Compostaje vs Residuos Orgánicos (página 2)

El compostaje
como sistema de
tratamiento y adecuación de los residuos orgánicos
para fines forestales.

La utilización directa de residuos
orgánicos frescos en Agricultura
presenta diferentes inconvenientes: fitotoxicidad (por compuestos
orgánicos, elementos y sustancias minerales, etc.),
inmovilización de nitrógeno y deficiencia de
oxígeno
a nivel de las raíces de la planta, elevación
excesiva de la temperatura en
la zona de la rizosfera, etc. (Abad et al., 1997, 2001;
Ortega et al., 1996).

Entre los diferentes métodos de
adecuación de los residuos orgánicos para fines
agrícolas destaca el compostaje (Abad y Puchades, 2002;
Climent et al., 1996), tanto desde el punto de vista
ecológico como económico, (Raviv, 1998).

Al mismo tiempo que
colabora en la gestión
de los residuos sólidos, el compostaje es el sistema que
más respeta el ciclo de conservación de la materia y el
que mayor aplicación encuentra en Agricultura, (Soliva,
2001).

En la actualidad, el compostaje es un proceso
tecnológico industrializado, sin un grado de complejidad
excesivo, técnico y económicamente viable, poco
contaminante, y con mayor aceptación social, en
comparación con los vertederos o las plantas
incineradoras.

El compostaje. Definiciones.

El compostaje es un proceso biológico
termofílico en donde la materia orgánica es
descompuesta por una gran cantidad de microorganismos. Bacterias,
hongos,
protozoos,
ácaros, miriápodos, entre otros organismos
aeróbicos, digieren los compuestos orgánicos
transformándolos en otros más simples (Rynk,
1992)

El compostaje es un proceso de descomposición
oxidativa de los constituyentes orgánicos de los materiales de
desecho, que se lleva a cabo bajo condiciones controladas sobre
sustratos sólidos orgánicos heterogéneos,
originando un producto que
representa grandes beneficios cuando es adicionado al suelo,(Peña, 2002).

Este abono orgánico se construye con el
estiércol de los animales de
granja (aves,
caballos, vacas, ovejas o cerdos), residuos de cosechas,
desperdicios orgánicos domésticos y papel, (Rynk,
1992).

El compostaje es un proceso biológico aerobio,
que bajo condiciones de aireación, humedad y temperaturas
controladas y combinando bases mesófilas (temperatura y
humedad medias) y termófilas (temperatura superior a 45%),
transforma los residuos orgánicos degradables, en un
producto estable e higienizado, aplicable como abono o sustrato.
Es decir, el compostaje es:

• Una técnica de estabilización y
  tratamiento de residuos orgánicos biodegradables. El
  calor
  generado durante el proceso (fase termófila) va a
  destruir las bacterias patógenas, huevos de
  parásitos y muchas semillas de malas hierbas que pueden
  encontrarse en el material de partida, dando lugar a un
  producto higienizado.

• Una técnica biológica de reciclaje de
  materia orgánica que al final de su evolución da humus, factor de estabilidad
  y fertilidad del suelo.

• El resultado de una actividad biológica
  compleja, realizado en condiciones particulares; el compostaje
  no es, por tanto, un único proceso. Es, en realidad, la
  suma de una serie de procesos
  metabólicos complejos procedentes de la actividad
  integrada de un conjunto de microorganismos. Los cambios
  químicos y especies involucradas en el mismo
  varían de acuerdo a la composición del material
  que se quiere compostar.

El producto obtenido al final de un proceso de
compostaje, el compost, posee un importante contenido en materia
orgánica y nutriente, pudiendo ser aprovechado como abono
orgánico o como substrato, (Abad, M., 2002).

El compostaje o "composting" es el proceso
biológico aeróbico, mediante el cual los
microorganismos actúan sobre la materia rápidamente
biodegradable (restos de cosecha, excrementos de animales y
residuos urbanos), permitiendo obtener compost, abono excelente
para la agricultura, (Abad, M., 1999).

El compost o mantillo se puede definir como el resultado
de un proceso de humificación de la materia
orgánica, bajo condiciones controladas y en ausencia de
suelo. El compost es un nutriente para el suelo que mejora la
estructura y
ayuda a reducir la erosión y
ayuda a la absorción de agua y
nutrientes por parte de las plantas.

