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IDENTIFICACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES DEL PROCESO DE COMPOSTAJE DE MATERIALES ORGÁNICOS DEL SECTOR FLORICULTOR LUISA FERNANDA BAUTISTA VANEGAS FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA AMBIENTAL BOGOTÁ, D.C. 2005
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IDENTIFICACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES DEL PROCESO DE COMPOSTAJE
DE MATERIALES ORGÁNICOS DEL SECTOR FLORICULTOR
LUISA FERNANDA BAUTISTA VANEGAS
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA AMBIENTAL
BOGOTÁ, D.C.
2005
IAMB 20052001
IDENTIFICACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES DEL PROCESO DE COMPOSTAJE
DE MATERIALES ORGÁNICOS DEL SECTOR FLORICULTOR
LUISA FERNANDA BAUTISTA VANEGAS
Tesis presentada como requisito para optar el título de
Ingeniera Ambiental
Asesor
EDNA LORENA DELGADO HURTADO
Ingeniera Agrónoma
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA AMBIENTAL
BOGOTÁ, D.C.
2005
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AGRADECIMIENTOS
El autor expresa sus agradecimientos a: Dios y a mis Padres. EDNA LORENA DELGADO, Asesora de tesis, por su apoyo y ayuda durante el desarrollo del presente trabajo. Los ingenieros JUAN GONZALO PIEDRAHITA, MARTHA CONSUELO RODRIQUEZ, OLGA PARRA, HEDUYN RODRIGUEZ y la Ecóloga MARIA FERNANDA ROJAS, encargados del proceso de compostaje en los cultivos visitados. Los ingenieros HUGO FERNANDO MONTERO, JUAN CARLOS ISAZA, de Asocolflores y JULIA CASTELLANOS exfuncionaria de Asocolflores, por la información suministrada. Las empresas COMPOSTAR LTDA., GESTIÓN ORGÁNICA E.U. y TERRAVIVA Ltda., empresas que realizan procesos de compostaje en el sector floricultor. Al Laboratorio Ambiental de la Universidad de los Andes, Centro de Investigación y Asesorías Agroindustriales de la Universidad Jorge Tadeo Lozano y Laboratorio de análisis químicos AGRILAB, por los datos suministrados.
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TABLA DE CONTENIDO
Pág.
INTRODUCCIÓN 1 OBJETIVOS 3 1. MARCO TEÓRICO 5 1.1 COMPOSTAJE 51.2 ETAPAS DEL PROCESO DE COMPOSTAJE 6 1.2.1 Acondicionamiento de materias primas 6 1.2.2 Digestión o estabilización 71.2.3 Acabado 91.3 ASPECTOS AMBIENTALES DEL COMPOSTAJE 91.3.1 Humedad 91.3.2 Aireación 91.3.3 Temperatura 101.3.4 pH 111.3.5 Relación Carbono/Nitrógeno 111.3.6 Control patógenos 121.4 MÉTODOS PARA LA OBTENCIÓN DE COMPOST 131.4.1 Compostaje en hilera o pila activa 141.4.2 Compostaje en pila estática aireada 161.4.3 Compostaje en reactor 161.5 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL PROCESO DE COMPOSTAJE 18 1.6 ANTECEDENTES EN COMPOSTAJE DE RESIDUOS VEGETALES EN EL SECTOR FLORICULTOR 191.7 NORMATIVIDAD NACIONAL E INTERNACIONAL RELACIONADA CON EL PROCESO DE COMPOSTAJE.
39
1.7.1 Norma Nacional 391.7.2 Normas internacionales 41
2. METODOLOGÍA 442.1 REVISIÓN LITERARIA 442.2 ESTUDIO DE CAMPO 452.3 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PARA CADA CASO 45
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2.4 IDENTIFICACIÓN DE IMPACTOS GENERADOS POR EL PROCESO DE COMPOSTAJE
45
2.5 PROPUESTA PARA LA CUANTIFICACIÓN DE LOS IMPACTOS GENERADOS EN EL PROCESO DE COMPOSTAJE
46
3. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS 473.1 CARACTERIZACIÓN GENERAL DE LOS CULTIVOS ENCUESTADOS
47
3.2 ESTUDIO DE CASOS 493.2.1 Cultivo 1 49 3.2.2 Cultivo 2 553.2.3 Cultivo 3 573.2.4 Cultivo 4 623.2.5 Cultivo 5 663.2.6 Empresas externas encargadas de realizar el proceso de compostaje.
