como resultado de ello, los países tienen limitaciones para dirigir sus esfuerzos hacia un manejo adecuado de los residuos sólidos, que sea a la vez eficiente, así como social y ecológicamente sostenible.
La realidad para América Latina y el Caribe es que la segregación de residuos desde el origen se encuentra en estado incipiente, algunos países han
regulado a través de leyes la implementación del sistema por parte de los generadores de residuos pero en la práctica no han sido aplicados (Noguera y Oliveros, 2010).
Los autores Sepúlveda y Alvarado (2013), en un estudio realizado en Colombia reportan que, algunas plantas de tratamiento de residuos orgánicos que producen compost son poco eficientes, caracterizados por tiempos de proceso de 180 días en promedio, lo cual conduce a crear condiciones anaeróbicas, con generación de olores y producción de cantidades considerables de lixiviados, permitiendo vislumbrar que el país carece aún de procesos competitivos para afrontar con eficiencia y seguridad técnica y ambiental, el manejo de los residuos sólidos orgánicos.
Por su parte, Silva (2014) revela que en Colombia producían 11 millones de toneladas de residuos sólidos al año (31,000 t/día), de las cuales menos del 10% se reciclan y el 85% van a los rellenos sin ningún tratamiento. En pocas palabras, se botan “a los residuos” casi 9 millones y medio de toneladas cada 12 meses, que podrían integrarse a nuevos procesos de producción.
Para la OPS (2005), la segregación y recuperación formal de materiales reciclables no se realiza en gran escala en América Latina y el Caribe. Como promedio, solamente el 2.2% de los materiales se recupera de la basura, correspondiendo al 1.9% al reciclaje inorgánico y un 0.3% al reciclaje de residuos orgánicos constituidos principalmente por restos de alimentos y de jardín. También revela que, en la mayoría de los países de la Región, las alternativas de tratamiento de los residuos sólidos municipales son incipientes y limitadamente utilizadas. Entre éstas se encuentran principalmente el reciclaje, compostaje, lombricultura, y digestión anaerobia (producción de gas metano).
Además los países desconocen la cantidad y el tipo de material que se recicla, en parte debido a que el reciclaje formal es muy limitado.
En los países de Centroamérica, como parte del manejo de los residuos sólidos se ha determinado que, frecuentemente los municipios generan un promedio de 40 a 70% de materia orgánica; el resto corresponde a materia
inorgánica, con un promedio de 0.3 a 1.4 kg/hab/día y en su composición tiene de 25 a 50% de residuos de origen comercial e industrial (Acurio et al., 1997).
Por su parte Dante, citado por Jaramillo y Zapata (2008), reportaron que en la mayoría de los países de América Latina y el Caribe, la cantidad de materia orgánica presente en los residuos sólidos urbanos supera el 50% del total generado por los países como: México (43%), Costa Rica (58%), El Salvador (42%), Guatemala (63.3%), Trinidad y Tobago (27%), Perú (50%), Chile (49%), Colombia (52.3%), Uruguay (56%), Bolivia (59.5%), Ecuador (71.4%), Paraguay (56.6) y Argentina (53.2%). Asimismo, para Venezuela se reportó un valor de 70.42% (Sánchez, 2000) y Brasil 69.8% (Pereira, 1996). De los cuales aproximadamente en promedio el 2% recibía tratamiento adecuado para su aprovechamiento; el resto era confinado en rellenos sanitarios; otro porcentaje era dispuesto inadecuadamente en botaderos o es destinado a la alimentación de cerdos, sin un debido control y procesamiento sanitario.
En su informe de evaluación regional de manejo de residuos sólidos urbanos en América Latina y el Caribe presentado por el BID, Asociación Interamericana de Ingeniería Sanitaria y Ambiental (AIDIS) y la OMS en el año 2010 (Martínez et al., 2010), reportaron que a nivel de América Latina se generan un estimado de 370,000 t/día de residuos urbanos, de los cuales, el 60% correspondían a residuos orgánicos, equivalentes a 222,000 t/día o 81 millones de t/año, los mismos que no son aprovechados en su plenitud para la producción de compost.
Por su parte la OPS (2005) argumenta que, el mal manejo de los residuos sólidos (la producción, manipulación y disposición inadecuada de los desechos) en los países de América Latina y el Caribe son crecientes y significativos representando para la sociedad altos costos ambientales y sociales. Los impactos al ambiente se manifiestan principalmente en la contaminación de las aguas superficiales y subterráneas de abastecimiento público.
