COMPOSTAJE

CompostajeEl compostaje es una tcnica para descomponerlos residuos orgnicos, en condiciones controladas, con la finalidad de conseguir su transformacin en un producto ms estable, aplicable al suelo como abono orgnico.Se realiza basndose en el estircol, restos vegetales o cualquier residuo orgnico no contaminado.Proceso por el cual mediante accin bacteriana fundamentalmente, ciertas sustancias orgnicas sufren descomposicin generndose un producto til para el desarrollo de vegetales

MANEJO DE RESIDUOS ORGANICOS - COMPOSTAJE1 Humus( producto final de alto peso molecular) MATERIA ORGNICARestos de vegetales y animales en proceso dedescomposicin Ncleo central de compuestos aromticos y cadenas laterales integradas por carbohidratos, cadenas alifticas donde se ubican los grupos funcionales que hacen que se comporte como unAlmacn de nutrientes para evitar que stos se lixivien. 2FUENTES DE RESIDUOS ORGNICOS Actividad Agropecuaria Actividad Agroindustrial Industria Lctea Industria Frigorfica Industria Cerealera

Industria Aceitera Granos Oleaginosos Industria de la Pesca Industria Forestal Residuos Slidos Urbanos

Resea HistricaA lo largo de la historia, se han empleado distintos procedimientos en la produccin de Compost. Actualmente, se conoce la base cientfica de este proceso, y se lleva a cabo de una forma controlada.En tal sentido, el compostaje, se puede definir como un proceso dirigido y controlado de mineralizacin y pre-humificacin de la materia orgnica, a travs de un conjunto de tcnicas que permiten el manejo de las variables del proceso 3FORMACIN DE LA MATERIA ORGNICA EN LOS SUELOSEl suelo recibe una gran cantidad de restos orgnicos de diferentes orgenes, residuos vegetales y animales, se depositan en la superficie (hojas, ramas, flores,) o quedan directamente atrapados en la masa del suelo (races).En la superficie de los suelos forestales se acumula una capa de restos orgnicos conocido por mantillo (horizonte orgnico) Climas templadosEste horizonte puede tener de 10 a 70 t/ha a pesar de recibir por ao alrededor de 4 t/ha de restos vegetales Climas tropicalesReciben de 100 a 250 t/ha por ao y carecen de este horizonte orgnico que en todo caso puede llegar a 10 t/haAccin mucho ms energnica de la fauna y microflora del suelo4Los 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 que los elementos tienen mayor movilidad estn representados por tres grupos Estructura de la materia orgnica.Humatos y Fulvatos. Compuestos de los cationes (nutrientes) en su combinacin con los cidos hmicos y flvicos.Compuestos Organo-Minerales, representados por sales complejas resultantes del desplazamiento del ion H+ de los cationes (nutrientes) de la solucin del suelo.Compuestos orgnicos absorbidos y en la superficie de las partculas del suelo.5Es posible utilizar un sin nmero de mtodos que van, desde:ALGUNOS MTODOS DE ESTUDIOS DE LOS COMPUESTOS ORGNICOS DE LOS SUELOSCualitativos que comprenden el nivel macroscopicocuantitativos o semicuantitativos que incluyen las tcnicas instrumentales, espectrofotomtricas de alta precisin, las cuales permiten llegar incluso establecer estructuras orgnicas.Combustin secaOxidacin por cido crmico6Fraccionamiento de la materia orgnicaAcido flvico

Acido hmico

Huminaspoco polimerizados, ncleos pequeos y abundantes cadenas laterales, lo que los hace una fraccin soluble en medio cido y bsico con gran capacidad de reaccin con los elementos minerales del suelo, tienen alta movilidad en el suelo arrastrando consigo elementos minerales.Mas 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, y ncleos muy condensados, cadenas laterales pequeas, muy estables y poco mviles en el sueloEste anlisis determina la calidad de la materia orgnica para poder evaluar su influencia en la fertilidad actual y potencial del suelo.Consiste en separar la materia orgnica no humficada y las sustancias hmicas. Se identifican 3 grupos:7Proceso de descomposicin de la M.O.MateriaorgnicaHumificacinHumusMineralizacinNO3 H2PO4Conjunto procesos fsico, qumicos y biolgicos que transforman la M.O. en humus. Toda clase de microorganismos Puede realizarse en diferentes condiciones.Compuesto coloidal de naturaleza ligno-proteico, responsable de mejorar las propiedades fsico-qumicas de los suelos.Transformacin del humus, en compuestos solubles asimilables por las plantas. Proceso lento en condiciones ecolgicas ptimas (T 18 a 200C, buena Humedad, adecuado 02, pH -6,8) y por organismos altamente especializado.Residuos orgnicos (estircoles, hojarascas, tallos, etc.)8Objetivo del compostajeTienen como objetivo la obtencin de un biofertilizante de caractersticas fsico-qumicas, biolgicas y microbiolgicas predeterminadas, conocido como Compost. A este proceso controlado de compostaje se le denomina Compostaje aerotrmico o termoaerbico para diferenciarlo de las tcnicas tradicionales.