71
3.2.7 Laboratorios encargados de analizar muestras de compost. 74 3.3 IMPACTOS GENERADOS POR EL PROCESO DE COMPOSTAJE EN EL SECTOR FLORICULTOR
77
3.3.1 Proceso de compostaje optimo 793.3.2 Proceso de compostaje no optimo 81 3.4 DIAGRAMA DE REDES 843.4.1 Proceso de compostaje optimo 843.4.2 Proceso de compostaje no optimo 863.5 PROCEDIMIENTO PROPUESTO PARA LA CUANTIFICACIÓN DE LOS IMPACTOS GENERADOS POR EL PROCESO DE COMPOSTAJE EN EL SECTOR FLORICULTOR
88
3.5.1 Análisis de laboratorio propuesto para cuantificar el impacto por lixiviados.
88
3.5.2 Análisis de laboratorio propuesto para cuantificar el impacto por las emisiones de CO2.
89
3.5.3 Análisis de laboratorio propuesto para cuantificar el impacto sobre la fertilidad del suelo.
90
CONCLUSIONES 91RECOMENDACIONES 94BIBLIOGRAFÍA 95ANEXOS
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LISTA DE TABLAS
Pág. Tabla 1. Contenido de nitrógeno y relaciones de C/N nominales de diferentes materiales compostables seleccionados (base seca).
12
Tabla 2. Temperatura y tiempo de exposición necesarios para destrucción de algunos patógenos y parásitos comunes.
13
Tabla 3. Ventajas y desventajas de los métodos de compostaje.
17
Tabla 4. Ventajas y desventajas generales del proceso de compostaje.
18
Tabla 5. Propiedades físico-químicas de las materias primas y el compost final de la mezcla.
20
Tablas 6. Propiedades físico-químicas subproductos del cultivo de flores y la granja avícola.
21
Tabla 7. Productos adicionados durante el proceso de compostaje y compostaje + lombricultura.
23
Tabla 8. Características físicos-químicas del producto final del compostaje y del compostaje + lombricultura.
24
Tabla 9. Materiales adicionados y tiempo de compostaje. 27
Tabla 10. Caracterización fisicoquímica de los materiales. 27 Tabla 11. Norma Técnica Colombiana NTC 5167 39 Tabla 12. Limites de metales pesados internacionales, en mg/Kg en base seca.
41
Tabla 13. Limites establecidos por la norma 2880-2004 de Chile.
43
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Tabla 14. Caracterización fisicoquímica del compost final del cultivo 1. 52 Tabla 15. Resultado del análisis microbiológico de una muestra de compost del cultivo 1.
53
Tabla 16. Resultados del análisis microbiológicos de hongos fitopatógenicos, Entomopatógenos y plagas en el suelo de una muestra del compost del cultivo 1.
54
Tabla 17. Análisis químico de los lixiviados del cultivo 3. 60 Tabla 18. Caracterización físico química del compost del cultivo 3.
61
Tabla 19. Análisis físico químico del compost del cultivo 5.
70
Tabla 20. Características físico-químicas del compost final realizado por compostar Ltda.*
72
Tabla 21. Características físico-químicas del compost final realizado por Terraviva Ltda.
72
Tabla 22. Características físico-químicas del compost final realizado por Gestión Orgánica.