Según Bejarano y Delgadillo (2007), en el proceso de compostaje de los residuos sólidos orgánicos se presentan diferentes problemas, por las
condiciones de infraestructuras, operacionales o por la interrelación entre las diferentes variables. Entre los principales problemas que se presentan son la falta de control de lixiviados y de escurrimientos pluviales.
Para América Latina y el Caribe, según la OPS (2005), en su informe de evaluación regional de los servicios de manejo de residuos sólidos municipales reporta que, la materia orgánica en promedio, representa un alto porcentaje entre el 50 y el 70% en peso de los residuos sólidos y las prácticas de compostaje no se encuentran proporcionalmente desarrolladas, en general por la no aplicación de tecnologías apropiadas y la falta de estándares de calidad para el producto final, en razón que el compost producido debe cumplir no solo con la calidad requerida por el mercado sino que debe satisfacer estándares de salud pública y medio ambiental.
Siguiendo en esta perspectiva a nivel de América del Sur, Chile en respuesta a un creciente desarrollo de la actividad del compostaje como alternativa al manejo de residuos orgánicos y no existir un criterio para definir la calidad del compost, en el año de 2005 publicó y entró en vigencia la Norma Chilena 2880 “Compost - clasificación y requisitos”, elaborado por el Instituto Nacional de Normalización (INN) con el propósito de promover el manejo adecuado y valorización de los subproductos y residuos sólidos orgánicos en su territorio, permitiendo regular su calidad, para de esa forma, facilitar su comercialización y utilización.
2.1.2. Nacional
El MINAM (2011) revela que, en el Perú el incorrecto manejo de los residuos sólidos afecta significativamente el bienestar y la salud de la población peruana, los riesgos de contraer enfermedades y de producir impactos ambientales adversos varían considerablemente en cada una de las etapas por las que atraviesan los residuos sólidos. Tradicionalmente los gobiernos locales tienen responsabilidad del mal manejo y tratamiento de los residuos sólidos en sus diferentes jurisdicciones.
Los resultados de la gestión integral de residuos sólidos en el año 2014 muestran que se generaron 7.5 millones de toneladas de R S M , de las cuales
menos del 50% fueron dispuestos adecuadamente en rellenos sanitarios. Esto demuestra que si bien se ha dado un avance en el marco legal relacionados con la gestión integral de residuos sólidos, los problemas de contaminación ambiental y de salud pública, están todavía presentes, toda vez que no se cumplen con las exigencias legales mínimas en la mayoría de los municipios (MINAM, 2015). Es deber de los tres niveles del gobierno establecer medidas adecuadas para solucionar esta contingencia, siendo los municipios los principales actores en este proceso (OEFA, 2016).
Para la Organización de Promoción del Desarrollo Sustentable - IPES (2011) los principales problemas que enfrenta el Perú en el tema de gestión de residuos sólidos son:
Infraestructura insuficiente para atender la disposición final de los residuos sólidos.
Escasa educación ambiental orientada a crear conciencia en la población para minimizar la generación de residuos siguiendo la filosofía de reducir, reciclar y reutilizar para poder realizar un adecuado manejo de los residuos.
Falta de cultura de pago de arbitrios y baja tasa de recaudación a nivel municipal.
Niveles de informalidad en las actividades de recuperación y reciclaje de los residuos sólidos, las cuales se desarrollan en condiciones inadecuadas.
Según el ranking elaborado por el OEFA (2016), de cumplimiento de las municipalidades provinciales a nivel nacional respecto a la evaluación de la gestión y manejo de residuos sólidos durante el año 2015, las municipalidades provinciales de Carhuaz (Áncash) y Concepción (Junín) obtuvieron una puntuación de 72.50/100, siendo los mayores puntajes (14.50 sobre 20.00 puntos cada una) a nivel nacional de las ciento noventa y tres (193) municipalidades evaluadas.
Asimismo, refiere que, el manejo de los residuos sólidos a nivel nacional es deficiente porque a nivel de municipalidades provinciales existen solo 12 rellenos sanitarios aprobados por la DIGESA para una población que supera los treinta y tres millones de habitantes, lo que demuestra que existe un alarmante déficit de infraestructuras debido al incremento de la cantidad de residuos sólidos generados en los últimos años, mientras que la gestión municipal no ha avanzado al mismo ritmo. Del mismo modo, el 95% de municipalidades supervisadas no cuenta con una planta de tratamiento de residuos sólidos orgánicos e inorgánicos (OEFA, 2016).
