MANUAL PARA LA PRODUCCIN DE ABONOS ORGNICOS

EN LA AGRICULTURA URBANA

utores lizabeth Pea Turruella, Miriam Carrin Ramrez, Francisco Martnez, Adolfo

PRODUCCIN DE ABONOS ORGNICOS N LA AGRICULTURA URBANA

rograma de las Naciones Unidas para el

orrecciones: Dora Rodrguez Palma

obre la presente edicin: INIFAT, 2002.

Calle 1 esq. 2, Santiago de las Vegas, Ciudad de La Habana, Cuba.

AERodrguez Nodals y Nelso Companioni Concepcin.

INIFAT PNUD ANUAL PARA LAM

EPatrocinado por: PDesarrollo (PNUD).

dicin INIFAT. EEditor Ejecutivo: Agustn Garca Marrero

iseo: Jos Diago Lpez y Merle Lovaina Galbn DC S INIFAT- Grupo Nacional de Agricultura Urbana

ndice Introduccin...................................................................................................................... 3 La materia orgnica. Generalidades. ................................................................................ 5

Definicin. .................................................................................................................... 5 Formacin de la materia orgnica en los suelos. .......................................................... 5 Estructura y fraccionamiento de la materia orgnica. .................................................. 6 Proceso de transformacin de la materia orgnica. ...................................................... 7 Importancia de la materia orgnica sobre las propiedades de los suelos...................... 9 Influencia sobre las propiedades qumicas. .................................................................. 9 Mtodos de estudio de los compuestos orgnicos de los suelos................................. 10

Abonos orgnicos. Generalidades. ................................................................................. 14 Concepto..................................................................................................................... 14 Compostaje. Generalidades. ....................................................................................... 15 Ventajas del compostaje. ........................................................................................... 15 Proceso de compostaje. .............................................................................................. 18 Principales parmetros de control en el proceso de compostaje. ............................... 18 Sistemas de Compostaje. ............................................................................................ 27 Operaciones de Compostaje. ...................................................................................... 31 Mezcla y construccin de la pila. ............................................................................... 31 Rendimiento del compostaje. ..................................................................................... 32 Maduracin y almacenaje........................................................................................... 32 Evaluacin de la madurez de un compost. ................................................................. 34 Mtodos para determinar el grado de madurez de un compost. ................................. 35 Mtodos para la elaboracin de compost. .................................................................. 39

Lombricultura. Generalidades. ....................................................................................... 43 Concepto..................................................................................................................... 43 La lombriz de tierra: ................................................................................................... 44 Biologa y ecologa..................................................................................................... 44 Enemigos naturales..................................................................................................... 48 Caractersticas generales de la planaria. ..................................................................... 48 Desarrollo del cultivo de la lombriz: .......................................................................... 49 Condiciones necesarias para el cultivo de lombrices. ................................................ 50 Riego y alimentacin. ................................................ Error! Marcador no definido. Densidad de la poblacin............................................................................................ 54 Definicin de pie de cra............................................................................................. 54 Prueba de caja............................................................................................................. 55 Muestreo. .................................................................................................................... 55 Extensin del cultivo. ................................................................................................. 56 Cosecha del humus y de las lombrices. ...................................................................... 57 Mtodos de cosecha.................................................................................................... 57 Almacenamiento del humus de lombriz. .................................................................... 57 Medidas sanitarias. ..................................................................................................... 58 Ventajas y Beneficios. ................................................................................................ 58

Abonos lquidos.............................................................................................................. 60 Calculo de la disponibilidad de materia orgnica........................................................... 61 BIBLIOGRAFA CONSULTADA................................................................................ 63

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INTRODUCCIN La primera condicin que se debe observar en cualquier sistema agrcola, la constituye la conservacin de la fertilidad del suelo. A travs del tiempo la Naturaleza ha desarrollado varios mecanismos para manejar el suelo. Entre ellos se observa que crecen juntos, plantas con animales, desde los mamferos hasta los invertebrados ms rudimentarios. Es decir que la diversidad prevalece y que no se observan monoculturas. Tambin, el suelo se encuentra protegido de la accin directa del sol, de la lluvia, del viento y la totalidad de la energa solar es utilizada. La Naturaleza hace que se autofertilice, es decir, que elabora su propio humus proveyndose de elementos minerales mediante la transformacin de los restos de animales y vegetales por hongos y bacterias acumulados en la superficie del suelo. Otro mecanismo utilizado consiste en el bombeo, por las races, de elementos nutrientes hacia la superficie. Todo esto indica que en los procesos naturales nada se pierde, existe un equilibrio entre los procesos de crecimiento y de desintegracin, es decir, un reciclaje completo y bien engranado. Ejemplo de una agricultura imitadora de la Naturaleza y que mantiene un equilibrio entre estos dos procesos, se encuentra en las prcticas del Oriente donde las pequeas chacras de la China, siempre cultivadas, mantienen su fertilidad despus de 40 siglos de produccin. Ellos desde tiempos remotos, descubrieron el efecto beneficiosa de la orina y residuos slidos de los animales y lo aplicaban al suelo como materia orgnica. Los campesinos usaban un mtodo tradicional de composteo con restos de cosecha de leguminosas, turba y residuos animales. Despus aplicaban al suelo como un importante fertilizante. Uno de los primeros reportes inscritos acerca de esto aparece en el Imperio Akkadian (alrededor de 2 300 a.n.e.). Ms tarde en La Odisea, su autor Homero, describe el uso para la agricultura del residuo del ganado. Este autor describi tambin que los ciudadanos de Athenas utilizaban sus desechos slidos como fertilizantes en el campo y lo aplicaban en sistemas de canteros. Los Romanos utilizaron el compost de diferentes materiales y a travs del tiempo este abono se convirti en parte fundamental de la Agricultura Europea. Esta prctica tambin aparece en las escrituras de las civilizaciones rabes. De igual forma en el Talmud aparece un mandato para manipular solamente aquellos compost que alcanzaban su madurez. Los colonizadores del nuevo mundo encontraron que sus pobladores en Amrica colocaban un pescado junto a la semilla de maz con el propsito de que las plantas estuvieran provistas de nutrientes. Hasta fines del siglo IX, antes de la llegada de los fertilizantes qumicos, los campesinos usaron una variedad de desechos industriales y otros productos agrcolas como fertilizantes, residuos urbanos y desechos de todo tipo. Sin embargo, a principios del siglo XX los fertilizantes qumicos cobraron tanta importancia como los orgnicos y llegaron a superarlos. Se constata que en el listado de fertilizantes en 1914 aparecan 55 tipos orgnicos mientras que en el reporte de 1979 no se mencion ningn fertilizante orgnico. En todo este siglo la revolucin qumica ha marchado, pero algunos agricultores no olvidaron los beneficios de la materia orgnica. Es precisamente el Programa Nacional de Agricultura Urbana donde se retoman estas prcticas y comienzan a desarrollarse en todo el pas las producciones de hortalizas y otros cultivos en sustratos elaborados con mezcla de materia orgnica suelo y otros

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materiales en organopnicos as como el enriquecimiento de suelos productivos y cultivos en canteros para la modalidad de huerto intensivo. Esta prctica ha permitido la disponibilidad creciente de hortalizas y condimentos frescos para la poblacin en cantidades de 2 360 000 toneladas de productos diversificados. En el presente libro se recogen algunos conceptos bsicos, principios a seguir y mtodos prcticos para la elaboracin de abonos orgnicos que proporcionan a los productores los conocimientos para el reciclaje de desechos y obtencin de altos rendimientos.

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LA MATERIA ORGNICA GENERALIDADES

La materia orgnica, es uno de los factores ms importantes para determinar la

productividad de un suelo o sustrato en forma sostenida, por lo cual constituye el factor principal que garantiza el xito en el manejo ecolgico del suelo. Sin embargo, a pesar de su gran trascendencia, ha sido descuidada desde la dcada de los aos 50 cuando se intensific el consumo de los fertilizantes sintticos que por su alto costo y por su elevada actividad de contaminacin ambiental deben ser sustituidos cada vez ms por la materia orgnica.

La materia orgnica representa la principal reserva de carbono de la biosfera y constituye la principal fuente de carbono y nitrgeno en los ecosistemas terrestres y de su conservacin depende en gran medida la vida del planeta. Para conservarla es necesario dirigir el proceso de transformacin de los restos orgnicos hacia la formacin de sustancias hmicas estables y con ello disminuir la emisin de gases a la atmsfera contribuyendo a atenuar el efecto invernadero y elevar la productividad de los ecosistemas terrestres. Definicin.

Esta definicin comprende dos conceptos el de materia orgnica y humus. La materia orgnica se define como todo material de origen vegetal o animal en proceso de descomposicin y humus como el producto final de ese proceso el cual presenta un alto peso molecular, formado por un ncleo central de compuestos aromticos y cadenas laterales integradas por carbohidratos, as como cadenas alifticas donde se ubican los grupos funcionales que hacen que se comporte como un almacn de nutrientes para evitar que stos se lixivien. Formacin de la materia orgnica en los suelos.

El suelo recibe una gran cantidad de restos orgnicos de diferentes orgens,. Entre

ellos se encuentran los de plantas superiores, los cultivos agrcolas y en menor escala residuos animales. Los mismos llegan al suelo y se depositan en la superficie en forma de hojas, ramas y flores, o quedan directamente atrapados en la masa del suelo como races.

En la superficie de los suelos forestales se acumula una capa de restos orgnicos conocido por mantillo. En los de climas templados este horizonte a travs del tiempo puede tener de 10 a 70 t/ha a pesar de recibir anualmente alrededor de 4 t/ha de restos vegetales. Sin embargo, los suelos forestales tropicalesreciben de 100 a 250 t/ha al ao y carecen de este horizonte orgnico que en todo caso puede llegar a alcanzar solamente 10 t/ha. Esto se debe a que en el trpico la accin de la fauna y la microflora del suelo es mucho ms enrgica y se desarrolla con mayor actividad durante todo el ao.

Se conoce que en la cama de un metro de suelo, las races pueden pesar entre 8 y 20 t/ha y que tambin el 100% de la parte subterrnea de las plantas anuales se renueva cada ao incorporndose sus restos al suelo, mientras que las herbceas perennes renuevan nada ms el 30 %. De igual forma sucede con los cultivos agrcolas anuales, los cuales dejan en el suelo pocas cantidades de restos vegetales ya que la parte area se retira para su consumo. Esta situacin produce un nuevo equilibrio dinmico de la

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materia orgnica en el suelo, disminuyendo su contenido y por ende la fertilidad potencial del mismo.