73
Tabla 23. Caracterización físico-química del compost de rosa realizado por el CIAA
74
Tabla 24. Caracterización físico-química del compost de Rosa realizado por Agrilab (Muestra 1)
75
Tabla 25. Caracterización físico-química del compost de Rosa realizado por Agrilab (Muestra 2)
75
Tabla 26. Caracterización físico-química del compost de Gerbera realizado por Agrilab
75
Tabla 27. Caracterización físico-química de los lixiviados de compost de Gerbera realizado por Agrilab.
76
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Tabla 28. Matriz de impactos del proceso de compostaje óptimo. 79 Tabla 29. Matriz de impactos del proceso de compostaje no óptimo.
81
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LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Compostaje en hilera o pila activa. 15 Figura 2. Gráfica contenido de Nitrógeno y Sumatoria de elementos mayores y secundarios totales y disponibles.
29
Figura 3. Gráfica sumatoria de Microelementos Totales y disponibles residuos vegetales. Encuesta año 1998 y 1999.
29
Figura 4. Manejo de los residuos vegetales entre 1997 y 1998.
30
Figura 5. Porcentaje de cultivos que procesan sus residuos vegetales entre 1998 y 1999.
31
Figura 6. Porcentaje de cultivos que realizan compostaje de los que procesan sus residuos vegetales Encuesta año 1998 y 1999.
31
Figura 7. Manejo de los residuos vegetales en el sector floricultor año 2000.
32
Figura 8. Porcentaje de otras alternativas de manejo de los residuos vegetales.
33
Figura 9. Porcentaje de residuos vegetales que son sacados de la empresa.
33
Figura 10. Destino de los residuos vegetales que son sacados de los cultivos.
34
Figura 11. Tiempo de duración del proceso de compostaje dentro del cultivo.
34
Figura 12. Numero de volteos/mes realizados durante el proceso de compostaje.
35
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Figura 13. Área destinada para realizar el proceso de compostaje. 36 Figura 14. Manejo de los residuos vegetales en el sector floricultor año 37 2001. Figura 15. Numero de empresas encuestadas y porcentaje de empresas que realizaban compostaje durante el periodo de 1998-2001.
38
Figura 16. Proceso de compostaje desarrollado en el cultivo 1. 50 Figura 17. Depósitos de agua entre las pilas (Cultivo 1). 52
Figura18. Proceso de compostaje desarrollado en el Cultivo 2.
55
Figura 19. Depósitos de agua entre las pilas (Cultivo 2). 56 Figura 20. Proceso de compostaje desarrollado en el Cultivo 3.
57
Figura 21. Maquina volteadora en el cultivo 3. 59
Figura 22. Tanque recolector de lixiviados en el cultivo 3. 60 Figura 23. Zona de compostaje del cultivo 4.
62
Figura 24. Maquina picadora de residuos vegetales.
63
Figura 25. Tanque recolector y distribuidor de lixiviados. 64 Figura 26. Maquina cernidora de material final.
65
Figura 27. Compost final producido en el cultivo 4.
66
Figura 28. Zona de compostaje del cultivo 5.
67
Figura 29. Transportador de los desechos vegetales del cultivo 5. 68 Figura 30. Maquina trituradora del material del cultivo 5. 68 Figura 31. Compost final en el cultivo 5. 67
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LISTA DE ANEXOS
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Anexo A. Encuesta manejo del proceso de compostaje 99 Anexo B. Cuadro comparativo del proceso de compostaje desarrollado en cada cultivo.
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1
en cada cultivo.
INTRODUCCIÓN
Uno de los problemas ambientales que se presentan en el sector floricultor, es
la cantidad de residuos sólidos que se generan. Se estima que semanalmente
se produce una tonelada de desechos vegetales por hectárea sembrada, sin
embargo esta cifra varía según el tipo de flor y la edad de la planta. Al mismo
tiempo, se están generado otros residuos como plásticos, papel, cartón,
madera, metal, capuchón, caucho y otros, aunque estos últimos en menor
proporción. (3)
Los residuos vegetales, producto del manejo y ciclo vital de las plantas ofrecen
a la vez una amenaza y una oportunidad, de acuerdo al manejo que se les dé.