Según el MINAM (2013) en su informe sobre diagnóstico de los residuos sólidos en el Perú, concluye que los residuos como vidrio, papel periódico y cartón son los que tienen bajos precios, razón por la que habría un bajo flujo de recuperación de estos residuos en la ciudad de Lima y aún mucho más bajo en ciudades del interior del país. Sin embargo, solo se tiene como referencia el Estudio de Ciudad Saludable por la Ruta del Reciclaje en el Perú, el mismo que señala que al año 2009, del total de residuos sólidos reciclables, los recicladores recuperaron el 14% de éstos a nivel nacional.
Según el diagnóstico situacional de manejo de los residuos sólidos en la provincia de Huancayo que describe la Municipalidad Provincial de Huancayo (2015), informa que existen deficiencias en las diferentes fases operativas para su tratamiento. Es así como los residuos sólidos a nivel de los domicilios del distrito de Huancayo, son almacenados de manera inadecuada, frecuentemente en bolsas plásticas, costales, baldes, tinas y otros que no guardan las condiciones de salubridad e higiene para la población. Lo propio sucede con los otros distritos de la provincia de Huancayo. En el caso del distrito de Carhuacallanga y Chacapampa los residuos domiciliarios no son almacenados, debido a que los residuos orgánicos son utilizados como alimento para sus animales menores y los residuos inorgánicos son quemados y/o arrojados a las chacras.
Con respecto el servicio de recolección en el distrito de Huancayo, tiene una cobertura del 95% de la población urbana y al 70% de la población rural (marginal), razón por la cual estas familias arrojan sus residuos directamente al
río o al borde de las acequias, así como bajo puentes, zonas deshabitadas o en algunos casos reciclan y/o tratan sus propios residuos.
La disposición final de los residuos sólidos de Huancayo Metropolitano históricamente ha sido arrojado en botaderos a cielo abierto, a cauces y riberas de ríos en forma incontrolada e irresponsable, lugares que fueron focos infecciosos y de contaminación como son el sector de Agua de las Vírgenes, los ríos Mantaro, Shullcas, Florido y Chilca perjudicando las diferentes actividades económicas y poniendo en riesgo la salud de la población y la seguridad del Ambiente. Actualmente se inició la disposición final en el sector Mantaro del distrito de Huancán.
En conclusión, la gestión municipal a nivel distrital de los residuos sólidos de la provincia de Huancayo, es deficiente pues es evidente el poco interés de las autoridades y de la población puesto que no existe un buen servicio sumado a la falta de maquinaria, equipamiento, personal, infraestructura y sobre todo presupuesto (Municipalidad Provincial de Huancayo, 2015).
En general, en el Perú no existe una normatividad específica, que clasifique y establezca requisitos de calidad del compost producido a partir de residuos orgánicos municipales. Esta deficiencia genera la posibilidad de impactos negativos al ambiente durante el proceso de producción y uso del compost, toda vez que el compost de residuos sólidos urbanos mal elaborados puede causar contaminación del suelo, así como acumulación de sustancias nocivas en las plantas y animales al ser ingeridos.
Para el año 2002, la OPS (2003) registró que la composición física de los residuos sólidos municipales en el Perú estuvo dada por un 54.5% de residuos orgánicos, un 20.3% de material reciclable, y un 25.2% de otros residuos.
Gutiérrez (2012) realizó un estudio con los objetivos de evaluar el manejo de los residuos sólidos urbanos en las diferentes etapas y caracterizar los residuos sólidos generados por los pobladores de la zona urbana del distrito
de Acoria (Huancavelica), concluyo que el manejo de los residuos sólidos es inadecuado en todas las etapas: generación, almacenamiento, barrido, recolección, transporte, tratamiento y disposición final. En cuanto a la composición de los residuos sólidos el mayor porcentaje estuvo compuesto por los residuos orgánicos en un 43.79%.
2.1.3. Local
De los resultados de las supervisiones realizadas por el OEFA (2014), durante el 2013, de las seis (06) municipalidades provinciales que lograron superar la puntuación de 50/100 respecto de la evaluación a la gestión y manejo de residuos sólidos a nivel nacional, la municipalidad provincial de Carhuaz (Áncash) logro una puntuación de 90/100, el mayor puntaje a nivel nacional seguido por la municipalidad provincial de Concepción (Junín) que obtuvo un puntaje de 87.5/100.