La biomasa total de los bosques flucta entre 50 t/ha en la Taig y 500-1700 t/ha en los bosques tropicales y subtropicales. En estas ltimas regiones en los bosques de hojas anchas caen de 0,5 a 4 veces ms hojas que en los bosques de clima templado. Los suelos del subtropico reciben de 4 a 8 veces ms restos que sus similares meridionales.

Los niveles deseables de materia orgnica en los suelos de cultivo varan desde el 2% en zonas ridas al 5% y ms en los valles frtiles. Teniendo en cuenta esto los cientficos plantean que toma tiempo mantener o elevar el contenido de la materia orgnica en los suelos que son cultivados intensamente, adems, estiman que esparciendo 25 toneladas de abono por acre (61 t/ha), tomara aproximadamente 20 aos para la formacin de la materia orgnica del suelo en un 1 %.

Resultados reportados para Cuba, sealan que en el transcurso de 12 meses se mineraliza el 50% de los restos de la caa de azcar (Saccharum officinarum), mientras que la mineralizacin en el caso de los restos de pltano (Musa paradisaca), maz (Zea mais), frjol (Phaseolus vulgaris) y tabaco (Nicotiana tabacum) fue de un 100% en igual perodo. La biomasa area de la vegetacin herbcea varia entre 0,5 y 13 t/ha, en dependencia de la especie vegetal y la zona climtica y su participacin en el proceso de humificacin es insignificante, ya que una gran parte de ella es consumida por los insectos y los mamferos herbceos o es recogida por el hombre. Sin embargo, la parte subterrnea es mucho ms importante, estos varan desde el 10 % del peso total de la planta hasta el 80 % o 90 % en las zonas climticas ms secas. Estructura y fraccionamiento de la materia orgnica.

Los compuestos orgnicos donde los nutrientes se encuentran fuertemente retenidos,

son los que forman el cuerpo de los organismos vivos, as como productos de sntesis secundarias como el humus, mientras que los compuestos orgnicos en los cuales los elementos tienen mayor movilidad estn representados por tres grupos:

- Humatos y Fulvatos. Compuestos de cationes (nutrimentales) en su combinacin con los cidos hmicos y flvicos.

- Compuestos rgano-minerales representados por sales complejas resultantes del desplazamiento del ion H+ de los cationes (nutrimentales) de la solucin del suelo.

- Compuestos orgnicos absorbidos y retenidos en la superficie de las partculas del suelo.

El fraccionamiento de la materia orgnica es un anlisis que determina la calidad de

la materia orgnica y permite evaluar su influencia en la fertilidad actual y potencial del suelo. Consiste en separar la materia orgnica no humficada y las sustancias hmicas, identificndose tres grupos: cidos hmicos, cidos flvicos y humnas. Cada uno de ellos presenta caractersticas diferentes de donde se deriva una influencia distinta sobre el suelo. (ver figura 1).

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NCLEO CADENAS LATERALES Acido flvicos Acido hmicos Huminas

Poco polimerizado, ncleos pequeos y abundantes cadenas laterales, lo que lo hace una fraccin soluble en medio cido y bsico con gran capacidad de reaccin con los elementos minerales del suelo, tienen alta movilidad arrastrando consigo elementos minerales.

Ms polimerizados y complejos que los flvicos con ncleos ms grandes y cadenas laterales mas pequeas, solubles en medio bsico y tienen poca movilidad en el suelo.

Muy polimerizados condensados, cadenas laterales pequeas, muy estables y, ncleos muy poco mviles en el suelo

Fig. 1. Compuestos principales del humus. Proceso de transformacin de la materia orgnica.

El proceso de transformacin de la materia orgnica se clasifica en descomposicin (degradacin), humificacin y mineralizacin.

La biomasa que cae al suelo es sometida a un proceso de mineralizacin hasta CO2 H2O y elementos minerales que son tomados por la planta y un proceso contrario que es la humificacin donde ocurre una transformacin en productos orgnicos complejos y estables que constituyen la reserva orgnica de los suelos y que se conoce como humus. Del 70 a 80% de restos vegetales que caen al suelo se mineralizan aportando de esta forma nutrientes para las plantas y de un 20 a 30% se convierten en humus. (ver figura 2)

El humus es fuente directa de una serie de nutrientes que toman las plantas durante su crecimiento, adems, su composicin qumica permite establecer enlaces con algunos elementos, evitando la prdida de ellos por lavado o por formacin de compuestos insolubles.

Las sustancias hmicas son compuestos orgnicos coloidales de alto peso molecular, de color oscuro, que contienen ncleos aromticos ms o menos esfricos, resultantes de la participacin y condensacin de compuestos fenlicos ligados entre s por cadenas alifticas (pptidos y polisacridos) ms o menos largas . El tamao global de la molcula, el largo relativo de las cadenas, el tamao de los ncleos y el nmero de grupos funcionales (sobre todo carboxlicos y fenlicos) determinan su grado de solubilidad e influencia sobre las propiedades del suelo.

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El proceso de humificacin comprende como la suma de los fenmenos que provoca la formacin de distintos compuestos orgnicos a partir de los productos de descomposicin y alteracin de restos vegetales y animales as como del plasma microbiano. DESCOMPOSICIN HUMIFICACIN HUMUS

Conjunto de procesos fsicos, qumicos y biolgicos que transforman la materia orgnica en humus. Es un proceso rpido de 3 a 4 meses, realizado por toda clase de microorganismos (lombrices, hongos, bacterias, actinomicetos) y puede realizarse en diferentes condiciones ecolgicas.

Es el estado ms avanzado en la descomposicin de la materia orgnica. Es un compuesto coloidal de naturaleza ligno-proteico, responsable de mejorar las propiedades fsico-qumicas de los suelos.

Residuos orgnicos (estircoles, hojarascas, tallos, etc.

Consiste en la transformacin del humus, en compuestos solubles asimilables por las plantas. NO3 ,H2PO4 etc. Es un proceso lento (1ao) y slo se realiza en condiciones ecolgicas ptimas (T 18-200C, buena Humedad, adecuado 02, pH 6,8) y por organismos altamente especializados.

MINERALIZACIN Fig. 2. Proceso de Transformacin de la materia orgnica.

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Importancia de la materia orgnica sobre las propiedades de los suelos.

La aplicacin de materia orgnica de forma sistemtica al suelo es de trascendental importancia para mejorar las propiedades fsicas, qumicas y biolgicas del suelo y buscar la sustentabilidad agrcola de nuestros sistemas productivos.

La influencia favorable de la materia orgnica en los suelos ha sido reconocida desde la antigedad y an en nuestro siglo no ha perdido vigencia este concepto, baste decir que se considera su presencia un factor distintivo entre el suelo y la corteza mineral. Influencia sobre las propiedades fsicas. - Produce agregacin en los suelos mejorando su estructura. - Proporciona porosidad en los suelos arcillosos. - Aumenta la permeabilidad hdrica y gaseosa. - Mejora el balance hdrico. - Regula la temperatura del suelo. - Reduce la erosin. - Reduce la evaporacin. Influencia sobre las propiedades qumicas.

- Aumenta la capacidad de intercambio catinico. - Mantiene los micro y macroelementos potenciales alrededor del sistema radical de las plantas. - Facilita la absorcin de nutrientes por las plantas. -Tiene efecto quelatante sobre el hierro, manganeso, zinc, cobre y otros microelementos. Influencia sobre las propiedades biolgicas. - Estimula la microflora del suelo. - Modifica la actividad enzimtica. - Favorece la respiracin radical. - Favorece la capacidad germinativa de las semillas. - Mejora los procesos energticos de las plantas. - Favorece la sntesis de cidos nucleicos. - El CO2 desprendido favorece la solubilizacin de compuestos minerales.

La materia orgnica acta como un "amortiguador" regulando la disponibilidad de nutrientes, segn las necesidades de las plantas. Por ejemplo, en suelos cidos, impide la fijacin del fsforo y neutraliza el efecto txico del aluminio.

La materia orgnica acta como un amortiguador regulando la disponibilidad de nutrientes segn las necesidades de las plantas. Por ejemplo, en suelos cidos, impide la fijacin del fsforo y neutraliza el efecto txico del aluminio. La misma es muy importante en los trpicos por su propiedad tampn o amortiguadora (buffering) de los nutrientes.

La disminucin de los niveles de materia orgnica en el suelo implica la disminucin de los nutrimentos disponibles para las plantas.

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Mtodos de estudio de los compuestos orgnicos de los suelos.

Para el estudio de la materia orgnica de los suelos es posible utilizar un sin nmero de mtodos que van, desde los cualitativos que comprenden el nivel macroscopico, a los mtodos cuantitativos o semicuantitativos que incluyen las tcnicas instrumentales, espectrofotomtricas de alta precisin, las cuales permiten llegar incluso establecer estructuras orgnicas.

A continuacin se plantean algunos detalles de los mtodos: Mtodo cualitativo

El mtodo cualitativo se lleva a cabo en el campo a simple vista o con lupa en el perfil o en muestras simples. Permite identificar los restos orgnicos y por ende determinar los horizontes, se puede observar adems el grado de incorporacin de la materia orgnica, tipo ecolgico de humus, etc.

Tambin es posible realizar observaciones en microscopio polarizante con laminas delgadas o microscopio electrnico de barrido, lo cual permite identificar los restos orgnicos y la parte mineral a diferentes escalas. (ver figura 3).

Este mtodo incluye diferentes vas:

Combustin seca Oxidacin por cido crmico

Consiste en tomar un peso conocido de muestra de suelo, durante cierto tiempo para logrando su incineracin completa y por ende el desprendimiento del carbono en forma de CO2 y finalmente por diferencia de peso se determina el contenido de materia orgnica del suelo. Este mtodo resulta muy efectivo ante muestras de alto contenido de materia orgnica.

Es el mtodo ms clsico y consiste en la oxidacin con dicromato de potasio en medio sulfrico de la materia orgnica , el final del mtodo puede realizarse por valoracin con sal de mohr o por lectura en el colormetro. De esta manera se calcula el contenido de carbono de la muestra, el cual al multiplicar por 1.724* proporciona el porciento de materia orgnica de la misma.