Por esta razón, esta industria procura establecer un manejo integral de estos
residuos para evitar o minimizar los impactos al medio ambiente. Este manejo
integral va desde la generación hasta la disposición final, incluyendo procesos
de tratamiento.
Dentro de los riesgos que se presenta por un mal manejo de estos residuos se
incluye, la eutroficación de cuerpos de agua cercanos por el aporte de lixiviados
ricos en nutrientes, principalmente fósforo y nitrógeno, olores molestos que se
generan al ser quemados indebidamente, disminución de la vida útil de los
rellenos sanitario utilizados para la disposición final, bioacumulación de
compuestos nocivos en la cadena trófica si estos desechos son utilizados como
alimento para el ganado y otros animales.
En la actualidad, la práctica más comúnmente utilizada para el
aprovechamiento y buen manejo de los residuos vegetales es el compostaje,
actividad que reincorpora los desechos al proceso productivo en forma de
compost, el cual es considerado como acondicionador de suelos y no como
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fertilizante, ya que contiene bajas concentraciones de nutrientes. Sin embargo,
es uno de los productos más económicos que ayudan a mejorar la estructura y
condiciones físicas y químicas del suelo.
Durante el proceso de compostaje se debe garantizar el buen desarrollo de
diferentes etapas para obtener un producto maduro y útil al suelo, teniendo en
cuenta, parámetros como la temperatura, la humedad, el contenido de
nutrientes, el pH, entre otros. Sin embargo, tanto el proceso de compostaje
como la aplicación del compost final generan impactos positivos y negativos
para el medio ambiente, dentro de los que se encuentran los cambios físicos y
químicos del suelo, infiltración de lixiviados a las aguas subterráneas,
originando eutroficación en cuerpos de agua superficiales, generación de gases
que alteran la calidad de aire y cambios en la micro fauna y micro flora. El
nivel de impacto y su efecto dependen del adecuado control y seguimiento del
proceso.
Este trabajo propone identificar estos impactos sobre el medio ambiente que
genera el proceso de compostaje de los residuos vegetales en la industria
floricultura, a través de una encuesta diseñada y dirigida a los cultivos, y un
estudio de caso de las empresas encuestadas y visitadas.
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OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Realizar una identificación de los impactos ambientales, que se generan por el
proceso de compostaje en el sector floricultor del departamento de
Cundinamarca; teniendo en cuenta, diferentes escenarios, materias primas,
condiciones ambientales, metodologías aplicadas, caracterización de los
residuos y usos de producto final.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Revisar los antecedentes del proceso de compostaje con materiales vegetales,
determinar la importancia de este proceso y su evolución en el sector
floricultor.
Realizar un estudio de caso para las empresas que fueron encuestadas y
visitadas, en el cual se establece el estado del proceso de compostaje que se
lleva a cabo en cada una de estas, teniendo en cuenta las metodologías
utilizadas para realizar el proceso, condiciones de la zona de compostaje,
control y registro de parámetros, y uso final del producto.
Comparar las características físicas químicas del compost producido por las
empresas encuestadas y visitadas, con la norma técnica colombiana (NTC
5167) para abonos orgánicos, abonos orgánicos mineral sólido y abonos
líquidos, y algunas normas internacionales.
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Determinar los posibles impactos ambientales, sociales y económicos que se
generan por el proceso de compostaje óptimo y no óptimo mediante matrices
de impactos y diagramas de redes.
Recomendar la metodología más adecuada para cuantificar los posibles
impactos que se generan en el proceso de compostaje y con la aplicación del
compost en el sector floricultor.
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1. MARCO TEÓRICO
1.1 COMPOSTAJE El compostaje es un proceso biológico oxidativo en el cual intervienen
microorganismos que degradan la materia orgánica biodegradable presente en
los residuos sólidos urbanos, agrícolas e industriales, hasta convertirla en un
producto denominado compost.