Según el diagnóstico del manejo y gestión de los residuos sólidos por los municipios provinciales a nivel de la región Junín correspondiente a los años 2014 y 2015 realizado por el OEFA (2016), la municipalidad provincial de Concepción ocupó el primer lugar con un puntaje de 55/70, debido a que cuenta con los instrumentos formales para brindar el servicio de limpieza pública, realiza el tratamiento de los residuos orgánicos e inorgánicos, promueve el manejo y segregación de los residuos de aparatos eléctricos y electrónicos (RAEE), identifica y erradica los puntos críticos y, sobre todo, cuenta con relleno sanitario. En segundo lugar se ubicó la municipalidad de Chanchamayo con 25/70, seguido de las municipalidades de Tarma y Huancayo con puntaje de 20/70.
Los resultados obtenidos de la evaluación producto de las supervisiones realizadas durante el año 2014, en comparación con el periodo evaluado correspondiente al año 2015, muestran un gran avance en la gestión y manejo de residuos sólidos (OEFA, 2016).
Vásquez et al. (2014), determinaron la calidad de compost producido a partir de RSOM del CEPASC - Concepción, reportaron deficiencias en el
proceso de compostaje por las condiciones anti técnicas de las instalaciones y deterioro del sistema de captación en el patio de compostaje y evacuación de lixivios hacia la poza de lixiviados.
En Concepción, Torres (2014) identificó las bacterias que intervienen en la degradación residuos sólidos urbanos de la planta de tratamiento CEPASC, concluyendo que en la primera etapa de descomposición (pocos días de dispuestos), registró la bacteria Streptococcus micros; en la segunda etapa de descomposición (3 meses de dispuestos), identificó Campylobacter gracilis, Streptococcus constellatus, Peptostreptococcus prevotii y Clostridium hastiforme; en la tercera etapa de descomposición (4 meses de dispuestos), se identificó Fusobacterium varium Clostridium innocuum, Wolinella sp. y Staphylococcus saccharolyticus, y en la cuarta etapa (6 meses de dispuestos), se identificó Fusobacterium varium, Clostridium hastiforme, Peptostreptococcus magnus, Clostridium innocuum y Peptostreptococcus prevotii.
Pérez (2015) en un estudio de caracterización de residuos sólidos municipales de la localidad de Concepción concluyó que de 11.80 t/día de generación de residuos sólidos el componente de materia orgánica alcanzo el 50.54%, seguido por bolsas plásticas con un 13.70%.
Según la Municipalidad Provincial de Concepción (2015), los residuos sólidos presentaron elevado contenido de materia orgánica de las cuales corresponden a los distritos de: Matahuasi (45.82%), Concepción (72.079%), Aco (41.93%), Comas (64.12%), Nueve de Julio (9.00%), San José de Quero (42.85%), Santa Rosa de Ocopa (58.77%), Orcotuna (47.08%) y Mito (34.29%).
2.2. Antecedentes de calidad del compost producidos a partir de residuos sólidos orgánicos municipales
2.2.1. Internacional
Ansorena et al. (2014) reportaron que, el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología para la Investigación del Medio Ambiente y Agricultura de Francia en estudios realizados sobre la calidad del compost en la región francesa de
Rennes durante tres años, determinaron niveles elevados de Cu y Zn la cual ocurre posiblemente por causas naturales o por la aplicación de productos químicos que contienen dichos metales a la vegetación de jardín y cultivos agrícolas. Igualmente encontraron casos de contaminación con arsénico en compost que contenía serrín, el cual podría deberse a que la madera fue tratada con conservantes que contenía arsénico.
Según Roca et al. (2008), de acuerdo a los resultados obtenidos en relación a las propiedades físicas, químicas y biológicas del compost procedente de RSU en Coruña, concluyeron que el compost experimental presentó una excelente calidad ajustándose a la normativa española. Para la granulometría el 100% de partículas pasaron por malla de 20 mm, según el Real Decreto 824/2005 estableció que el 90% de partículas deben pasar por malla de 25 mm. Con relación al tamaño de partículas inertes, elementos extraños y humedad deberían ser menores a 10 mm, 3% y 40%
respectivamente, los valores del estudio estuvieron por debajo. Para las propiedades químicas el pH debe estar cercano a neutro, el estudio arrojo 7.3, para la M.O., el N, el P, el Ca, el Mg y K deben ser mayores a 35%, 1%, 0.43%.
1.4%, 0.20% y 0.41% respectivamente y los valores del compost experimental fueron 51.20%, 3.12%, 0.85%, 1.85%, 2.05% y 1.10%. Con respecto a la relación C/N el valor obtenido (9.52) fue menor al límite (< 18) establecido por la normativa. Para las propiedades biológicas no hubo presencia de patógenos.