Fig. 3. Mtodo cuantitativo: * El factor 1.724 responde a que la materia orgnica del suelo posee un 58% de carbono.

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Otros mtodos.

Para algunos estudios de suelo no basta con conocer el contenido de materia orgnica total, sino que es necesario conocer la calidad de ella para poder evaluar su influencia sobre la fertilidad actual y potencial del suelo.

Con este objetivo se realiza el fraccionamiento de la parte orgnica del suelo, con lo cual se separa la materia orgnica no humificada y las sustancias hmicas. De esta forma se identifican 3 grupos de compuestos cidos hmicos, cidos flvicos y huminas.

Este fraccionamiento se realiza por varios procedimientos, siendo el ms comn el mtodo de KononovaBelchikova donde se extraen las sustancias hmicas con una solucin de pirosfosfato de sodio pH 12, bloquendose el calcio y otras bases para liberar las sustancias hmicas en forma de humato de sodio; luego por acidificacin del medio se separan los cidos flvicos de los hmicos. El carbono se determina mediante el secado de una alcuota de la solucin y la oxidacin con dicromato en medio cido y valoracin con sal de mohr. Las huminas se determinan por diferencia con el contenido de carbono total del suelo. Este mtodo resulta sencillo y es muy utilizado en la prctica.

Cuando se trata de estudios ms profundos y detallados se utilizan otros mtodos de fraccionamientos ms complejos, en general se basan en extracciones sucesivas. El mtodo de Tiurin realiza la separacin segn su unin con diferentes elementos del suelo (Ca, Mg,Fe,Al, y otros), obteniendo tres fracciones de cidos hmicos y fulvicos ligados al Fe y Al, ligados al Ca y Mg y ligados a las arcillas sesquioxdicas. En el caso de los cidos flvicos se obtiene adems una fraccin libre. En algunos casos para estudios ms especficos se realiza anlisis qumico elemental en los que se determinan los principales componentes elementales en los cidos hmicos (C, N, O, H, S.). As como tcnicas electroforticas que permiten separar los componentes por su movimiento al aplicar una diferencia de voltaje. Las fracciones que se obtienen son: cidos hmicos pardos que migran al ctodo y los cidos hmicos grises que migran poco al tener menor relacin carga superficial /masa.

En los aos 70 comienza a emplearse el Mtodo de anlisis degradativo que incluye la hidrlisis cida y alcalina, la degradacin oxidativa, la degradacin reductiva, pirolisis y espectofonometra de masa.

Sus resultados deben interpretase con precaucin por las alteraciones que puedan tener lugar durante la degradacin, mediante ella se identifican monmeros y se pueden proponer modelos estructurales del polmero del cual procede. Es una tcnica que promete en especial para compuestos de elevado peso molecular.

Tambin pueden utilizarse mtodos de anlisis no degradativas tales como la Espectroscopia ultravioleta y visible, este permite identificar sustancias hmicas y consiste en definir un ndice de color entre la absorcin a 465nm y 665nm, esta relacin es menor cuando mayor es el grado de condensacin, mayor el peso, y ms abundancia de sustancias aromticas.

La Espectroscopa infrarroja (IR) permite identificar grupos funcionales (grupos OH, enlaces C-H, amidas C= C, grupos quinonicos C=O), para sustentar las hiptesis sobre los compuestos en los que pueden encontrarse distintas fracciones resultantes del fraccionamiento y as poder comparar sustancias hmicas procedentes de distintos suelos. Los espectros IR resultan complejos y difcil de interpretar.

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La Espectroscopa de Resonancia Magntica nuclear (NMR) est considerada como la tcnica ms til. Permite identificar componentes y estructuras en muestras de suelo sin pretratamiento ni necesidad de realizar extracciones.

Adems existen los mtodos de cromatografa que pueden ser en gel o en lquido-gas y se utilizan para fraccionar segn tamao molecular y son relativamente sencillos. Algunas consideraciones sobre la interpretacin de los resultados analticos.

Para lograr una adecuada interpretacin de los resultados es necesario tener en cuenta que la calidad de los productos de transformacin de los restos orgnicos depender de las condiciones en que se desarrolle el proceso de humificacin. Si este proceso se desarrolla en un medio biolgicamente inactivo, donde no exista abundancia de elementos estabilizadores de humus (arcillas del tipo 2:1 y de bases como Ca, Mg. etc.), es lgico esperar la formacin de compuestos orgnicos poco polimerizados, muy mviles y agresivos (cidos flvicos), capaces de acomplejar una cantidad considerable de elementos, movilizarlos y arrastrarlos a travs del perfil del suelo. En las condiciones de Cuba en los suelos Ferralticos, Ferrticos, Pardos sin carbonatos y otros suelos cidos y pobres en base predominan esas formas.

Cuando este proceso se desarrolla en un medio biolgicamente activo o sea, donde exista abundancia de sustancias estabilizadoras del humus, las sustancias orgnicas que se forman son mas estables y polimerizadas, y menos mviles. En Cuba los suelos con abundantes contenidos de base y arcilla del tipo 2:1predominan las formas mas complejas y estables de los cidos hmicos. Esto demuestra la relacin que existe entre las caractersticas heredadas de la roca formadora del suelo y la composicin del humus formado.

Se puede afirmar que la cantidad y tipo de materia orgnica del suelo presenta una variabilidad espacial importante de unos ecosistemas a otros e incluso dentro de ellos, tanto vertical como horizontal pues el retorno anual de residuos orgnicos ser funcin de la zona climtica, tipo de vegetacin y uso del territorio.

La materia orgnica por su modo de incorporacin se halla generalmente en la superficie del suelo, distribuyndose ms o menos uniforme con la profundidad en correspondencia con las posibilidades de traslocacion, las que dependen del tipo de vegetacin, naturaleza de la biomasa aportada, complejo rgano metlico a que de lugar y rgimen de humedad del suelo.

En los suelos mal drenados la velocidad de mineralizacin es lenta, por lo que presentaran contenidos de materia orgnica mayores que los suelos bien drenados. Cuando el est en cultivo peridico se produce una aceleracin de la mineralizacin, de forma que la materia orgnica preexistente disminuye de forma exponencial. Segn el predominio de una u otra fraccin los suelos, por convencin, se denominan: fulvtico, humnicos y humticos.

En los suelos de Cuba, los Ferralticos y Ferrticos presentan un humus de tipo fulvtico-humnico; en los tipos Hmicos carbonticos el humus se clasifica como humtico-humnico; en los suelos pardos sin carbonatos se conoce como fulvtico-humnico y en los Oscuros plsticos pueden ser humnico- humtico o humtico- humnico, segn sea el proceso de humificacin.

A continuacin se presentan algunos criterios evaluativos de la calidad del humus que son de gran inters en los estudios edafogenticos y en el manejo de los suelos.

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Relacin cido humco: cido flvico (AH:AF)

Esta relacin caracteriza el grado de humificacin de la materia orgnica del suelo. En suelos cubanos esta relacin est asociada a las caractersticas del suelo

heredadas de la roca madre (contenido de hierro, bases, tipo de arcilla, etc.). As por ejemplo, en suelos Ferralticos esta relacin presenta valores inferiores a 1; mientras que en suelos con arcilla 2:1 y Oscuros, esta relacin es superior a 1, pudiendo en ocasiones llegar a 2, como sucede en algunos suelos Oscuros plsticos. Relacin E4:E6

Indica el grado de complejidad del humus del suelo. Esta relacin se obtiene al medir y relacionar la densidad ptica de los extractos de sustancias hmicas a las longitudes de onda de 465nm (E4) y de 665nm (E6)

Esta relacin resulta menor en la medida en que las sustancias orgnicas del suelo sean menos complejas. En las condiciones de los suelos de Cuba el valor de esta relacin cambia con el grado de desarrollo del suelo, por ello, en suelos como los Ferralticos esta relacin es alta (mayor de 5 ), mientras que en suelos poco desarrollados esta relacin resulta inferior a 5. Relacin C:N

Esta relacin define el grado de transformacin de las sustancias orgnicas; la misma resulta muy estable para cada suelo, variando solo en dependencia del uso que tenga el mismo. Una relacin C:N alta significa inmovilizacin de nitrgeno, mientra que una relacin baja es ndice de mineralizacin de la materia orgnica y del nitrgeno que contiene.

En condiciones naturales los suelos de Cuba, como promedio presentan una relacin C:N de 10 a 15 en el horizonte A. Sin embargo aunque cada tipo gentico posee un valor caracterstico, as los suelos Pardos con carbonatos tienen un valor promedio de 11.0, los Pardos grisceos 11.9, los Ferralticos pardo rojizos 9.7; etc.

En suelos sujetos al proceso de erosin, pueden presentarse grandes variaciones del valor de la relacin y el contenido de carbono, an dentro del mismo tipo gentico de suelos. Estas fluctuaciones estn determinadas por una parte, por el proceso erosivo que deja al descubierto horizontes inferiores con contenidos de carbono y relacin C:N menores; y por otra, ocurre el proceso opuesto cuando en el suelo al ser abandonado para su uso agrcola, se instala una abundante vegetacin arbustiva de pobre calidad, que incorpora al suelo restos ricos en ligninas. La actividad biolgica es baja debido al poco poder de almacenamiento de agua, y por esta razn, se acumula en la superficie un humus con relacin C:N ms alta y un contenido de carbono modesto.

La relacin C:N disminuye en la medida que se profundiza en el perfil, lo que es motivado por varias causas como son: una mayor cantidad en la superficie de restos vegetales parcialmente humificados y por consiguiente con una relacin C:N ms alta y a la migracin en profundidad de compuestos nitrogenados inorgnicos y orgnicos, mientras que los compuestos humosos que contienen al carbono tienen una movilidad ms restringida.

La relacin ponderal C:N se calcula tomando como base los contenidos de C y N en %, reportados por los anlisis de suelo.

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ABONOS ORGNICOS GENERALIDADES

Durante muchos aos los abonos orgnicos fueron la nica fuente utilizada para

mejorar y fertilizar los suelos. Primero en sus forma simples como son los residuos de origen vegetal y animal, y despus en sus formas ms elaboradas tales como "compost" y otros.