El compostaje es un proceso aerobio por lo cual requiere la presencia de
oxigeno. Este proceso se puede representar mediante la ecuación:
Proteínas Aminoácidos Lípidos Hidratos de carbono + O2 + Nutrientes + Microorganismos
Compost + Celulosa Lignina Células Muertas Ceniza
Células nuevas + CO2 + H2O + NO-
3 + SO2-4 + Calor (31)
La materia orgánica esta compuesta principalmente por proteínas, aminoácidos,
lípidos, hidratos de carbono, celulosa, lignina y ceniza. En el proceso las células
nuevas que se producen se convierten en parte de la biomasa activa implicada
en la conversión de la materia orgánica y cuando se mueren se convierten en
parte del compost. (31)
El compost es una sustancia estable, similar al humus, considerado como un
acondicionador de suelos, mas no como un fertilizante ya que la concentración
de nutrientes es considerablemente baja. Las características físicas y químicas
de este producto dependen de la naturaleza del material original, las
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condiciones en las cuales se desarrolla el proceso y la extensión de la
descomposición. Sin embargo, las propiedades más representativas que lo
diferencian de otros materiales orgánicos son: (31) (27)
• Baja relación carbono-nitrógeno.
• Naturaleza continuamente cambiante debido a la acción de
microorganismos.
• Alta capacidad para el intercambio de cationes y para la absorción de
agua.
• Es un material sólido y no lodoso.
• Contiene gran cantidad de oligoelementos, tales como el cobalto, cobre,
manganeso, zinc, boro y molibdeno.
• Incrementa la porosidad de los suelos e impide la percolación de los
nutrientes.
1.2 ETAPAS DEL PROCESO DE COMPOSTAJE
1.2.1 Acondicionamiento de materias primas. En caso de manejar residuos
sólidos urbanos, esta primera etapa consiste en recibir los desechos para luego
seleccionar los materiales netamente orgánicos y remover aquellos que puedan
aportar metales pesados u otras sustancias toxicas que alteren las propiedades
físicas y químicas que se requieren para el producto final. Dentro de estos
materiales que son removidos se encuentran las pilas gastadas, materiales
ferrosos, baterías usadas, aceites usados, insecticidas, solventes orgánicos,
además de remover productos de vidrio, plástico, aluminio, entre otros. (22)
El paso siguiente es la trituración y/o picado del material, esto con el fin de
mejorar la homogeneidad del material y su posibilidad de descomposición y
mezcla. Además, un tamaño de partícula reducido, incrementa la velocidad de
las reacciones bioquímicas durante un proceso de compostaje aerobio. (31)
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Posteriormente, se ajustan las propiedades químicas del sustrato, tales como, la
humedad, esta propiedad puede ser balanceada adicionando agua, o
mezclando con otros materiales. Igualmente son ajustados el contenido de
nutrientes especialmente la relación carbono:nitrógeno y el pH. (22)
1.2.2 Digestión o estabilización. El material orgánico es dispuesto en pilas y
los microorganismos inician su descomposición, en esta etapa del proceso se
presentan varias fases en las cuales ocurren variaciones en el pH, la humedad,
la población microbiana, los nutrientes y la temperatura.
• Fase mesofílica. Es la fase en la cual se inicial la descomposición de la
materia por parte de hongos y bacterias. La flora microbiana que posee
enzimas que ayudan a consumir la materia disponible son las que predominan
el hábitat. En esta fase de colonización se convierte la materia orgánica en CO2
y H2O. La temperatura se incrementa rápidamente pero se mantiene por debajo
de los 40ºC, mientras que el pH decae pero se incrementa inmediatamente.
(29) (27) (2)
• Fase termófilica. Predominan las bacterias termófilas esporógenas que
pertenecen al genero bacillus sp y actinomycetes termófilos. Sin embargo,
disminuye la diversidad microbiana debido a un aumento en la temperatura. En
esta fase entre los 40 a 50ºC se consumen los azucares disponibles y los
materiales fácilmente biodegradables. Luego, se incrementa la temperatura
entre los 50 a 65ºC durante los cuales se degradan sustancias más complejas
como la celulosa y algo de lignina, se eliminan patógenos y semillas de maleza.