El compostaje es el proceso controlado de
transformación biológica de la materia
orgánica, en condiciones aeróbicas. La finalidad
del proceso es acelerar la degradación de los residuos
orgánicos, que en la naturaleza
tiene lugar en períodos prolongados de tiempo. El
compostaje produce un material valioso con alto contenido de
humus, que puede utilizarse como mejorador de suelos y
fertilizante, el Compost. En el compostaje (degradación
aeróbica) al igual que en la fermentación (degradación
anaeróbica) intervienen microorganismos. Los materiales
que pueden compostarse son todas las sustancias de origen vegetal
o animal, como los residuos orgánicos domiciliarios,
industriales, de actividades agrícolas o las que se
generan en el mantenimiento
de áreas verdes (poda, corte de césped) y que se
denominan residuos verdes.

Los materiales orgánicos se componen
principalmente de compuestos de carbono e
hidrógeno, que son utilizados por los
microorganismos como fuente de alimento. Su actividad, y con ello
la velocidad del
proceso de compostaje, depende esencialmente de los siguientes
factores:

• Composición del material
• Humedad
• Aireación
• Temperatura

Factores que condicionan el proceso de
compostaje.

El proceso de compostaje (Fig. 1) se basa en la
actividad de microorganismos que viven en el entorno, ya que son
los responsables de la descomposición de la materia
orgánica. Para que estos microorganismos puedan vivir y
desarrollar la actividad descomponedora se necesitan unas
condiciones óptimas de temperatura, humedad y
oxigenación.

Son muchos y muy complejos los factores que intervienen
en el proceso biológico del compostaje, estando a su vez
influenciados por las condiciones ambientales, tipo de residuo a
tratar y el tipo de técnica de compostaje empleada. Los
factores más importantes son:

Temperatura.

Se consideran óptimas las temperaturas del
intervalo 35-55 ºC para conseguir la eliminación de
patógenos, parásitos y semillas de malas hierbas. A
temperaturas muy altas, muchos microorganismos interesantes para
el proceso mueren y otros no actúan al estar
esporados.

Humedad.

En el proceso de compostaje es importante que la humedad
alcance unos niveles óptimos del 40-60 %. Si el contenido
en humedad es mayor, el agua
ocupará todos los poros y por lo tanto el proceso se
volvería anaeróbico, es decir se produciría
una putrefacción de la materia orgánica. Si la
humedad es excesivamente baja se disminuye la actividad de los
microorganismos y el proceso es más lento. El contenido de
humedad dependerá de las materias primas empleadas. Para
materiales fibrosos o residuos forestales gruesos la humedad
máxima permisible es del 75-85 % mientras que para
material vegetal fresco, ésta oscila entre
50-60%.

pH.

Influye en el proceso debido a su acción
sobre microorganismos. En general los hongos toleran un margen de
pH entre 5-8,
mientras que las bacterias tienen menor capacidad de tolerancia (pH=
6-7,5).

Oxígeno.

El compostaje es un proceso aeróbico, por lo que
la presencia de oxígeno es esencial. La
concentración de oxígeno dependerá del tipo
de material, textura, humedad, frecuencia de volteo y de la
presencia o ausencia de aireación forzada.

Relación C/N
equilibrada.

El carbono y el nitrógeno son los dos
constituyentes básicos de la materia orgánica. Por
ello para obtener un compost de buena calidad es
importante que exista una relación equilibrada entre ambos
elementos. Teóricamente una relación C/N de 25-35
es la adecuada, pero esta variará en función de
las materias primas que conforman el compost. Si la
relación C/N es muy elevada, disminuye la actividad
biológica. Una relación C/N muy baja no afecta al
proceso de compostaje, perdiendo el exceso de nitrógeno en
forma de amoniaco. Es importante realizar una mezcla adecuada de
los distintos residuos con diferentes relaciones C/N para obtener
un compost equilibrado. Los materiales orgánicos ricos en
carbono y pobres en nitrógeno son la paja, el heno seco,
las hojas, las ramas, la turba y el serrín. Los pobres en
carbono y ricos en nitrógeno son los vegetales
jóvenes, las deyecciones animales y los residuos de
matadero.

Población
microbiana.

El compostaje es un proceso aeróbico de
descomposición de la materia orgánica, llevado a
cabo por una amplia gama de poblaciones de bacterias, hongos y
actinomicetes.

Figura 1 Proceso de
compostaje.