Con el desarrollo de la industria y la produccin de los fertilizantes qumicos, al finalizar la segunda guerra mundial en el ao 1945, el uso de los fertilizantes qumicos prevaleci en el mundo; especialmente en la produccin agrcola intensiva, ocasionando deterioro en los suelos y contaminacin del medio ambiente. Esa situacin es preocupacin en todo el mundo, actualmente se estn realizando acciones para lograr la produccin de alimentos por medio del establecimiento y desarrollo de la agricultura sostenible, en la que la utilizacin de abonos orgnicos, abonos verdes y la rotacin adecuada de las cosechas, constituyen la base para la sustitucin de fertilizantes qumicos, proporcionar al suelo los elementos que necesitan las plantas y mantener el equilibrio ecolgico.

Las condiciones de altas temperaturas y humedad crean un medio favorable para mantener permanentemente un fuerte proceso de mineralizacin de la materia orgnica con prdida de gran parte de los productos obtenidos a causa del arrastre por las lluvias o de su lavado hacia capas inferiores del perfil del suelo, hasta profundidades inalcanzables por las races de las plantas.

No es posible alcanzar sostenibilidad en la agricultura, si no se tiene como base fundamental la fertilidad del suelo, la cual propicie no slo mayores rendimientos sino adems disminucin en las labores agrotcnicas a practicar incluyendo menor necesidad de riego por su mayor capacidad de retencin de agua y eliminacin de aplicacin de productos fitosanitarios al mantener a las plantas en mejores condiciones para contrarrestar la posible incidencia de plagas y enfermedades.

Alcanzar la mayor eficiencia en el uso de todo tipo de materia orgnica que puedan ser procesadas como abonos orgnicos para su aplicacin al suelo, constituye una tarea de primer orden para los productores, funcionarios y cientficos que de una u otra forma intervienen en el proceso de produccin agrcola. Concepto.

El abono orgnico es un producto natural resultante de la descomposicin de

materiales de origen vegetal, animal o mixtos, que tiene la capacidad de mejorar la fertilidad del suelo y por ende la produccin y productividad de los cultivos Composicin de los restos orgnicos.

Los tejidos vegetales vivos estn constituidos por un 75% de agua y un 25 % de materia seca, formada a su vez por un 10 % de componentes minerales, siendo el resto componentes orgnicos.

Los componentes orgnicos de los tejidos son; oxgeno que constituyen el 90 % seguido del nitrgeno, azufre, fsforo, potasio, calcio, magnesio y una serie de elementos que las plantas requieren en cantidades muy pequeas y constituyen los microelementos o micronutrientes.

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Todos los vegetales estn constituidos, en orden de importancia decreciente, por hidrgeno carbono y elementos qumicos que se hayan integrados en estructuras tales como carbohidratos y protenas que son fcilmente hidrolizables, las ligninas, los lpidos, las ceras y las resinas, de difcil descomposicin y los compuestos fenlicos, adems contiene pigmentos, vitaminas, fermentos, cidos orgnicos de baja masa molecular y elementos de cenizas. De esta forma al suelo se incorpora una mezcla de compuestos orgnicos de diferente naturaleza bioqumica, los cuales difieren por su resistencia a la descomposicin microbiana. Compostaje. Generalidades

La elaboracin de compost que tambin se conoce como biotierra no es una prctica

nueva pues se elabora desde hace siglos en el Asia. Es una tcnica relativamente simple que puede ser aplicada en cualquier lugar en que se originen desechos orgnicos, ya que no es ms que la elaboracin de humus fuera del suelo. De esa manera los desechos orgnicos se transforman en un biofertilizante de alta calidad nutritiva y mejorador de las condiciones fsicas, qumicas y biolgicas del suelo.

El compostaje es un proceso biolgico aerobio, que bajo condiciones de aireacin, humedad y temperaturas controladas y combinando fases mesfilas (temperatura y humedad medias) y termfilas (temperatura superior a 45%), transforma los residuos orgnicos degradables, en unproducto estable e higienizado, aplicable como abono o sustrato.

Es decir, el compostaje es una tcnica de estabilizacin y tratamiento de residuos orgnicos biodegradables. El calor generado durante el proceso (fase termfila) va a destruir las bacterias patgenas, huevos de parsitos y muchas semillas de malas hierbas que pueden encontrarse en el material de partida, dando lugar a un producto higienizado.

La elaboracin de compost es el resultado de una actividad biolgica compleja que se realiza en condiciones particulares por lo que, no resulta de un nico proceso. Es en realidad, la suma de una serie de procesos metablicos complejos procedentes de la actividad integrada de un conjunto de microorganismos. Los cambios qumicos y especies involucradas en el mismo varan de acuerdo a la composicin del material que se quiere compostar. El producto obtenido al final de un proceso de compostaje recibe el nombre de compost y posee un importante contenido en materia orgnica y nutrientes, pudiendo ser aprovechado como abono orgnico o como substrato. Ventajas del compostaje.

Desde el punto de vista ecolgico e industrial las ventajas del compostaje se manifiestan en la eliminacin y reciclado de muchos tipos de residuos solventando los problemas que ocasionara su vertido, y en la obtencin de materiales apropiados para su uso en la agricultura. En este ltimo sentido se persigue aumentar la similitud entre la materia orgnica de los residuos y el humus de los suelos, eliminar los posibles productos txicos que puedan permanecer en los residuos por la descomposicin incompleta de los materiales, y aumentar la estabilidad biolgica o resistencia a la biodegradacin, con lo que se resuelven o atenan los efectos desfavorables de la descomposicin de los restos orgnicos sobre el propio suelo.

Beneficios del uso del compost. Entre los beneficios del compostaje se incluyen:

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Acondicionamiento del suelo. La utilizacin del compost como enmienda orgnica o producto restituidor de materia orgnica en los terrenos de labor tiene un gran potencial e inters en Cuba, ya que la presencia de dicha materia orgnica en el suelo en proporciones adecuadas es fundamental para asegurar la fertilidad y evitar la desertificacin a largo plazo. Adems, cabe comentar que la materia orgnica en el suelo produce una serie de efectos de repercusin agrobiolgica muy favorables como se sealan en el capitulo de la materia orgnica y se explican a continuacin: Mejora las propiedades fsicas del suelo. La materia orgnica contribuye favorablemente a mejorar la estabilidad de la estructura de los agregados del suelo agrcola (sern ms permeables los suelos pesados y ms compactos los ligeros), aumenta la permeabilidad hdrica y gaseosa, y contribuye a aumentar la capacidad de retencin hdrica del suelo mediante la formacin de agregados. Mejora las propiedades qumicas: La materia orgnica aporta macronutrientes N, P, K y micronutrientes, y mejora la capacidad de intercambio de cationes del suelo. Esta propiedad consiste en absorber los nutrientes catinicos del suelo, ponindolos ms adelante a disposicin de las plantas, evitndose de esta forma la lixiviacin. Por otra parte, los compuestos hmicos presentes en la materia orgnica forman complejos y quelatos estables, aumentando la posibilidad de ser asimilados por las plantas. Mejora la actividad biolgica del suelo: La materia orgnica del suelo acta como fuente de energa y nutricin para los microorganismos presentes en el suelo. Estos viven a expensas del humus y contribuyen a su mineralizacin. Una poblacin microbiana activa es ndice de fertilidad de un suelo. Tanto el compost como los estircoles son buenos acondicionadores del suelo con valor fertilizante. Normalmente el estircol que se aade al suelo directamente,proporciona calidades comparables a las que alcanzara con el compost.

Sin embargo, el acondicionamiento del suelo no justifica por s solo hacer compost a

partir de estircoles. Hay beneficios complementarios por la utilizacin de compost como es el caso de que convierte el contenido del nitrgeno presente en los estircoles en una forma orgnica ms estable. Por tanto, esto produce unas menores prdidas de nitrgeno el cual permanece en forma menos susceptible de lixiviarse y por tanto, de perder amoniaco. Adems el calor generado mediante el proceso de compostaje reduce la viabilidad de las semillas que pudieran estar presentes en el estircol.

Disminuye los riesgos de contaminacin y malos olores. En la mayora de las granjas, el estircol es ms un residuo que un subproducto con valor aadido. Los principales inconvenientes son los olores y la contaminacin por nitratos. El compostaje puede principalmente disminuir estos problemas.

Destruye los patgenos:.La destruccin de patgenos durante la fase termfila permite la utilizacin no contaminante del abono orgnico. En la Tabla 1 se recoge la temperatura y el tiempo necesario para la destruccin de algunos de los patgenos y parsitos ms comunes que pueden estar presentes en el residuo a compostar. Materiales de partida para el proceso de compostaje.

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La obtencin de un buen compost depende fundamentalmente de la composicin y preparacin de la materia orgnica de partida. Esta puede experimentar variaciones en funcin de diversos factores del proceso de compostaje, maduracin, y del proceso final (refinado y depuracin).

Como materia compostable puede utilizarse cualquier producto orgnico fermentable. La clasificacin de los residuos compostables se puede realizar en base a distintos criterios:

Residuos provenientes de la actividad ganadera: - Estircoles. - Orines. - Pelos y plumas. - Huesos. Tabla: 1.Temperatura y tiempo de exposicin necesario para la destruccin de los parsitos y patgenos ms comunes, (Golueke, 1972). Organismo Temperatura y tiempo de exposicin Salmonella typhosa Se elimina rpidamente en el montn de compost. Sonsuficientes 30

min a 55 a 60 C para su eliminacin. No se desarrolla a temperaturas superiores a 46 C.

Salmonella sp. Se destruye al exponerse 1 hora a 55 C o 15 a 20 min a 60C Shigella sp. Se destruye al exponerse 1 hora a 55 C Escheirchia coli La mayora mueren con una exposicin de 1 hora a 55 C o15 a 20

min a 60 C. Taennia saginata Se elimina en unos pocos minutos a 55C. Larvas de Trichinella spiralis

Mueren rpidamente a 55C e instantneamente a 60 C.

Brucella abortus Se elimina con exposiciones entre 62 a 63 C durante 3 min o a 55 C durante 1 hora,

Micrococcus pyogenes var. aureus

Muere despus de 10 min de exposicin a 50 C.

Streptococcus pyogenes

Muere despus de 10 min a 54 C.

Mycobacterium tuberculosis var. Hominis

Muere despus de 15 a 20 min a 66 C o instantneamente a 67 C

Corynebacterium diphtheriae

Se elimina por exposicin durante 45 min a 55 C.

Huevos de Ascaris lumbricoides

Mueren en menos de una hora a temperaturas superiores a 55 C.