(29) (27) (2)
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El pH se estabiliza y disminuye la relación Carbono:Nitrógeno. Se presenta una
alta demanda biológica de oxigeno por la actividad biológica. La temperatura
puede alcanzar 70ºC, esto es conveniente durante un tiempo prudente para
eliminar los organismos patógenos, sin embargo temperaturas mayores
generan la disminución de la actividad microbial ya que la tasa de lysis (muerte
microbial) es mayor a la de crecimiento por tal razón la pila de material debe
ser aireada para mantener la temperatura en el rango óptimo. También a altas
temperaturas se genera la volatilización de los compuestos orgánicos. (29) (27)
(2). Debido al aumento de las temperaturas se pierde humedad y se puede
convertir en un factor limitante del proceso razón por la cual se debe si es
necesario humedecer el material.
• Fase de enfriamiento. En esta instancia del proceso el carbono es un
factor limitante, ya que se agotan los compuestos fácilmente degradables
quedando los que son lentamente degradables principalmente hemicelulosas y
ligninas provocando una disminución de la actividad microbiana y por lo tanto
de liberación de calor. La temperatura disminuye, los hongos y las bacterias
mesófilos recuperan la predominancia. Esta recolonización proviene de las
partes externas de la pila, las cuales se encuentran mas frías. Además,
aparecen meso y macro organismos que inician parte de la bioestructuración
del compost y empieza la concentración de sustancias húmicas. (29) (2)
• Fase de maduración o curado. Durante esta etapa, se termina la
generación de compuestos húmicos. Debido a la reducción del sustrato, se
disminuye la actividad de los microorganismos y por lo tanto la temperatura, sin
embargo esta ultima logra estabilizase. Inicialmente el pH disminuye como
resultado de la liberación de ácidos orgánicos durante la digestión. Luego, el pH
se eleva y finalmente se neutraliza en un rango de 5.5 a 8. (11) (2)
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1.2.3 Acabado. El material es triturado y tamizado para mejorar la apariencia
final del compost. Este debe quedar granulado, fino y suelto para ser empacado
y almacenado. (11)
1.3 ASPECTOS AMBIENTALES DEL COMPOSTAJE
Teniendo en cuenta que el compostaje es un proceso biológico, este se
encuentra influenciado por factores ambientales que afectan la actividad
microbiológica. Por esta razón, es necesario considerar algunos aspectos para
desarrollar un buen proceso de compostaje.
1.3.1 Humedad. La humedad de la masa de residuos tiende a disminuir a lo
largo del proceso, debido principalmente a la evaporación durante la fase
termófilica, por esta razón este aspecto es ajustado mediante la adición de
agua. Si la humedad es muy baja se produce un secado rápido de la pila
produciendo una disminución en la actividad microbiana, conduciendo a un
producto físicamente estable, pero inestable biológicamente. Si la humedad es
muy elevada, el oxigeno disminuye produciéndose de esta manera una
descomposición anaerobia. El contenido de humedad optimo para el
compostaje aerobio esta en el rango de 50 a 60%. (20) (11)
1.3.2 Aireación. Los organismos encargados del proceso de descomposición,
principalmente son heterótrofos aerobios, por lo tanto en condiciones en las
cuales se promueve el crecimiento microbiano aumenta de igual manera la
demanda de oxigeno. Además, el consumo de oxigeno en la masa de
compostaje depende de otros factores: estado del proceso, temperatura, grado
de volteo y aireación de la masa, composición de la masa y contenido de
humedad. (29) (11)
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Sin embargo, la excesiva aireación puede afectar negativamente la
compostación, favorece la evaporación disminuyendo el contenido de humedad
por debajo de lo necesario. De otra parte, cuando el porcentaje de oxigeno es
menor se favorece la descomposición anaerobia, generando subproductos como
el metano y gases de azufre, sustancia que producen malos olores. (29) (2)
El consumo de oxigeno esta directamente relacionado con los cambios en la
temperatura y el contenido de humedad. Los requerimientos de oxigeno son
mayores para las fases mesófila y termófila, debido al incremento de la
actividad de los microorganismos especialmente por el crecimientos de las
poblaciones que realizan la ruptura de las cadenas de compuestos de carbono
mas rápidamente disponibles. (29) (11)
1.3.3 Temperatura. La temperatura en el compostaje es producida por una
reacción exotérmica debido a la oxidación de la materia orgánica por parte de
los microorganismos, estos rompen las moléculas complejas de carbono
orgánico para convertirlas en sustancias más simples, mediante procesos
enzimáticos, liberando CO2 y energía. (29)
Si la temperatura es demasiado alta (mayor a 80ºC), se registra una inhibición
en la actividad vital de la mayoría de los microorganismos, solo logran resistir
algunos organismos termófilos. Si por el contrario, la temperatura es muy baja,
indica que la actividad de los microorganismos diminuyo y se requiere practicar
volteo, para mantener una temperatura media más elevada. (20)
La temperatura es un indicador relevante para el control de los patógenos, por
lo tanto es considerado un aspecto importante para la calidad del producto
final.