Condiciones óptimas del
proceso.

Teniendo en cuenta lo explicado anteriormente se puede
afirmar que un control eficiente
de estos parámetros (tabla 1) permitirá llegar a
tener un proceso que trabaje de forma óptima disminuyendo
el tiempo de elaboración del compost y como consecuencia
aumentando las ganancias económicas.

Entre las variables
más exigentes están la humedad, la relación
C/N y la temperatura. No obstante, el control de la mayor
cantidad posible de parámetros en el proceso garantiza los
mejores resultados.

Tabla 1. Condiciones
óptimas del proceso de compostaje.

Proceso biológico del
compostaje.

El proceso de compostaje tiene la particularidad que es
un proceso que se da con elevadas temperaturas. La
pre-fermentación es la primera fase del proceso de
compostaje, que comienza bajo el impacto de bacterias
mesófilas. En esta fase, la temperatura del material
aumenta rápidamente y el proceso de biodegradación
empieza. La temperatura puede subir hasta 75 o C. Esto
es equivalente al grado 1 de madurez. La pre-fermentación
se realiza durante los primeros días del compostaje. Para
que el proceso se desarrolle normalmente es imprescindible que
haya humedad y oxígeno suficientes, ya que los
microorganismos encargados de realizar la descomposición
de los materiales orgánicos necesitan de estos elementos
para vivir.

Durante la segunda fase, la fermentación
principal, la temperatura sigue manteniéndose a un nivel
relativamente alto por causa del calor producido por la actividad
microbiológica. La elevada temperatura que adquiere la
pila de compost (o abonera) es muy importante, ya que es una
manera de eliminar muchos tipos de microorganismos que pueden
perjudicar a las plantas que cultivemos y que se encontraban
presentes en el material original. En esta fase, la
biodegradación se realiza por bacterias termófilas
(grado 2-3 de madurez).

La velocidad del proceso de compostaje alcanza a su
nivel más alto durante las dos primeras fases.
Paralelamente, las emisiones y la necesidad de aireación y
humedecimiento también se encuentran sobre su nivel
más alto. Por esta causa, el control del proceso es
especialmente importante durante este tiempo.

La última fase del proceso de compostaje es la
maduración e higienización. El proceso de
biodegradación se desarrolla más despacio y las
emisiones también se disminuyen. En general no hay
necesidad de aireación o humedecimiento durante esta fase.
Sin embargo, en esta fase es ventajoso continuar la
mezcla/revuelta y el movimiento del
material para obtener un producto homogéneo e
higiénico. Al final de la última fase, el compost
tiene el grado 4 0 5 de madurez.

Los principales grupos de
microorganismos que participan en el proceso son los hongos, las
bacterias y los actinomicetos. Estos, al tener diferencias
nutricionales y metabólicas, son capaces de descomponer
los compuestos químicos simples y complejos que
están en la fracción orgánica de los
residuos
sólidos urbanos como son lípidos,
proteínas, aminoácidos, lignina y
celulosa.

La presencia de materiales complejos demoran el proceso
al tener que sintetizar enzimas
específicas y actuar sobre la biomasa de manera
conjunta.

Los patógenos son organismos que pueden resultar
dañinos para los humanos, los animales y las plantas. El
incremento de la temperatura alcanzado durante el proceso de
composteo, unido a la competencia y el
antagonismo entre los grupos de microorganismos son elementos que
reducen considerablemente el número de agentes
patógenos animales y vegetales en el producto final. En la
tabla 2 se recoge la temperatura y el tiempo necesario para la
destrucción de algunos patógenos y parásitos
presentes en el residuo a comportar:

Tabla 2. Ejemplos del umbral de
muerte de
algunos microorganismos que están presentes en el proceso
de composteo.

Beneficios del uso del compost.

Entre los beneficios del compostaje se
incluyen:

Acondicionamiento del
suelo:

La utilización del compost como enmienda
orgánica o producto restituidor de materia
orgánica en los terrenos de labor tiene un gran
potencial e interés
en nuestro país, ya que la presencia de dicha materia
orgánica en el suelo en proporciones adecuadas es
fundamental para asegurar la fertilidad y evitar la
desertización. Además, cabe comentar que la
materia orgánica en el suelo produce una serie de
efectos de repercusión agrobiológica muy
favorable.