Residuos provenientes de la actividad agrcola: - Rastrojos de los cultivos. - Residuos de podas de rboles y arbustos. - Residuos de malezas.

Residuos provenientes de la actividad forestal: - Aserrn. - Hojas y ramas.

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- Cenizas. Residuos provenientes de la actividad industrial:

- Pulpa de caf. - Bagazo de la caa de azcar. - Cachaza.

Residuos provenientes de la actividad urbana: - Basura domstica - Aguas residuales.

Los residuos slidos urbanos (RSU), lodos de depuradora, residuos agro-industriales y ganaderos, contienen una gran cantidad de materia orgnica que puede ser usada con fines agrcolas. Algunos de estos residuos requieren que la fraccin orgnica sea separada de los materiales inertes, como es el caso de los RSU. Otros requieren una reduccin de tamao y en algunos casos un acondicionamiento qumico biolgico antes de su incorporacin al suelo. Proceso de compostaje.

El compostaje es un proceso donde ocurren una serie de biotransformaciones oxidativas similares a las que ocurren en el suelo, que actan sobre la materia orgnica mineralizando la fraccin ms fcilmente asimilable por los microorganismos y humificando los compuestos ms difcilmente atacables. El resultado final es la obtencin de un compuesto parcialmente mineralizado y humificado que puede sufrir mineralizaciones posteriores ms lentas una vez que incorporado al suelo.

En un proceso de compostaje pueden distinguirse diferentes etapas. En primer lugar y dependiendo de la materia prima de partida, suele ser necesario realizar tratamientos del material previos para facilitar la fase de fermentacin propiamente dicha. Por ejemplo, en el caso de residuos lquidos ganaderos, su alto porcentaje de humedad exige un tratamiento previo de desecacin o bien su mezcla con otros agentes slidos como residuos agrcolas y forestales. En la misma situacin estn los desechos agrcolas y forestales, debido a su bajo contenido en nitrgeno, es aconsejable mezclarlos con fuente nitrogenadas como estircoles, purines o subproductos, de origen animal (harinas de carne o de pescado, etc.) En general, los pretratamientos llevados a cabo estn en funcin del uso final del producto.

El compostaje espontneo de la materia orgnica se produce en la naturaleza. Sin embargo, para que el compostaje de residuos sea adecuado para su desarrollo industrial debe adaptarse a requisitos bsicos como ser rpido, tener bajo consumo de energa, garantizar la calidad del producto final, la higiene de produccin, etc. Para ello, el proceso debe ser cuidadosamente controlado atendiendo a los siguientes parmetros de operacin: composicin de materia prima, temperatura, humedad, aireacin, relacin C/N y pH. Finalizada la etapa de compostaje y maduracin del compost obtenido se lleva a cabo un procesado final en el que se controla la granulometra y la presencia de material inerte. Principales parmetros de control en el proceso de compostaje.

En el proceso de compostaje el principio bsico ms importante es el hecho de que se trata de un proceso biolgico llevado a cabo por microorganismos, y por tanto, tiene todas las ventajas y limitaciones de este tipo de procesos. Segn esto, los factores que afectan a los microorganismos son los que requieren mayor control a lo largo del

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proceso. Entre estos factores estn: la aireacin, el contenido en humedad, temperatura, pH, los factores nutricionales y la relacin C/N.

Temperatura

Durante el proceso de compostaje la temperatura vara dependiendo de la actividad metablica de los microorganismos. De acuerdo a este parmetro, el proceso de compostaje se puede dividir en cuatro etapas: mesfila, termfila, enfriamiento y maduracin. (ver figura 4). La temperatura se debe controlar, ya que, por una parte, las temperaturas bajas suponen una lenta transformacin de los residuos, prolongndose los tiempos de retencin, y, sin embargo, las temperaturas elevadas determinan la destruccin de la mayor parte de los microorganismos (pasteurizacin), fenmeno que slo debe permitirse al final del compostaje, para asegurar la eliminacin de patgenos.

Aireacin:

Es un factor importante en el proceso de compostaje y, por tanto, un parmetro a controlar. Como ya se ha comentado, el proceso de compostaje es un proceso aerobio, por lo que se necesita la presencia de oxgeno para el desarrollo adecuado de los microorganismos. La aireacin tiene un doble objetivo, aportar por una parte el oxgeno suficiente a los microorganismos y permitir al mximo la evacuacin del dixido de carbono producido. La aireacin debe mantenerse en unos niveles adecuados teniendo en cuenta adems que las necesidades de oxgeno varan a lo largo del proceso, siendo bajas en la fase mesfila, alcanzando el mximo en la fase termfila y disminuyendo de nuevo al final del proceso.

La aireacin no debe ser excesiva, puesto que pueden producir variaciones en la temperatura y en el contenido en humedad. As, por ejemplo, un exceso de ventilacin podra provocar evaporacin que inhibira la actividad microbiolgica hasta parar el proceso de compostaje. Esto podra dar la impresin de que el proceso ha concluido. Por otra parte, el exceso de ventilacin incrementara considerablemente los gastos de produccin.

Humedad: La humedad es un factor muy relacionado con el anterior. Los microorganismos

necesitan agua como vehculo para transportar los nutrientes y elementos energticos a travs de la membrana celular. La humedad ptima se puede situar alrededor del 55% aunque vara dependiendo del estado fsico y tamao de las partculas, as como del sistema empleado para realizar el compostaje. Si la humedad disminuye demasiado, disminuye la actividad microbiana con lo cual el producto obtenido ser biolgicamente inestable. Si la humedad es demasiado alta, el agua saturar los poros e interferir la distribucin del aire a travs del compost. En procesos en los cuales los principales componentes sean substratos tales como serrn, astillas de madera, paja y hojas secas se necesita una mayor humedad, mientras en materiales como los residuos de alimentacin, etc., la humedad necesaria es mucho menor.

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Etapas del compostaje

Etapa mesfila Inicialmente, los residuos se encuentran a temperatura ambiente, enseguida los microorganismos crecen y la temperatura sube considerablemente, a los pocos das se alcanzan los 40C , Hay una descomposicin de los compuestos solubles que ocurre durante los 2 3 primeros das.

Etapa termoflica Hay un incremento constante de la temperatura como resultado de la intensa actividad biolgica, puede llegar hasta un mximo aproximado de 70 u 80 oC. En esta etapa la mayor parte de la celulosa es degradada, os microorganismos iniciales mueren y son reemplazados por otros resistentes a esa temperatura. A partir de los 60 C, los hongos termfilos cesan su actividad y la reaccin se lleva a cabo por las bacterias formadoras de esporas y actinomicetos. En esta fase la generacin de calor se iguala a la velocidad de prdida de calor en la superficie de las pilas, esto marca el final de la fase termfila.

Etapa de enfriamiento: Perodo en el cual la tasa de descomposicin decrece y disminuye la temperatura, estabilizndose en valores prximos a la del medio ambiente; luego se produce la recolonizacin del compost por los organismos que no soportan el calor (hormigas, lombrices, insectos, etc.). Etapa de maduracin La temperatura se iguala a la del medio ambiente. Figura: 4. Etapas del proceso de compostaje.

pH Durante el proceso de compostaje se producen diferentes fenmenos o procesos que

hacen variar este parmetro. Al principio y como consecuencia del metabolismo, fundamentalmente bacteriano,que transforma los complejos carbonados de fcil descomposicin en cidos orgnicos, el pH desciende; seguidamente el pH aumenta

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como consecuencia de la formacin de amonaco,alcanzando el valor ms alto (8,5), coincidiendo con el mximo de actividad de la fase termfila. Finalmente, el pH disminuye en la fase final o de maduracin (pH entre 7 y 8) debido a las propiedades naturales de amortiguador o tampn de la materia orgnica.

Factores nutricionales

Con respecto a los factores nutricionales, el carbono es utilizado por los

microorganismos como fuente de energa y el nitrgeno para la sntesis de protenas. Las dos terceras partes del carbono son quemadas y transformadas en CO2 y el restante entra a formar parte del protoplasma celular de los nuevos microorganismos para la produccin de protenas. Adems, se necesita la absorcin de otros elementos entre los cuales el ms importante es el nitrgeno y en menores cantidades el fsforo y el azufre. Las formas de carbono ms fcilmente atacables por los microorganismos son los azcares y las materias grasas. El nitrgeno se encuentra en casi su totalidad en forma orgnica de donde debe ser extrado o modificado por los microorganismos para poder ser utilizado por stos.

Relacin C/N La relacin C/N de la masa a compostar es un factor importante a controlar para

obtener una fermentacin correcta con un producto final de caractersticas adecuadas. A medida que transcurre el compostaje, esta relacin se hace cada vez menor.

La relacin ptima C/N inicial est comprendida entre 25 a 35. Si es superior a 35,

el proceso de fermentacin se alarga considerablemente hasta que el exceso de carbono es oxidado y la relacin C/N desciende a valores adecuados para el metabolismo. Si es inferior a 25 se producen prdidas considerables de nitrgeno en forma de amonaco.

Cuando la relacin C/N es elevada se podr hacer descender artificialmente, ya sea

quitando celulosa, es decir reduciendo el carbono o aumentando el contenido de nitrgeno, por ejemplo con adicin de alguna fuente nitrogenada como estircoles de pollo o productos o subproductos de origen animal, si el compost es para agricultura ecolgica.

Aspectos microbiolgicos del compostaje.

El compostaje, como ya se ha mencionado anteriormente, es un proceso dinmico en el que se producen una serie de cambios fsicos y qumicos debido a la sucesin de complejas poblaciones microbianas. La naturaleza y nmero de microorganismos presentes en cada etapa dependen del material inicial.

Al comienzo del compostaje el material se encuentra a temperatura ambiente y la flora mesfila presente en los materiales orgnicos empieza a desarrollarse utilizando los hidratos de carbono y protenas ms fcilmente asimilables. La hidrlisis y asimilacin de polmeros por los microorganismos es un proceso relativamente lento, por tanto, la generacin de calor disminuye hasta alcanzar la temperatura ambiente, alrededor de los 40 C, y los organismos mesfilos (actinomicetos, hongos y bacterias mesfilas) reemprenden su actividad.