Madrid et al. (2001), en un estudio sobre caracterización de compost de RSU según el tamaño de partículas en la planta de Villarrasa (Huelva) en España, reportaron resultados en promedio de 48 muestras provenientes de diferentes pilas de compost tamizado por un tamiz de 10 mm de luz (compost C10). El contenido medio de impurezas fue del 3.2% determinado sobre masa en base seca, constituida fundamentalmente por partículas de vidrio. La normativa española vigente no fija un máximo para este parámetro, aunque indica que los elementos inertes deben ser < 10 mm, lo cual evidentemente se cumple en este caso, encontrándose dentro de los límites tolerables.
El valor medio de pH fue 7.04, este valor estuvo próximo al límite inferior del intervalo normal en compost de RSU (7.0 - 8.5) indicado por Nogales
(1993). La conductividad eléctrica (CE) varió en un amplio intervalo (1.5 - 11.5 dS/m), con una media de 5.96 dS/m que coincide con el valor inferior del intervalo normal (6 - 15 dS/m). El contenido de materia orgánica en este tipo de compost fue variable, con un contenido medio del 34.6%. En los composts C10 el valor medio de la relación C/N fue 20.6 (óptimo), el contenido medio de N fue de 0.93%. Los contenidos de P, K, Ca y Mg, son similares a los normales en composts de RSU (Nogales, 1993).
Solla-Gullón et al. (2001) en un estudio que realizaron con el objetivo de evaluar el empleo de cenizas de desperdicios procedentes de las industrias madereras como enmendante de la acidez y fertilizante de suelos ácidos, reportaron que, la adición de cenizas tuvo un efecto neutralizante de pH en el suelo. Lo que se atribuye a la abundancia de óxidos, hidróxidos y carbonatos, principalmente de Ca, Mg y K, que confieren a este material un fuerte carácter alcalino (Etiégni y Campbell, 1991).
Con respecto a los metales pesados concluyeron en cumplimiento al Real Decreto Español 824/2005 que la calidad del compost es equivalente a la Clase C debido a que el Pb presentó una concentración de 160 mg/kg valor que sobrepaso los límites legales para compost Clase A y B, mientras que los valores para el Cu, Zn, Cr y Ni fueron de 211, 393, 103 y 37 mg/kg respectivamente que se enmarca dentro de los valores límites legales para compost de calidad Clase B.
Con relación a la humedad (28.0%) sobre base húmeda presentó un contenido apropiado, este valor es inferior al máximo admitido (40%) por la legislación española para compost (BOE 131/1998).
Álvarez (2013) en un estudio realizado en la planta de compostaje situada en el municipio Almeriense de Rioja en la provincia de Almería (España) principalmente con el objetivo de determinar las características del compost reportó que, tuvo niveles de humedad muy bajos, alrededor de 20%, precisando que aunque dicho nivel está por debajo del rango de 30% a 40%
indicado en el Real Decreto 824/2005 sobre productos fertilizantes (BOE 171/2005), al respecto el indicado autor refiere que este parámetro no supone
ningún problema ya que puede ajustarse sin inconvenientes para la comercialización del producto.
Una alta humedad en el compost dificulta su manipulación y eleva los costos de transporte en la producción de hortalizas (Ozores, 2016).
Jara (2016) en base a un estudio realizado con el objetivo de determinar la naturaleza y composición de la materia orgánica proveniente de residuos orgánicos de origen urbano y afines de la provincia de Chimborazo, Ecuador, reportó que la concentración promedio inicial de la materia orgánica de tres pilas para compostar fue de 88.53% y al final del proceso del compostaje se situó en 54.4%. Las pérdidas de la materia orgánica se produjeron principalmente en el primer mes de compostaje que correspondió a la máxima actividad microbiana, reflejada en los altos valores de temperatura que bastante típico en los procesos de compostaje. Durante la fase de maduración, las concentraciones de materia orgánica no sufrieron cambios notables siendo un indicativo que se van estabilizando los materiales después de la fase bio- oxidativa.
Gonzales et al. (2014), en un estudio de caracterización del compost realizado en la planta de Bordo Poniente del Distrito Federal de México, reportaron que el producto final en comparación con la NADF-020-2011 cumple con los límites establecidos para la humedad, el pH, la M.O. y el nitrógeno cuyos valores en promedio fueron de 44.27%, 7.41, 40.33% y 1.37%
respectivamente. Los demás valores estuvieron fuera de norma, llama la atención que no cumplan con los valores establecidos para coliformes fecales que alcanzó un valor de 2000 NMP/g y la norma legal precisa que debe ser < a 1000 en base seca, lo que indica presencia de patógenos, se debe posiblemente a que el proceso de compostaje no ha sido llevado adecuadamente con respecto al rango óptimo de temperatura, ni con la relación C/N que fue de 17.28 y la norma establece que debe ser < de 15, que son de los indicadores más importantes de la calidad del compost. Teniendo en consideración los resultados obtenidos, concluyen que el proceso de compostaje en la planta de Bordo Poniente y la calidad del compost obtenido
cumple parcialmente con la normatividad correspondiendo a un compost de Clase C cuyo uso está orientado para áreas verdes urbanas y reforestación.