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NUCLEOCORTEZAFORMACION DE PILA O CAMELLON10

11CMO ELABORAR EL COMPOST En todas la tcnicas de compostaje hay una

serie de elementoscuenta, que son:invariablesatenerenlael laelrelacin C/N,pH, humedad,aire

y la temperatura.12CMO ELABORAR EL COMPOSTLa relacin entre el Carbono y el NitrgenoC/N

En el compost habr que mezclar elementos

para conseguir una relacin C/N entre 20/130/1Hay elementos ricos en NitrgenoOtros con una relacin C/N equilibrada ypHy

El

En un compostaje variado y equilibrado en larelacin C/N no hay que preocuparse13CMO ELABORAR EL COMPOST Restos orgnicos con alto contenido de N

Estircol fresco (5-15/1), csped recin cortado (10-20/1), restos vegetales frescos (10-20/1), restos decocina (15-25/1)Equilibrados (20-30/1)

Estircol con cama, hierbas con semillas, hojas derboles y arbustos, restos de poda finaAltos en Carbono

Aserrn (500-1000/1), papel y cartn (150-300/1), paja(100-130/1), ramas de poda gruesas (30-80/1)

14CMO ELABORAR EL COMPOST La

humedadDebe rondar entre el 40-60%El exceso produce compactacin, falta de aireacin y putrefaccinLa falta de humedad ralentiza el proceso de descomposicin

Aireacin

Siempre en presencia de Oxgeno50% de aire en el momento de crear el montn

15TemperaturaEstableColorMarron oscuro negro cenizaOlorSin olor desagrablePHAlcalino (anaerobic. 55C, 24hs)C/N>=20N de termofilosDecreciente a estableRespiracion0 < 10 mg/g compostMedia0 < 7.5 mg/ compostCOD< 700 mg/g (peso seco)ATPDecreciendo a estableCEC> 60 meq/ 100 libre de cenizasActividad de enzinas hidrosolublesIncrementandose establePolisacaridos< 30 50 mg glucidos/g. peso secoReduccion de azucares35%Germinacion< 8NemmatodesAusentesAlgunos Parmetros de control de estabilidad del Compost16CMO ELABORAR EL COMPOSTTemperatura

1718ETAPAS ALCANZADAS EN EL NUCLEOEtapa de latencia: es la etapa inicial, considerada desde la conformacin de la pila hasta que se constatan incrementos de temperatura, con respecto a la temperatura del material inicial. La duracin de esta etapa es muy variable, dependiendo de numerosos factores. Si son correctos: el balance C/N, el pH y la concentracin parcial de Oxgeno, entonces la temperatura ambiente y fundamentalmente la carga de biomasa microbiana que contiene el material, son los dos factores que definen la duracin de esta etapa. Con temperatura ambiente entre los 10 y 12 C, en pilas adecuadamente conformadas, esta etapa puede durar de 24 a 72 hs.

19Etapa mesotrmica 1 (10-40C): en esta etapa, se destacan las fermentaciones facultativas de la microflora mesfila, en concomitancia con oxidaciones aerbicas (respiracin aerbica). Mientras se mantienen las condiciones de aerobiosis actan Euactinomicetos (aerobios estrictos), de importancia por su capacidad de producir antibiticos. Se dan tambin procesos de nitrificacin y oxidacin de compuestos reducidos de Azufre, Fsforo, etc.

Etapa termognica (40-75C): la microflora mesfila es sustituida por la termfila debido a la accin de Bacilos y Actinomicetos termfilos, entre los que tambin se establecen relaciones del tipo sintrficas. Normalmente en esta etapa, se eliminan todos los mesfilos patgenos, hongos, esporas, semillas y elementos biolgicos indeseables. Si la compactacin y ventilacin son adecuadas, se producen visibles emanaciones de vapor de agua. El CO2 se produce en volmenes importantes que difunden desde el ncleo a la corteza. Este gas, juega un papel fundamental en el control de larvas de insectos.