La intensa actividad metablica de estos organismos, fundamentalmente hongos y bacterias, provocan la elevacin de la temperatura en el interior de la masa en

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compostaje. Al aumentar la temperatura empiezan a proliferar bacterias y sobre todo hongos termfilos que se desarrollan desde los 40 C hasta los 60C. Estas especies empiezan a degradar la celulosa y la lignina, con lo cual la temperatura sube hasta los 70 C, apareciendo poblaciones de actinomicetos y bacterias formadoras de esporas. Durante varios das se mantiene a esta temperatura, en una fase de actividad biolgica lenta, en la que se produce la pasteurizacin del medio. Aunque la celulosa y la lignina a estas temperaturas se ataca muy poco, las ceras, protenas y hemicelulosas se degradan rpidamente.

Cuando la materia orgnica se ha consumido, la temperatura empieza a disminuir (el calor que se genera es menor que el que se pierde) y las bacterias, fundamentalmente los hongos mesfilos, reinvaden el interior del compost utilizando como fuente de energa la celulosa y la lignina residuales.

Como consecuencia de las elevadas temperaturas alcanzadas durante el compostaje se destruyen las bacterias patgenas y parsitos presentes en los residuos de partida.

Un aspecto que ha sido ampliamente discutido es el posible inters de inocular las pilas de compostaje con microorganismos para facilitar o mejorar la evolucin de un compost. Los estudios realizados en este sentido parecen indicar que la inoculacin no produce grandes mejoras, y raramente los microorganismos son un factor limitante ya que cuando las condiciones ambientales son las adecuadas ellos se encuentran de forma natural en el material a compostar y estn ms adaptados que aquellos preparados en el laboratorio. Materiales iniciales.

Los ingredientes para el compostaje suelen ser subproductos orgnicos o materiales residuales. Es raro que un solo material residual tenga todas las caractersticas requeridas para un compostaje eficaz. Por tanto, es necesario mezclarlo con otros diferentes en proporciones adecuadas, para obtener una mezcla con las caractersticas necesarias para llevar a cabo el proceso de compostaje. En la tabla 2 se muestran las caractersticas deseables de la mezcla de materiales de partida para llevar a cabo el compostaje Tabla: 2. ndice adecuado para materiales de partida.

ndice

Rango razonable Rango preferido

Relacin C/N 20 a 40 25 a 30 Contenido en humedad 40 a 65% 50 a 60% pH 5,5 a 9 6,5 a 8,5 Tabla: 3. Composicin qumica de algunos materiales utilizados para el compostaje.. Material Materia

orgnica Nitrgeno (N)

Fsforo (P2O5)

Potasio (K2O)

Carbono nitrgeno

Paja de arroz 80 60 30 1.60 77\1Cascarilla de arroz 80 70 40 .80 66\1Aserrn 88 08 03 1.10 638\1Falso tallo del pltano 80 80 20 7.50 58\1Hojas de pltano 85 1.50 19 2.80 32\1

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Bagazo de caa de azcar

90 50 28 .99 104\1

Paja de caa de azcar 85 1.0 24 2.0 49\1Cogollo de caa de azcar

88 70 17 .80 73\1

Pulpa de caf 90 1.80 30 3.50 29\1Hoja de caf 93 1.40 20 1.90 38\1Hojas de rboles 71 1.0 25 1.20 41\1Hierba recin cortada 90 1.20 40 1.60 43\1Hierba seca (gramneas)

70 .50 30 .90 81\1

Crotalaria 91 1.95 40 1.81 27\1Hojas de frjol 93 2.0 58 2.2 27\1Restos de hortalizas 70 1.10 29 .70 37\1Hojas de leucaena 75 4.5 22 1.9 10\1Paja de maz 97 18 38 1.64 312\1Mazorca de maz 85 42 10 .90 117\1Hollejo de naranja 73 74 1.32 86 57\1Palo de tabaco 71 2.17 54 2.78 19\1Cscara de yuca 59 .31 36 44 129\1Hoja de yuca 92 1.35 72 1.5 39\1Cangre de yuca 95 1.31 35 1.45 42\1Desperdicios de cocina 65 2.64 90 1.0 14\1Lodos residuales slidos

60 3.0 1.3 20 12\1

Residuos de podas 61 80 15 90 44\1Basura urbana (fresca)

63 60 48 83 61\1

Basura urbana vieja 19 1.93 80 40 6\1Cachaza 79 2.1 2.32 1.23 22\1Vacuno fresco 65 1.50 62 90 25\1Gallinaza camada 54 1.70 1.20 1.0 18\1Estircol porcino 45 2.5 60 50 10\1Estircol ovino caprino 30 .55 26 25 32\1Estircol equino 17 42 30 70 24\1Estircol de conejo 40 1.25 1.01 1.18 19\1Turba costera(baja) 82 2.8 57 03 17\1Turba interior (alta) 60 1.12 71 14 31\1Guano de murcilago 48 3.5 5.25 80 8\1Guano fsil de murcilagos

23 75 15.0 55 18\1

Cenizas - 02 1.90 6.0 -Residuos de henequn 61 1.50 49 .43 24\1Residuos de man 95 4 1.71 1.21 14\1Residuo de cervecera 96 4.12 .57 10 14\1Residuo de girasol 76 3.17 52 2.40 14\1Pulpa de cacao 91 3.21 1.15 3.74 16\1Gallinaza pura 45 3.50 2.50 1.60 7\1Purn(orina animal) 3 3 .05 83 -

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Aunque la lista de materiales que pueden ser utilizados para compostaje es muy numerosa, en la tabla 3 aparecen algunos de ellos que pueden servir de ejemplos.

De todos los materiales listados resulta interesante destacar:

El estircol de vacuno es un material rico en nitrgeno y muy hmedo. Su humedad y relacin C/N van a depender de la cantidad de cama utilizada, de las prcticas de manejo, del tipo de operacin y del clima. Generalmente este residuo requiere su mezcla con materiales secos y ricos en carbono, con frecuencia son necesarios de dos a tres volmenes de enmienda por volumen de estircol. El riesgo de olores es relativamente bajo si se compostea durante unas pocas semanas ya que se descompone rpidamente. El aserrn es un material con bajo contenido en humedad y alto contenido en carbono, su degradabilidad es de moderada a pobre. En general, es buen absorbente de humedad y olores. Normalmente est disponible a bajo costo. Se trata de un enmendante del compostaje de bueno a moderado. Las hojas son relativamente secas y tienen un alto contenido en carbono. Presentan buena degradabilidad si estn troceadas, su absorcin de humedad es moderada. Presenta un riesgo potencial debido a la presencia, piedras, bolsas de plstico sobre todo si proceden de recogida urbana. Se trata de un producto muy estacional por lo que es necesario acopiarlo o un manejo especial (distribucin en el tiempo). Como material para ser utilizado para compostar es de bueno a moderado. Las astillas o virutas de madera suelen ser un material seco y con alto contenido en carbono. Tienen gran tamao de partcula, lo que proporciona una excelente estructura pero muy baja degradabilidad. En general, se utilizan como agente "bulking" (de relleno, para dar volumen) en el compostaje con aireacin forzada. El Guano de murcilago se produce en cuevas por la acumulacin de deyecciones y cuerpos de esos mamferos en donde habitan y que a veces constituyen grandes reservas de abonos orgnicos ricos en fsforo. En Cuba existen grandes depsitos de este abono orgnico especialmente en las provincias de Camagey y Pinar del Ro. Su explotacin requiere de medidas sanitarias estrictas. Las turbas constituyen acumulacin y depsito de materia orgnica producidas en zonas donde la acumulacin y permanencia del agua en la superficie del suelo, por largo tiempo limitan la actividad microbiana. La calidad y contenidos de nutrientes de la turba dependen de la naturaleza de los residuos orgnicos y de su grado de descomposicin. La cachaza se obtiene como resultado del proceso de clarificacin de los jugos de caa en la industria azucarera, por medio de la alcalizacin con Ca(OH)2 y la aplicacin de calor, logrndose coagular y precipitar los slidos del jugo y despus separarlos por decantacin y filtracin. La cachaza es un abono rico en materia orgnica, fsforo y calcio. La produccin de cachaza equivale al 3 a 4 % del peso de la caa que procesa el central. En Cuba para una produccin de siete millones de toneladas de azcar se tiene un potencial de produccin de cachaza de aproximadamente dos millones de toneladas.

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El uso de la cachaza como abono orgnico resulta factible porque los centrales azucareros que la producen estn ubicados y distribuidos en todo el pas. Eso facilita una distribucin adecuada para utilizarlo en los lugares que sean ms necesarios. La Gallinaza es un abono orgnico procedente de las excretas y otros residuos producidos en los lugares donde se cra intensivamente aves para la produccin de huevos y carnes. Este abono orgnico en su estado fresco contiene muchas sustancias que se encuentran en proceso de descomposicin y cuando se aplican producen alteraciones en el suelo y afectaciones a las plantas. Por esa razn se hace necesario que antes de utilizarlos se halla logrado su fermentacin y descomposicin. Adems, en muchas ocasiones se utiliza en los gallineros y polleras cal (Ca(OH)2) para eliminar los malos olores y como medida de saneamiento. La misma tiene efecto residual en la gallinaza y presenta reaccin alcalina. En esos casos debe tenerse presente que ese abono orgnico puede afectar a cultivos que necesitan pH bajo para su desarrollo, como es el caso del caf, la pia y otros.

Condiciones necesarias para el establecimiento de sistemas de compostaje. Eleccin del lugar

El lugar elegido para realizar el compostaje deber ser de fcil acceso, situado de tal manera que el transporte de los materiales no sea de largo recorrido y tendr una superficie firme que soporte el trnsito de vehculos bajo diversas condiciones climatolgicas. Generalmente, en una finca el sitio ms adecuado es cerca del estercolero. Sin embargo, la conveniencia de un sitio determinado debe sopesarse frente a factores tales como el rea disponible, la proximidad a ncleos de poblacin, la visibilidad y el control de los lixiviados.