Gracia (2012) dio a conocer los resultados de la caracterización química de compost procedente de RSU segregados en origen, procesados en una planta de compostaje de Barcelona (España) y el compost procedente de RSU sin segregación en origen procedentes de una planta de compostaje de Murcia (España). Al respecto, lo más saltante que se obtuvo en los resultados fue las diferencias marcadas en las concentraciones de metales pesados, lo que le atribuye principalmente a la operación de segregación de los RSU en origen (Tabla 1).
Tabla 1. Características químicas del compost generado a partir de RSU segregados y no segregados en origen.
Parámetro Unidades
Valores del compost Sin segregación
RSU en origen
Con segregación de RSU en origen
pH -- 7.2 7.45
CE dS/m 6.4 5.04
Humedad % 27.7 26.8
Nitrógeno total % 2.4 2.7
Materia orgánica % 52.4 57.6
Fósforo total % 1.8 0.53
Potasio total % 0.66 0.84
Cu mg/kg 395 28
Ni mg/kg 59 18
Zn mg/kg 3,083 106
Cd mg/kg < 2.5 0.3
Cr mg/kg 113 8
Pb mg/kg 84 18
Fuente: Gracia (2012).
Según Rosal et al. (2007), en un estudio realizado en la ciudad de Córdoba (España), referido sobre el compostaje de residuos municipales con recogida selectiva y la incidencia de metales pesados en los composts en tres años consecutivos. Consideró como metodología que para cada ensayo de caracterización química, recogió una muestra de 500 g de peso de compost de diferentes partes de la pila, la misma que fue refinado con un tamiz de 15 mm de luz (Tabla 2 y 3).
Tabla 2. Características químicas del material fresco (RSU) y del compost por año.
Característica RSU fresco
Compost 1er año
Compost 2do año
Compost 3er año
pH 6.1 8.3 8.4 8.1
CE (dS/m) 8.0 19.7 13.2 11.4
M.O. (%) 58 39 36 33
C/N 14.1 7.7 8.1 7.1
N (%) 2.4 2.9 2.6 2.7
P 0.3 0.2 0.3 0.2
Fuente: Rosal et al. (2007).
Los composts producidos empleando residuos municipales con recogida selectiva, satisfacieron los límites legales en cuanto al máximo contenido de los metales pesados, clasificándose como compost de Clase C. Las concentraciones de cadmio, cobre y zinc, fueron muy altas y motivo por el cual fue imposible considerar estos compost como productos ecológicos en el ámbito europeo (Tabla 3).
La incorporación de metales pesados en el compost procede en primer lugar de una segregación muy pobre que la población hizo de los residuos en sus hogares. La escasa industrialización de esta ciudad permite afirmar que poca incidencia tuvo este sector en la contribución de metales a la materia
orgánica, por deposición atmosférica, contaminación de las aguas o residuos que en otros lugares influyen claramente. Sin embargo, los inputs (entrada) procedentes de la abrasión (desgaste) de superficies pintura, plomo y zinc de los materiales de construcción u otros metales que están en la composición de productos de higiene contribuyeron a estas altas concentraciones de metales a través de los restos orgánicos o productos cotidianos.
Tabla 3. Metales en RSU fresco, compost y límites máximos permisibles por clases según Ley Española RD 824/2005.
Metal pesado
Contenidos de metales pesados (mg/kg)
Límites máximos permisibles por clases
de compost RSU
fresco
Compost 1er año
Compost 2do año
Compost 3er año
Clase A
Clase B
Clase C
Cd 4 3 3 2 0.7 2 3
Cu 47 276 252 373 70 300 400
Cr 104 30 57 84 70 250 300
Ni 98 50 57 64 25 90 100
Pb 120 165 120 144 45 150 250
Zn 90 415 579 603 200 500 1000
Fuente: Rosal et al. (2007).