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1.3.4 pH. El pH optimo para el crecimiento de las bacterias y otros
organismos del compostaje esta en el rango de 6 a 8 unidades. Sin embargo,
el pH al igual que la temperatura varía con el tiempo durante el proceso de
compostaje. El pH inicial de la materia orgánica esta normalmente entre 5 y 7.
En la etapa mesófílica, el pH cae debido a la producción de ácidos orgánicos.
En la etapa termófilica el pH sube, para luego en la etapa de enfriamiento cae
ligeramente. Cuando el grado de aireación no es adecuado el pH se cae
rápidamente retrasando el proceso. (31) (11)
1.3.5 Relación Carbono/Nitrógeno. El carbono orgánico contenido en la
materia orgánica provee de distintas fuentes de energía a los microorganismos
descomponedores. La disponibilidad de esta fuente de energía depende del
tipo de compuesto que prevalecen en el material, los azucares simples son los
compuestos que mayor energía proporcionan seguidos de hemicelulosas,
celulosas, ligninas, grasas, ceras y otros. (29)
Por otro lado, el nitrógeno es usado por los microorganismos para elaborar
proteínas indispensables para su crecimiento y funcionamiento. Las fuentes
solubles son las de mayor disponibilidad, sin embargo representan un
porcentaje muy bajo de nitrógeno total. (29)
La relación Carbono:Nitrógeno provee un indicador de la tasa de
descomposición de la materia orgánica. Los microorganismos generalmente
requieren para su metabolismo 30 partes de carbono por cada parte de
nitrógeno, por lo tanto se estima que el rango óptimo se encuentra entre 25 y
30. Si esta relación es muy alta la descomposición se vuelve más lenta a
medida que el nitrógeno se vuelve limitante del crecimiento. Y si este aumento
esta acompañado de humedad baja y las principales fuentes de carbono son
ligninas, se puede presentar autocombustión formando cenizas. Caso contrario
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si la relación Carbono:Nitrógeno es muy baja se presta para la perdida por
volatilización de nitrógeno en forma de amonio molecular. 35
Tabla 1. Contenido de nitrógeno y relaciones de Carbono:Nitrógeno nominales de diferentes materiales compostables (bases seca).
Material Porcentaje
N Relación
C:Na
Residuos de frutas 1,52 34,8 Residuos mezclados de mataderos
7,0-10,0 2,0
Lodos activados digeridos 1,88 15,7 Lodos activados crudos 5,6 6,3 Madera (pino) 0,07 723,0 Papel mezclado 0,25 173 Papel de periódico 0,05 983 Papel marrón 0,01 4490 Revistas comerciales 0,07 470 Recortes de césped 2,15 20,1 Hojas (caídas recientemente) 0,5-1,0 40,0-80,0 Jacinto de agua 1,96 20,9 Hierba de bermuda 1,96 24 Estiércol de vaca 1,7 18,0 Estiércol de cerdo 3,75 20,0
a Relación C :N basada en pesos secos totales. A daptado de la referencia 31
1.3.6 Control de Patógenos. La tasa de mortalidad de los patógenos esta en
función del tiempo y la temperatura. En la tabla 2 se resumen los tiempos y las
temperaturas a las cuales los organismo patógenos son eliminados.