20Etapa mesotrmica 2: con el agotamiento de los nutrientes, y la desaparicin de los termfilos, comienza el descenso de la temperatura. Cuando la misma se sita aproximadamente a temperaturas iguales o inferiores a los 40C se desarrollan nuevamente los microorganismos mesfilos que utilizarn como nutrientes los materiales ms resistentes a la biodegradacin, tales como la celulosa y lignina restante en las parvas. Esta etapa se la conoce generalmente como etapa de maduracin. CARACTERSTICAS DE LOS RESIDUOS A COMPOSTAR Describiremos aquellas caractersticas que consideramos relevantes de los residuos, y que inciden en forma directa en la evolucin del proceso y en la calidad del producto final. 21Relacin Carbono-Nitrgeno (C/N) La relacin C/N, expresa las unidades de Carbono por unidades de Nitrgeno que contiene un material. El Carbono es una fuente de energa para los microorganismos y el Nitrgeno un elemento necesario para la sntesis proteica. Una relacin adecuada entre estos dos nutrientes, favorecer un buen crecimiento y reproduccin. Una relacin C/N ptima de entrada, es decir de material "crudo o fresco" a compostar es de 25 unidades de Carbono por una unidad de Nitrgeno, es decir C(25)/N (1) = 25. En trminos generales, una relacin C/N inicial de 20 a 30 se considera como adecuada para iniciar un proceso de compostaje. Si la relacin C/N est en el orden de 10 nos indica que el material tiene relativamente ms Nitrgeno. Si la relacin es de por ejemplo 40, manifiesta que el material tiene relativamente ms Carbono.

22

Balance de Nutrientes23 Caractersticas de los abonos orgnicos que con ms frecuencia se utilizan en la agricultura (datos en base fresca).TIPO DE ABONO ORGNICO

A N L I S I S

HUMEDAD

RELACIN

M. O.

N

P2O5

K2O

%

C/N

%

%

%

%

ESTIRCOL DE VACUNO

80.00

20:1

11.50

0.33

0.23

0.72

ESTIRCOL DE CABALLO

67.40

30:1

17.93

0.34

0.13

0.35

ESTIRCOL DE CERDO

72.80

19:1

15.00

0.45

0.20

0.60

ESTIRCOL DE OVEJO

61.60

15:1

21.12

0.82

0.21

0.84

COMPOST

75.00

16:1

13.75

0.50

0.26

0.53

GALLINAZA

75.00

22:1

15.54

0.70

1.03

0.49

GUANO DE MURCILAGO

23.00

8:1

13.20

0.96

12.00

0.40

TURBA

70.00

42:1

14.40

0.20

0.17

0.12

CACHAZA FRESCA

71.00

30:1

16.40

0.32

0.60

0.17

CACHAZA CURADA

54.50

15:1

28.90

1.11

1.11

0.15

Nota: La Tabla expresa valores medios los que pueden servir de referencia para evaluar los abonos orgnicos, pero no deben tomarse como definitivos, porque pueden variar segn su procedencia. Cada productor debe disponer de la caracterizacin del abono orgnico que aplique.24Estructura y Tamao de lo Residuos: Ante el caso de no disponer, de excretas u otro material de diferente estructura fsica, debemos recurrir al procesamiento del mismo, para lograr un tamao adecuado y un proceso rpido. Las alternativas para este tipo de materiales leosos y de gran tamao es la utilizacin de trituradoras. Para un dimetro medio mximo de partculas de 20 mm resulta un incremento significativo de la biodisponibilidad y del tiempo de compostaje cuando se compara con partculas mayores a 80 mm, por lo que el tamao indicado de 20 mm a 10 mm es aconsejable para este tipo de materiales.Humedad: La humedad idnea para una biodegradacin con franco predominio de la respiracin aerbica, se sita en el orden del 15 al 35 % (del 40 al 60 %, s se puede mantener una buena aireacin). Humedades superiores a los valores indicados produciran un desplazamiento del aire entre las partculas de la materia orgnica, con lo que el medio se volvera anaerobio, favoreciendo los metabolismos fermentativos y las respiraciones anaerbicas. Si la humedad se sita en valores inferiores al 10%, desciende la actividad biolgica general y el proceso se vuelve extremadamente lento.