Mejora las propiedades
físicas del suelo:

La materia orgánica contribuye favorablemente a
mejorar la estabilidad de la estructura de los agregados del
suelo agrícola (serán más permeables los
suelos pesados y más compactos los ligeros), aumenta la
permeabilidad hídrica y gaseosa, y contribuye a aumentar
la capacidad de retención hídrica del suelo
mediante la formación de agregados.

Mejora las propiedades
químicas:

La materia orgánica aporta macronutrientes N,
P, K y micronutrientes, y mejora la capacidad de intercambio de
cationes del suelo. Esta propiedad
consiste en absorber los nutrientes catiónicos del
suelo, poniéndolos más adelante a
disposición de las plantas, evitándose de esta
forma la lixiviación. Por otra parte, los compuestos
húmicos presentes en la materia orgánica forman
complejos y quelatos estables, aumentando la posibilidad de ser
asimilados por las plantas.

Mejora la actividad
biológica del suelo:

La materia orgánica del suelo actúa como
fuente de energía y nutrición para los
microorganismos presentes en el suelo. Estos viven a expensas
del humus y contribuyen a su mineralización. Una
población microbiana activa es
índice de fertilidad de un suelo.

Facilita el manejo de
estiércoles

El compostaje reduce el peso, el volumen, el
contenido en humedad, y la actividad de los estiércoles.
El compost es mucho más fácil de manejar que los
estiércoles, y se almacena sin problemas de
olores o de insectos y puede ser aplicado en cualquier
época del año. Esto minimiza las pérdidas
de nitrógeno y el impacto
ambiental en el campo.

Aplicabilidad al
suelo

Tanto el compost como los estiércoles son
buenos acondicionadores del suelo con valor
fertilizante (Fig. 2). Normalmente el estiércol se
añade al suelo directamente, proporcionándole
calidades comparables a las que alcanzaría con al
compost. Sin embargo, el acondicionamiento del suelo, no
justifica por sí solo hacer compost a partir de
estiércoles. Hay beneficios complementarios por la
utilización de compost, como son:

• El compost convierte el contenido en nitrógeno
  presente en los estiércoles en una forma orgánica
  más estable. Por tanto, esto produce unas menores
  pérdidas de nitrógeno, el cual permanece en una
  forma menos susceptible de lixiviarse y, por tanto, de perder
  amonio.
• La mayoría de los estiércoles tienen
  una elevada relación carbono/nitrógeno. Cuando se
  aplican al suelo directamente, el exceso de carbono en los
  estiércoles hace que el nitrógeno en el suelo
  quede inmovilizado y, por tanto, no disponible para el cultivo.
  El compostaje disminuye la relación
  carbono/nitrógeno a niveles aceptables para la
  aplicación al suelo.
• El calor generado mediante el proceso de compostaje
  reduce la viabilidad de las semillas que pudieran estar
  presentes en el estiércol.

Disminuye los riesgos de
contaminación y malos
olores:

En la mayoría de las granjas, el
estiércol es más un residuo que un subproducto
con valor añadido. Los principales inconvenientes son
los olores y la
contaminación por nitratos. El compostaje puede
principalmente disminuir estos problemas.

Destruye los
patógenos:

La destrucción de patógenos durante la
fase termófila permite la utilización no
contaminante del abono orgánico. En la Tabla 2 se recoge
la temperatura y el tiempo necesario para la destrucción
de algunos de los patógenos y parásitos
más comunes que pueden estar presentes en el residuo a
compostar.

Figura. 2 Beneficios del compost en la
agricultura y reforestación.

Producto comercializable:

Una de las características más
atractivas del compostaje es que existe un mercado para
el producto. Entre los compradores potenciales se incluyen los
agricultores que practican agricultura ecológica u
horticultura más o menos intensiva, fruticultores,
particulares que poseen viviendas con jardín,
dueños de pastizales, operadores de campos de golf y
propietarios de viveros. El precio de
los compost varía considerablemente en función de
las características, envasado y calidad, materiales de
partida utilizados y destino del producto terminado, puesto que
aún hoy en día, se le considera como un producto
residual en unos casos o como producto de lujo en otros. El
precio depende igualmente del mercado local.

Desventajas del uso del compost.