Como el contenido de materia orgánica total durante el proceso de compostaje decrece por la respiración de la biomasa, que genera CO2 y H2O, un incremento general en el contenido de metales es de esperar. Sin embargo, solo los contenidos en zinc y cobre experimentaron este aumento. En cierta medida, la bioacumulación por parte de la biomasa está implicada en este fenómeno (Premuzic et al., 2002) y la movilidad que tiene el zinc.
Probablemente, el resto de los metales fueron parcialmente rechazados en el proceso de refinado y eliminación de restos inertes.
Del mismo modo, Madrid et al. (2001) reportan los resultados en promedio de 17 muestras de compost tamizado por un tamiz de 25 mm. En
este tipo de compost mostraron contenidos de materia orgánica (32.8%), P (0.82%), K (0.49%), Ca (3.95%) y Mg (0.23%) habituales en este tipo de productos. En lo que se refiere al nitrógeno, su contenido fue relativamente bajo (0.71%), y sobre todo, la alta relación C/N (26.4), que podrían dar lugar a inmovilización de este nutriente en el suelo. Con respecto al pH (6.98) está comprendido en un valor neutral y la CE (6.48 dS/m) es alto. Con relación a los metales pesados sobrepasaron a los límites legales para compost Clase A, que alcanzaron valores para el Cu, Zn, Cr, Ni y Pb de 195, 318, 126, 48 y 144 mg/kg respectivamente, concluyendo que la calidad del compost es equivalente a la Clase B. Con respecto a la humedad (26.8%) sobre base húmeda presenta un contenido adecuado y en el caso del contenido de impurezas fue de 21.1%
determinado en base seca, cantidad que sobrepaso los límites establecidos. La presencia importante de fracción de impurezas (vidrio, piedras, metales, etc.) se debe especialmente a una segregación inadecuada de los residuos lo que generó una pérdida de calidad del compost.
García et al. (2008) en un trabajo de evaluación realizado sobre la presencia de metales pesados en compost municipal (CM) producidos en la planta de composta ubicada en el sitio Bordo Poniente-México, según los análisis efectuados a las muestras por triplicado, concluyeron que el contenido de metales expresado en mg/kg fueron inferiores a los límites recomendados por la norma oficial, cuyas concentraciones para el Pb fue de (0.130 ±.0.01), Cd de (0.00186 ± 0.0001), Zn de (0.213 ± 0.02) y Cu de (0.0847 ± 0.001), a excepción del níquel (Ni) que no se encontró.
También, en la misma investigación, el pH se encontró en el límite máximo deseado (8.5 ± 0.43); la conductividad eléctrica obtuvo un valor promedio de 3.01 ± 0.46 µS/cm; la humedad por arriba de la norma (28.29 ± 3.88%). En cuanto a la materia orgánica se encontró dentro del rango preferente (39.36 ± 2.69%) señalado por la norma oficial.
El Instituto de Pesquisas Tecnológicas de Brasil (IPT) analizó muestras del compost proveniente de 15 plantas ubicadas en el Estado de São Paulo, la cual según el CEMPRE (1998), los niveles medios de metales pesados
encontrados en las muestras del compost producido a partir de residuos orgánicos urbanos reportan los siguientes contenidos de: cobre = 182 mg/kg, zinc = 433 mg/kg, plomo = 188 mg/kg, cromo = 54 mg/kg, níquel = 22 mg/kg y cadmio = 6 mg/kg. Según la literatura internacional, las muestras de compost referidas pueden ser aplicadas en suelos de Francia, Austria e Italia, siendo prohibidas en Suiza por la concentración de Cd y Pb, lo que indica que en la gran mayoría de los casos, los metales pesados no presentan un problema serio, siempre que se adopten prácticas adecuadas de recolección, clasificación y operación de la planta.
2.2.2. Nacional
Cantanhede et al. (1993) con el apoyo del Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente (CEPIS), la OPS y la Empresa de Servicios Municipales de Limpieza de Lima (ESMLL) desarrollaron un proyecto de investigación conjunto con el objetivo de lograr un mejor aprovechamiento de los residuos sólidos generados en los mercados de la ciudad de Lima, y como parte del estudio realizaron análisis de metales pesados de las pilas de compost, concluyendo que la concentración promedio en mg/kg, base seca fue para el Cu (10.0), Pb (14.4), Cd (1.2) y Hg (5.4) los mismos que estuvieron por debajo de los valores límites determinados para cultivos alimenticios (Cu = 300, Pb = 750, Cd = 5 y Hg = 5) y para cultivos ornamentales (Cu = 500, Pb = 1000, Cd = sin límite y Hg = 5) salvo en el caso del mercurio, que sobrepasó en un 8% el valor límite. La probable explicación para la presencia de cadmio sería el riego que se realizan a cultivos con aguas residuales industriales (lodos de acequias de irrigación), así como la presencia de envases de plástico coloreados entre los residuos de mercados, ya que algunos pigmentos para colorear plásticos contienen cadmio.