A la hora de disear una instalacin de compostaje hay que realizar un estudio previo en el que se incluyan factores como la direccin predominante del viento, el fcil acceso a vias de trfico, los usos a que se dedican las tyierras colindantes, el desnivel del terreno, los patrones de escorrenta, as como la localizacin de humedades u otros sistemas acuticos. Distancia de separacin

Es importante que exista una zona de amortiguacin o distancia de separacin entre una instalacin de compostaje, los acuferos y los ncleos de poblacin vecinos para mantener un control de la calidad del agua y evitar factores molestos tales como malos olores y ruidos de la maquinaria. Requisitos de desage

Para que un sitio sea adecuado para el compostaje uno de los requisitos que ha de cumplir es que tenga un buen drenaje. Emplazamientos con mal drenaje dan lugar a encharcamientos, a materiales de compostaje saturados de agua, a sitios fangosos que dificultan las labores de equipos y operarios y a una excesiva produccin de lixiviados. Idealmente, el sitio debe tener pocas piedras ya que estas podran mezclarse con los materiales a comportar y producir daos en la maquinaria. Si las condiciones del suelo no

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son aceptables es suficiente una compactacin de grava o arena para evitar problemas de una superficie impermeable en caso de suelos con un buen drenaje y con la capa fretica muy alta (1 a 1,5 m). Las superficies asfaltadas slo son necesarias en determinados casos, para almacenar materiales hmedos o cuando se usa cierta maquinaria pesada, de lo contrario encarece demasiado el proceso.

Para evitar que se formen charcos de una manera permanente, la inclinacin del terreno en el sitio de compostaje ha de ser como mnimo de un 1%, aunque lo ideal es entre 2 y 4%. Sitios con pendientes superiores a 7% no son aconsejables, pues adems de requerir mayor vigilancia de los lixiviados necesitan control de la erosin del suelo.

Las pilas de compost han de ir en paralelo a la pendiente del terreno, para evitar que haya acumulacin de lixiviados en la parte alta de la pila (ver figura 7).

El sitio debe estar nivelado para evitar que el manejo de los lixiviados de lugar a una erosin del terreno. Los lixiviados deben ser conducidos a los pastos o a las tierras de cultivo o a una fosa colectora donde se almacenen para su uso posterior. Consideraciones medioambientales para el compostaje

Desde el punto de vista medioambiental la eleccin de un sitio de compostaje estar influenciada por el mtodo de compostaje que se vaya a utilizar y por los materiales que vayan a ser usados, evitndose en lo posible la produccin de los malos olores, de polvo, de ruido y de lixiviados.

En lo referente a los olores, estos se minimizan con un buen manejo del sistema. Adems a la hora de elegir el sitio hay que tener en cuenta la direccin preferente de los vientos durante las estaciones ms calurosas.

En cuanto a los ruidos y a la produccin de polvo resultantes tanto de las operaciones de compostaje como de los vehculos utilizados para el transporte hay que procurar hacer una planificacin a lo largo del da y en las carreteras que se vayan a utilizar. El trturado de los materiales es una operacin muy ruidosa que se deber realizar cuando el ruido tenga el menor impacto posible. Los ruidos aumentaran a medida que el tamao de la instalacin sea mayor

Dependiendo del tipo de material a comportar o del tipo de empresa, los ruidos pueden llegar a ser solo un factor estacional. Hay que prestar especial atencin durante el verano ya que en esta estacin las ventanas de las viviendas permanecen ms tiempo abiertas y los vecinos estn ms tiempo fuera de sus casas.

En orden a evitar quejas, es conveniente que los lugares de compostaje saquen ventaja del paisaje natural, rboles, arbustos, etc. Deben de estar de lo ms limpio posible, con csped, plantas a su alrededor, evitando las malas hierbas que siempre dan una imagen descuidada y pueden ser foco de contaminacin del propio compost.

El control de la contaminacin exterior es, sin duda, el factor ms importante. El agua sirve como vehculo para eliminar contaminantes potenciales. La lluvia puede percolar dando lugar a la formacin de lixiviados que pueden llevar compuestos contaminantes. Por tanto, hay que tratar de minimizar la produccin de esos lixiviados.

Entre los posibles contaminantes que se pueden producir durante un compostaje de residuos agrcolas est el nitrgeno en forma de nitrato y en forma de amonio, as como compuestos orgnicos que se producen durante los procesos de descomposicin. Si bien el nitrato puede ser un serio contaminante puesto que alcanza las aguas subterrneas, este se produce en concentraciones de carbono de la mayora de las mezclas que se utilizan para comportar y a que las altas temperaturas que se alcanzan durante el proceso inhiben el crecimiento de los microorganismos nitrificantes. Por el contrario, no ocurre lo mismo en las pilas almacenadas y en procesos de maduracin que son fuente potencial de nitratos.

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La materia orgnica y el amonio pueden dar lugar a contaminacin de las aguas superficiales debido a su consumo de oxgeno, lo que comnmente se refiere como DBO o DQO (Demanda Biolgica o Qumica de Oxgeno).

La presencia de pesticidas en los residuos de cosechas o de metales pesados en otro tipo de residuos tiene, normalmente, mayor impacto en la calidad del compost que en la contaminacin del emplazamiento, pero puede haber otra clase de contaminantes procedentes de diferentes materiales, por eso es importante conocer la naturaleza de los residuos que se van a comportar.

El control de la contaminacin no puede ser restringido al proceso de fabricacin de compost. Tambin el almacenamiento de los materiales a tratar y el producto final puede representar riesgos de contaminacin a veces mayores que los del compost en fase activa. Para evitar en lo posible la contaminacin, deben observar las siguientes medidas: Mantener las pilas de compost con un contenido en humedad inferior al mximo recomendado (65%) para minimizar la produccin de lixiviados. Combinar las materias primas en una proporcin tal que el valor de la relacin C/N est dentro de los valores recomendados para evitar prdidas de nitrgeno. No permitir que las aguas y lixiviados que procedan de la zona de compostaje viertan a los cauces de aguas superficiales ya que muchos de los contaminantes que pueden causar problemas en lagos y ros se eliminan de forma efectiva en el propio suelo. Las escorrentas pueden canalizarse hacia las tierras de cultivo, tambin pueden recogerse en sitios apropiados y ser posteriormente utilizadas para riego o para humedecer los materiales de compostaje que estn muy secos. Evitar que el agua llegue a la zona de compostaje mediante apropiadas elevaciones del terreno. Almacenar los materiales de partida y los compost terminados en zonas cubiertas, lejos de aguas superficiales y vas de drenaje. Los materiales de partida que estn muy hmedos se han de almacenar bajo cubierta y a ser posible en una superficie impermeable con un sistema de recogida de lixiviados. Sistemas de Compostaje.

Los sistemas de compostaje tienen como finalidad facilitar el control y la

optimizacin de parmetros operacionales, para obtener un producto final con la suficiente calidad tanto desde el punto de vista sanitario como de su valor fertilizante. El acortamiento del tiempo del proceso, la disminucin de los requisitos de espacio y energa y de la seguridad higinica de la planta de tratamiento son tambin factores decisivos para el diseo de estos sistemas de compostaje. Los sistemas utilizados se pueden clasificar en dos grupos aquellos que son abiertos y los cerrados. En los primeros, el compostaje se realiza al aire libre, en pilas o montones, mientras que en los segundos, la fase de fermentacin se realiza en reactores.

Los sistemas abiertos son los ms utilizados en USA, mientras que los sistemas en fermentador son denominados con frecuencia "europeos" en razn de su origen. (ver figura 5). Sistemas abiertos.

Los sistemas abiertos constituyen la forma tradicional de compostaje. Los substratos a compostear se disponen en montones o pilas que pueden estar al aire libre

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o en naves. La aireacin de la masa fermentable puede hacerse por volteo mecnico de la pila o mediante ventilacin forzada. Esta ltima tiene la ventaja de permitir el control del nivel de oxgeno, as como de la humedad y de la temperatura. Adems, supone menores costos y necesidad de menos espacio evitndose los inconvenientes del volteo de las pilas. Los sistemas ms utilizados son los siguientes:

SISTEMAS DE COMPOSTAJE

SISTEMAS ABIERTOS SISTEMAS CERRADOS

Apilamiento Esttico

Con aire por succin.

Con aire y control de la temperatura

Ventilacin alternante y control de la temperatura

Apilamiento con volteo

Apilamiento con volteo y aireacin forzada

Reactores Verticales Continuos Discontinuos

Reactores horizontales

Estticos Con rotacin

Fig. 5. Sistemas de compostaje.

Compostaje en pilas estticas con aireacin natural

Es el sistema ms antiguo que se conoce y se realiza en pilas, de altura reducida, y no se mueven durante el compostaje. La ventilacin es natural a travs de los espacios de la masa a compostar. Las dimensiones de los montones pueden estar en funcin de los equipos utilizados para compostar, pero para este sistema, no interesa que sean ms altos de 1,5 m, con una anchura en su base de unos 2,5 a 3m, y de la longitud deseada y de frente triangular, debiendo presentar mayor pendiente en los lugares o pocas ms lluviosas.

Esta variante se presta para los centros de materia orgnica con bajos insumos en la Agricultura Urbana, para las unidades de produccin, fincas de mediana y pequea escala, parcelas y patios.

Compostaje en pilas estticas con ventilacin forzada

La pila de fermentacin es esttica y en su formacin se ha dispuesto un sistema mecnico de ventilacin por tuberas perforadas o por un canal empotrado en el piso. Las tuberas se conectan con un ventilador que asegura la entrada de oxgeno y la salida de CO2. Esta ventilacin puede hacerse por succin o inyeccin de aire o bien

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mediante sistemas alternantes de succin e inyeccin. Con el sistema de succin, que es el empleado, por ejemplo, el mtodo Beltsville en el compostaje de lodos de depuradora con astillas de madera, un flujo de aire alrededor de 0,2 m3/min/t a la entrada del succionador es suficiente para alcanzar una concentracin de oxgeno del 15%. Con el fin de reducir los problemas de olores, el aire se pasa a travs de una pila de compost maduro que acta como filtro.

En el mtodo Rutgers la aireacin se consigue por succin con control de la temperatura, de esta forma al mismo tiempo que se aporta el oxgeno necesario se controla la temperatura. Este sistema tiene dos ventajas sobre el anterior, por un lado produce por la evaporacin que ocasiona, una baja humedad del producto final garantizando una buena estabilidad; por otra parte, el control automtico de temperatura evita periodos prolongados de temperatura elevada. Si bien una temperatura elevada inhibe la poblacin microbiana tiene sin embargo, un efecto positivo sobre la reduccin de patgenos. Por este motivo, hay sistemas que incluyen una fase inicial de succin de aire, que permite elevar la temperatura en pocos das, despus la corriente de aire se invierte y se introduce en la masa, junto con un control de temperatura y se contina el proceso.