Entre las desventajas que se le atribuyen al compost
están:

Las de tipo económico: A la
hora de plantearse un compostaje hay que tener en cuenta que este
proceso supone una cierta inversión, ya que se necesitan una serie de
equipos y a veces unas mínimas instalaciones, si bien es
cierto que la mayoría de las operaciones del
proceso se pueden realizar con maquinaria existente en cualquier
granja.

Las de disponibilidad de terreno:
No hay que olvidar que dentro del proceso de compostaje hay que
prever un terreno para almacenar los materiales de partida, otro
para mantener los compost durante la fase de maduración y
otro para almacenar los productos ya
terminados, además del espacio dedicado al compostaje
propiamente dicho.

Las de tipo climatológico:
Si el clima es muy
frío, el proceso se alarga debido a las bajas
temperaturas, e incluso, a veces, se para, debido a la
imposibilidad de hacer funcionar los equipos adecuadamente a
causa de las heladas y nevadas. Las lluvias excesivas
también pueden dar lugar a problemas de encharcamientos y
anaerobiosis si no hay un buen drenaje y una inclinación
adecuada del terreno.

Las de tipo medioambiental: Estas
desventajas se pueden evitar con una buena práctica a la
hora de realizar el proceso y con una buena elección del
terreno donde se van a almacenar, tanto los materiales iniciales
como los compost en fase de maduración, ya que es en este
periodo donde hay más peligro que las pérdidas de
nitrógeno, en forma de nitratos, contaminen las aguas
subterráneas.

Las de valor fertilizante: En
general los compost tienen fama de que su contenido en
nitrógeno es muy bajo, pero eso es sólo cierto si a
lo largo del proceso ha habido pérdidas debido a una mala
práctica. Por otra parte, las cantidades que hay que
aplicar de compost son superiores a las que habría que
aplicar cuando se usan fertilizantes químicos de síntesis,
debido a que en un compost los nutrientes se encuentran en formas
muy complejas que necesitan sufrir en el suelo un proceso de
mineralización para ser asimilados por las plantas. Sin
embargo, hay que tener en cuenta que la aportación en
sucesivas cosechas será menor debido al efecto residual a
que da lugar la más lenta liberación de
nutrientes.

Aplicación del compostaje a la obtención
de productos alternativos a los sustratos
tradicionales.

El compostaje es una técnica de
estabilización de residuos orgánicos (RO) que tiene
interés en el aprovechamiento de residuos y subproductos
de distintas actividades como sustratos y hoy por hoy presenta un
interés especial por diferentes razones:

• Fuerte demanda de
  sustratos y variados.
• Problemática derivada de la importación de materiales como la
  turba.
• Necesidad de proteger ciertos recursos.
• Problemas de rentabilidad
  y competitividad.
• Elevada producción de residuos y
  subproductos.
• Costo elevados de vertederos y de los sistemas de
  tratamientos

Uno de los tratamientos que desde siempre se ha aplicado
para estabilizar la materia orgánica es el
compostaje.

CONCLUSIONES.

La creciente disponibilidad de residuos
orgánicos, así como la problemática y los
costos de su
reciclaje, ha requerido su utilización en otros
ámbitos de aplicación distintos al suelo. Entre
ellos destaca, por su interés, su inclusión entre
las materias primas utilizadas en la formulación de
sustratos para el cultivo fuera del suelo. Como han demostrado
numerosas investigaciones
llevadas a cabo durante los últimos años, el sector
profesional de los sustratos de cultivo es capaz de aprovechar
numerosos materiales que son residuos o subproductos de escaso o
nulo valor económico, favoreciendo así una demanda
creciente de materiales de desecho y valorizando, a la vez,
dichos productos. El proceso de compostaje es un sistema de
fundamento sencillo, versátil y puede aplicarse a
diferentes tipos de materiales; se le considera económico
y ecológico.

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Autor:

MSc. Noarys Pérez Díaz

Profesora Asistente del Departamento de Química
de la Universidad de Pinar del Río, Cuba.

Investigador del Centro de Estudios Forestales adscrito
a la Universidad de
Pinar del Río.

teléf. 53-82-77 9661 FAX
53-82-779353

Dr. Uvaldo Orea Igarza.

Dra. Elena Cordero Machado.

Profesores Investigadores del Centro de Estudios
Forestales y Profesores del Departamento de Química de la
Facultad de Forestal y Agronomía de la Universidad de
Pinar del Río, Cuba.

Dirección. Calle Martí
Nº 270 CP 20100

Pinar del Río, Cuba