25El pH: pH cercano al neutro (pH 6,5-7,5, ligeramente cido o ligeramente alcalino nos asegura el desarrollo favorable de la gran mayora de los grupos fisiolgicos. Valores de pH inferiores a 5,5 (cidos) inhiben el crecimiento de la gran mayora de los grupos fisiolgicos. Valores superiores a 8 (alcalinos) tambin son agentes inhibidores del crecimiento, haciendo precipitar nutrientes esenciales del medio, de forma que no son asequibles para los microorganismos. La Aireacin: La aireacin es conjuntamente con la relacin C/N uno de los principales parmetros a controlar en el proceso de Compostaje Aerbico.. Cuando como consecuencia de una mala aireacin la concentracin de Oxgeno alrededor de las partculas baja a valores inferiores al 20% (concentracin normal en el aire), se producen condiciones favorables para el inicio de las fermentaciones y las respiraciones anaerbicas. En estas situaciones, se debe proceder de inmediato a suspender los riegos y a la remocin del material y a la reconformacin de los camellones.

26EL PRECOMPOSTAJE

Se denomina Precompostaje, a todos aquellos procedimientos que se realizan antes de la conformacin de las parvas o camellones, y tienen como objetivo acondicionar la masa de residuos para optimizar el proceso. Algunos de estos procedimientos ya los hemos mencionado:

Balance de nutrientes (correccin de la relacin C/N) Correccin del pH Chipeado Triturado Molienda

Alguno tipos de residuos, pueden presentar poca carga biolgica o masa microbiana. En estos casos es conveniente aplicar Tcnicas de Bioaumentacin. Las ms sencillas de estas tcnicas consisten bsicamente en inocular artificialmente los desechos con una carga de microorganismos. Podemos utilizar, varias fuentes de inculos. A continuacin damos algunas alternativas ampliamente probadas

Inculo con suelo frtilInculo por trasplanteInculo con Caldo de Cultivo27Unidad de Compostaje (Uc) Unidad de Compostaje, es la masa de residuos que nos permitir la conformacin de un camelln y que ingresar al sistema como una unidad independiente del resto. A ttulo de ejemplo, supongamos el caso de un Tambo, donde diariamente se generan 90 kg. da de excretas, con una Densidad = 0,5, tendremos entonces:

Para este ejemplo, consideraremos como Unidad de Compostaje, una masa de 2,7 ton. y con un volumen de 5,4 m3.

D = M/VGENERACION DE RESIDUOSDensidad = 0.5DaSemanaQuincena MesPeso en ton.0.090.631.352.7Volumen en m3 0.181.262.75.428Diseo del Camelln o Parva No es aconsejable la conformacin de parvas o camellones de pequeos volmenes, ya que las fluctuaciones de temperatura en estos pequeos volmenes son muy bruscas. No conforme camellones con base inferior a los 2 m (dos metros). Como regla general, tomecomo altura la mitad de la base, los que nos permitir obtener una buena relacin Superficie/Volumen. A ttulo de ejemplo, supongamos que tomamos como dimensiones del camelln las siguientes: base = 3 m / altura = 1,50 m., lo que nos da un volumen de 2,25 m3 por metro lineal de camelln. Siguiendo con el ejemplo del tambo, si el volumen mensual de residuos que disponemos es de 5,4 m3 y la capacidad de carga del camelln diseado es de 2,25 m3 por metro lineal, el cociente entre estos dos volmenes nos dar la longitud de la Unidad de compostaje: 5,4 m3/2,25 m3 = 2,4 m. Nuestra Unidad de Compostaje tendr entonces los siguientes valores:

29rea de Compostaje El rea donde se conforman las pilas y se lleva a cabo el proceso se denomina corrientemente canchas de compostaje o patios. En el momento de seleccionar el rea destinada a las canchas debemos considerar los siguientes factores: En lo posible estas reas deben situarse en los puntos topogrficos ms altos del terreno. Nunca se ubicarn en depresiones del mismo. Es necesario que el rea de las canchas presente un declive superior al 1 % hacia las cotas menores del predio, de esta forma es posible evacuar las aguas pluviales y colectar los lquidos lixiviados quese generan durante el proceso. La impermeabilidad del suelo es otro factor a considerar, ya que es posible la contaminacin de las aguas subterrneas. En suelos que no presenten una impermeabilidad natural adecuada, se deber proceder a la impermeabilizacin de los mismos, as como tambin se impermeabilizarn los drenajes.