Este mtodo se utiliza para centros con mecanizacin. Compostaje en pilas por volteo:

Aunque es un sistema muy utilizado porque es muy simple, tiene una serie de limitaciones. En primer lugar, la pila es oxigenada tan slo peridicamente. Requiere, en general, ms espacio y el control higinico es ms difcil. El tamao de la pila fermentable es mayor que en el caso anterior, permitiendo alturas en torno a 2,5m. La frecuencia del volteo depende del tipo de material, de la humedad y de la rapidez con que interesa que sea realizado el proceso. En la actualidad las nuevas tendencias se orientan hacia los sistemas de compostaje por volteo forzado por medio de volteadoras con control automtico. El tiempo de fermentacin o de estancia en el parque de volteo suele ser de dos a cuatro semanas, transcurrido este tiempo el compost deber pasar al parque de maduracin antes de proceder a su refino y depuracin.

Este sistema puede ser aplicable en los centros de abonos orgnicos de la Agricultura Urbana. Sistemas cerrados.

Estos son los sistemas que se pueden llamar industrializados, puestos en marcha por entidades pblicas o privadas y que generalmente se utilizan para compostar residuos en las proximidades de ciudades de tamao medio o grande. En estos sistemas, como ya se ha mencionado anteriormente, la fase inicial de fermentacin se realiza en reactores que pueden ser horizontales o verticales, mientras que la fase final de maduracin se hace al aire libre o en naves abiertas. Son sistemas desarrollados para reducir considerablemente las superficies de compostaje, y lograr un mejor control de los parmetros de fermentacin y controlar los olores de forma ms adecuada. Aunque estos sistemas requieren costos de instalacin superiores a los anteriores, presentan la ventaja de ser ms rpidos y por tanto requerir menos espacio. Entre estos podemos destacar.

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Fermentadores verticales

Los reactores verticales pueden operar de forma continua o discontinua. En el primer caso, el material a compostar se encuentra en forma de masa nica, mientras que en el segundo caso, la masa del compostaje se sita en distintos niveles. En los sistemas cerrados continuos se utilizan reactores de 4 a 10 m de altura, con un volumen total de 1000 a 3000 m3. El biorreactor consta de un cilindro cerrado, aislado trmicamente, que en su parte inferior posee un sistema de aireacin y extraccin de material. El material se introduce por la parte superior mediante un tornillo alimentador. A medida que se va extrayendo el material compostado, el material fresco va descendiendo.

El control de la aireacin se realiza por la temperatura y las caractersticas de los gases de salida (stos son aspirados por la parte superior del reactor). El tiempo de residencia es de 2 semanas. Los reactores verticales discontinuos constan de un depsito cilndrico de grandes dimensiones dividido en varios niveles (cada nivel tiene de 2 a 3 m de altura). La materia a compostar se coloca en lo ms alto y mediante dispositivos mecnicos se voltea la masa a la vez que va descendiendo al piso inferior.

La humedad requerida para llevar a cabo el proceso se consigue o bien por evaporacin del agua del material situado en los niveles inferiores, la cual se encuentra a una mayor temperatura, o bien se dispone de sistemas de suministro de agua. Cuando la fraccin orgnica ha descendido al ltimo piso se da por concluida la fermentacin y el compost sale al parque de maduracin.

El tiempo en el fermentador es de una semana. El inconveniente de este tipo de reactores es el elevado costo de instalacin y de mantenimiento de la planta.

Otra variante de reactor vertical es el reactor circular. Los que existen actualmente tienen un dimetro de 6 a 36 metros y una altura de 2 a 3 metros. El material a compostar se introduce por la parte superior del reactor, y la masa se voltea mediante un brazo giratorio, la salida del material se realiza por el centro de la base. La aireacin se realiza por la parte inferior. El tiempo de retencin es de 10 das, transcurridos los cuales pasan al parque de maduracin. Reactores horizontales

Estos reactores consisten en un cilindro horizontal que suele tener de dos a tres metros de dimetro y giran a una velocidad de 2 rpm a lo largo de su eje longitudinal. El proceso consiste en un tratamiento mecnico continuo, el tiempo de permanencia de los residuos dentro del fermentador es de 24 a 36 horas durante el cual la materia orgnica es fsicamente separada del resto de componentes, al mismo tiempo que se inicia el proceso de degradacin microbiana. En estos reactores no se produce un autntico compostaje sino una fase de preparacin del substrato de tipo fsico-qumico. El material resultante es compostado finalmente en pilas o en el reactor.

Reactores horizontales propiamente dichos son aquellos en que el material generalmente preseleccionado (separacin de inertes) se somete al proceso de compostaje durante 15 a 30 das en condiciones estticas (reactor tnel) o de volteo peridico (reactor rectangular dinmico). Dentro de este grupo los reactores de tnel, los que estn en servicio tienen forma de caja rectangular de 4m de altura, 5,5 m de ancho y longitud variable segn el volumen a tratar. La agitacin se logra mediante sistemas hidrulicos y la aireacin se realiza por sistemas situados en la parte inferior. El tiempo de reaccin es de 14 das y el producto requiere generalmente un tratamiento posterior.

El reactor rectangular tiene forma de caja rectangular de 3 m de altura y 6m de ancho, y longitud variable segn las necesidades. El material es descargado por la parte

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superior, y con un dispositivo que penetra en el reactor, parecido a una fresa de un reactor, se mezcla y se descarga en otra zona del reactor mediante una cinta transportadora y una gra mvil. Con el mismo sistema se extrae el material una vez compostado. La aireacin se realiza por la parte inferior. El tiempo de retencin es de 14 a 21 das y normalmente no necesita un tratamiento posterior. Operaciones de Compostaje.

El proceso de compostaje requiere toda una serie de operaciones, algunas de las

cuales se repiten a intervalos a lo largo de todo el proceso. Estas se pueden dividir en: 1. Operaciones primarias. Recogida y transporte

Generalmente, el compostaje empieza con la recogida de materiales orgnicos adecuados que se transportarn hasta el sitio donde se vaya a realizar y que se mezclarn hasta conseguir una humedad y una relacin C/N adecuadas.

Las materias primas de tipo estircol necesitan una atencin inmediata porque rpidamente sufren fermentacin anaerobia dando lugar a malos olores.

Sin embargo materiales tales como paja, astillas, hojas y aserrn se descomponen mucho ms lentamente debido a su alto contenido en carbono y baja humedad y por esta razn pueden almacenarse durante largos periodos de tiempo antes de que comiencen a degradarse. Si estuvieran hmedos comenzaran a compostar pero debido a su bajo contenido en nitrgeno lo haran a una velocidad despreciable. 2. Mezcla y construccin de la pila.

Materiales slidos

La etapa fundamental de todo compostaje es mezclar los materiales en las proporciones adecuadas y colocar la mezcla en forma de pila o cargar el reactor si es que el compostaje se va a efectuar en un sistema cerrado, en este ltimo caso la etapa de mezcla no es necesaria ya que est incluida en el sistema. La mezcla y la formacin de la pila se pueden realizar de distintas maneras, dependiendo del mtodo de compostaje utilizado, del equipo disponible y del manejo del estircol que se haya hecho en la finca o unidad de produccin. La maquinaria requerida para estas operaciones es convencional (cintas transportadoras, palas mecnicas, remolques esparcidores, equipos combinados, etc.).

La pala mecnica es un equipo muy comn en una finca o unidad de produccin. Con ella y con el remolque esparcidor de estircol se pueden realizar prcticamente todas las tareas, tanto la mezcla como la formacin de la pila. Cuando se trata de pilas aireadas como volteo o con aireacin pasiva, la mezcla y la formacin se realizan en una sola etapa, sin embargo, cuando las pilas son de aireacin forzada la mezcla y la formacin han de hacerse por separado debido a las tuberas que van por la base de la pila. Materiales lquidos

Se entiende por materiales lquidos aquelos residuos ganaderos procedentes de las

explotaciones porcinas y bovinas (purines) los cuales poseen entre 65 y 91% de

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humedad y un alto contenido en materia orgnica y nutrientes minerales; los residuos del procesamiento de la industria pesquera; los residuos de la industria lctea. Los materiales lquidos presentan problemas especiales de manejo y se han de incorporar a la mezcla de compostaje sin que esta se encharque. Adems muchos lquidos presentan olores fuertes por lo que necesitan medidas adicionales.

Estos residuos lquidos podran ser residuos primarios o material secundario siempre que el sistema de compostaje sea capaz de absorverlos. Ocasionalmente, se puede aadir lquido a una pila de compostaje cuando se necesita mantener una humedad adecuada, lo cual supone una buena alternativa para la utilizacin de ciertos residuos lquidos diluidos, tales como aguas de lavado de centrales lecheras o los propios lixiviados de la planta de compostaje previamente recogidos en fosas apropiadas.

En cualquier caso los otros materiales que se van a compostar deben ser lo suficiente absorbentes para retener todo el residuo lquido aadido sin que se sacrifique su porosidad. Generalmente se requiere la adicin de grandes cantidades de materiales de tipo aserrn, turba, papel o compost reciclado.

Si el volumen de residuo lquido es pequeo se puede aadir durante el mezclado inicial, sin embargo, si la cantidad que se va a aadir es tan grande que humedecera demasiado la mezcla, el residuo lquido se debera aadir de forma regular a lo largo del proceso a medida que la mezcla pierda humedad. Naturalmente, se necesita dar un volteo inmediatamente despus de la adicin del residuo lquido.

Con objeto de evitar que el lquido escurra por los lados de la pila es necesario hacer un surco en la parte superior donde se deposita el lquido. Si el lquido es maloliente lo mejor es introducirlo en el interior de la pila antes del volteo. Actualmente nadie pone en duda el valor fertilizante de estos residuos. 3. Rendimiento del compostaje.

Este dato puede ser importante para conocer el dimensionamiento de la planta de

elaboracin. Se han efectuado estudios utilizando distintos materiales ricos en nitrgeno y lignocelulosas haciendo evaluaciones y anlisis de los montones durante unos 90 das, sobre los compost brutos y refinados, llegando a la conclusin de que el compostaje es la tcnica ptima de aprovechamiento de los residuos orgnicos, actuando sobre su revalorizacin y las prdidas del proceso se sitan prximas al 50% tanto en peso como en volumen (ver figura 6). 4. Maduracin.

A continuacin de la fase activa se requiere un periodo de al menos un mes durante

el cual el proceso termina el compost desarrolla las caractersticas deseadas para sus posteriores aplicacione