Chávez (2015) realizó la caracterización fisicoquímico y la madurez del compost provenientes de RSU de las ciudades de Tingo María y Aucayacu, encontrando que la conductividad eléctrica en promedio del compost en base a dos repeticiones fue 2.50 y 2.95 dS/m respectivamente. Estos resultados relativamente bajos se deben posiblemente a los materiales orgánicos
empleados en el proceso, con limitada presencia de sales y a la mineralización de la materia orgánica. También reportó valores de pH en promedio de 8.24 y 7.72 para Tingo María y Aucayacu cuyos valores ligeramente alcalinos, se debe probablemente a que el compost ha logrado su madurez. Asimismo, señaló que los dos tipos de compost (producto final) tuvieron niveles de humedad bajos alrededor del 23% Tingo María y 25% para Aucayacu. Aunque dicho nivel está por debajo del rango de 30% a 40%, según el Decreto español 824/2005, al respecto este parámetro no supone ningún problema para el cribado, almacenamiento, minimizar el transporte de agua y que puede ajustarse sin problemas para la comercialización del producto.
Gallardo (2013) en un estudio que realizó con el objetivo de caracterizar el compost producido a partir de residuos domésticos urbanos degradables compostados en las comunidades de Corire, Chucapaca y Agani ubicadas aproximadamente a 5100 msnm en la provincia de Sánchez Cerro región Moquegua obtuvo valores de 9.4%, 8.4% y 18.7% de humedad en el compost terminado (Tabla 4). Estos bajos porcentajes de humedad atribuyó posiblemente a la exposición de la pila de compost al sol, el viento y la lluvia no controlados que afectan adversamente la humead equilibrada del proceso de composteo y del producto final (compost).
El MINAM (2013) en un estudio de caracterización física de residuos sólidos municipales realizado en la ciudad de Huancayo determinó el contenido de humedad en la composición totalmente orgánica cuyos resultados fueron de 79.71% para residuos de restaurantes, 67.89% para residuos de mercado y 49.56% para residuos domiciliarios, la finalidad de saber la humedad fue para estimar la potencialidad de los residuos orgánicos para la generación de lixiviados y adoptar medidas de control, así como conocer el contenido de humedad de los residuos orgánicos con el cual se inició el proceso de compostaje y su consecuente contenido en el compost final.
El INIA de Puno citado por Gallardo (2013) realizó un ensayo con el fin de mejorar la técnica y obtención de compost de calidad procedente de residuos orgánicos domésticos de su ámbito de influencia (Tabla 5).
Tabla 4. Resultados de análisis físico-químico en comunidades de la región Moquegua.
Parámetro físico-
químico Unidad
Lugar de muestreo Comunidad
Agani*
Comunidad Chucapaca*
Comunidad Corire*
Conductividad eléctrica dS/m 16.02 16.64 22.10
pH Unidades 8.3 7.5 7.8
Humedad % 18.7 8.4 9.4
Materia orgánica % 21.0 12.9 19.9
Macroelementos:
- Nitrógeno (N) mg/kg 1,300.57 1,846.67 2,687.25
- Fosforo (P) mg/kg 8,622 5,466 7,551
- Potasio (K) mg/kg 19,489 14,250 17,353
Microelementos:
- Calcio (Ca) mg/kg 28,195 18,732 27,425
- Magnesio (Mg) mg/kg 5,104 2,652 3,097
- Hierro (Fe) mg/kg 8,169 4,842 4,034
- Manganeso (Mn) mg/kg 1,018 517 389
- Boro (B) mg/kg 48.2 25.7 26.3
- Molibdeno (Mo) mg/kg 2.23 2.46 1.99
Metales pesados:
- Arsénico (As) mg/kg 8.8 13.5 4.8
- Cadmio (Cd) mg/kg < 0.03 < 0.03 < 0.03
- Cobre (Cu) mg/kg 28.4 17.6 17.1
- Cromo (Cr) mg/kg 2.99 2.38 3.16
- Níquel (Ni) mg/kg 4.7 4.2 3.0
- Plomo (Pb) mg/kg 5.8 10.0 5.9
- Zinc (Zn) mg/kg 110.8 118.3 276.0
* Fecha de muestreo: 20/07/2012.
Fuente: Gallardo (2013).