30Dimensin de la Cancha La dimensin de la Cancha estar determinada por la Unidad de Compostaje (Uc) y elTiempo de Compostaje (Tc). Volvamos al ejemplo anterior del Tambo y asumamos un Tc = 90 das. La conformacin de las parvas la realizamos en forma mensual, es decir mensualmente ocupamos un rea de base de parva de 7,2 m2 en 90 das, el rea necesaria para la instalacin de las tres parvas es de 7,2 m2 x 3 = 21,6 m2 .

Debemos considerar adems el espacio necesario entre parvas a los que llamaremos pasillos. Este espacio es necesario para manejar los camellones. Las dimensiones del mismo estarn sujetas a la forma en que se realicen las operaciones de remocin y aireacin. Si la operativa es manual, el ancho del pasillo puede situarse en el entorno de 2 a 2,5 m.

Si la operacin es mecanizada (pala cargadora, tractor con pala), los pasillos tendrn el ancho suficiente para que la mquina pueda empalar perpendicularmente los camellones. Asumamos que para el ejemplo que estamos manejando, la operacin se realice con un tractor con pala. El ancho del pasillo no ser menor a los 4 m.

31El nmero de pasillos se calcula como el (N de parvas-1), + (el rea correspondiente a la mitad del rea de base de una parva). Esta ltima rea es la que permite maniobrar con amplitud.

Si la longitud de las parvas es de 2,4 m. El rea necesaria para pasillos ser de: 2,4 m x 4 m x 3 = 28,8 m2 El rea correspondiente a la mitad de rea de una parva es: 1,5 m x 2,4 m = 3,9 m2

El rea fina de compostaje ser entonces de: 21,6 m2 +28,8 m2 +3,9 m2 = 54 m2

En el siguiente esquema, damos una de las posibles distribuciones(lay -out) del sistema de compostaje que hemos manejado como ejemplo:

32MANEJO DEL SISTEMA Una de las reglas fundamentales a tener en cuenta para un sistema como el propuesto es mantener la independencia fsica de la Unidad de Compostaje (Uc). Nunca, debemos adicionar material nuevo a una Parva que ya ha sido conformada. Slo cuando tenemos el material equivalente a la Uc, debemos instalar el Camelln. Es muy importante llevar de cada Unidad de Compostaje, registros de los datos ms relevantes. Fecha de conformacin, relacin C/N de entrada, temperatura del material antes de su ingreso al sistema, temperatura ambiente y todo dato que se considere que puede ser de valor para sistematizar el proceso. Los registros pluviomtricos son de gran importancia. Aconsejamos instalar cercano a la Cancha un pluvimetro y llevar los registros correspondientes. Delimite con marcas visibles, todas las dimensiones necesarias en la Cancha que le puedan servir como referencia para la movilizacin y reconformacin de los Camellones. Si bien, las dimensiones dadas en el ejemplo y esquema son geomtricas, procure ajustrselo mximo posible a las mismas. En la prctica, el material tender a explayarse, perdiendo las dimensiones iniciales. Esto es totalmente normal. Cuando reconforme los camellones conserve en lo posible las dimensiones de diseo originales.

33Cuando airear y cuando regar No existen frecuencias preestablecidas de aireacin y riego que resulten aplicables para todos los casos posibles. Las aireaciones excesivas, son tan perjudiciales como los riegos en exceso. Uno de los parmetros, que nos resultar de fcil determinacin es la temperatura y es a partir de la misma que podremos en gran parte, ejercer un control sobre el proceso.

34Control de Humedad Para el control del contenido de humedad, puede aplicar el siguiente procedimiento emprico: Tome con la mano una muestra de material.Cierre la mano y apriete fuertemente el mismo.Si con esta operacin verifica que sale un hilo de agua continuo del material, entonces podemos establecer que el material contiene ms de un 40% de humedad. Si no se produce un hilo continuo de agua y el material gotea intermitentemente, podemos establecer que su contenido en humedad es cercano al 40%.Sin el material no gotea y cuando abrimos el puo de la mano permanece moldeado, estimamos que la humedad se presenta entre un 20 a 30 % Finalmente si abrimos el puo y el material se disgrega, asumimos que el material contienen una humedad inferior al 20 %.

35ASPECTOS AMBIENTALESSe presentan fundamentalmente los siguientes impactos ambientales:LixiviadosEmisionesPerdida de paisaje

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