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Tabla 2. Temperatura y tiempo de exposición necesarios para la destrucción de algunos patógenos y parásitos comunes.
Organismos Observaciones
Salmonella typhosa Sin crecimiento por encima de 46ºC; muerte dentro de 30 minutos a 55-60ºC, destruida en poco tiempo en un ambiente de compost
Salmonella sp. Muerte dentro de 1 hora a 55ºC y dentro de 15-20 minutos a 60ºC
Shigella sp. Muerte dentro de 1 hora a 55ºC Escherichia histolytica cysts Muerte dentro de pocos minutos a 45ºC
y dentro de pocos segundos a 55ºC Eschericha coli La mayoría mueren dentro de 1 hora a
55ºC y dentro de 15-20 minutos a 60ºC Taenia saginata Mueren dentro de pocos minutos a
55ºC Trichinella spiralis larva Mueren rápidamente a 55ºC e
instantáneamente a 60ºC Brucella abortus Mueren dentro de 3 minutos a 62-63ºC
y dentro de 1 hora a 55ºC Micrococcus pyogenes var. Aureus Mueren dentro de 10 minutos a 50ºC Streptococcus pyogenes Mueren dentro de 10 minutos a 54ºC Mycobacterium tuberculosis var. Hominis
Mueren dentro de 15-20 minutos a 66ºC o después de calentamiento momentáneo a 67ºC
Corynebacterium diphtheriae Mueren dentro de 45 minutos a 55ºC Nacator americanus Mueren dentro de 50 minutos a 45ºC Ascaris lumbricoides huevos Mueren en menos de 1 hora a
temperaturas por encima de 50ºC (31)
1.4 MÉTODOS PARA LA OBTENCIÓN DE COMPOST Los métodos de compostaje varían según la manipulación y configuración que
se haga al material orgánico a compostar. Estos métodos se clasifican en dos
sistemas principales:
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• Sistemas abiertos: la masa de compostaje se dispone en
compartimientos o superficies abiertas, en donde se mueve
periódicamente para introducir oxigeno, controlar la temperatura y
mezclar el material con el fin de obtener un producto más uniforme; en
algunos casos el material no se mueve. Dentro de este sistema se
encuentra el método en hilera, pilas activas y pilas estáticas. (29)
• Sistemas cerrados: el material permanece confinado en compartimientos
cerrados, se manipula las entradas de aire, agua y temperatura. A este
grupo pertenece los reactores verticales y horizontales. (29)
1.4.1 Compostaje en hilera, windrow (el nombre en ingles) o pila activa. Se
debe tener en cuenta importantes consideraciones en la planeación de las
hileras: (33) (32) (31)
• El tamaño de las hileras las cuales deben tener masa suficiente para
mantener la temperatura.
• La composición de los residuos sólidos y el clima son determinantes
importantes del tamaño.
• La forma de la hilera esta relacionada con el tipo de aireación que se
este usando y del tipo de equipo utilizado para airear.
• El cubrimiento de las hileras depende del clima y del contenido de
humedad.
• El espacio entre las hileras depende del tamaño del sitio y del tipo de
equipo utilizado.
Los sistemas de pila activa requieren volteo manual o mecánico de las hileras,
mediante palas o con equipos como bulldozers, tractores o maquinas de volteo.
El volteo genera la entrada de aire a las pilas, mezcla los materiales, ayuda a
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15
reducir el tamaño y previene el excesivo calentamiento hasta el punto de una
combustión espontánea. Un sistema de pila activa requiere: (33) (32)
• Gran extensión de tierra.
• Gran cantidad de trabajo dependiendo de si el volteo es manual o
mecánico.
• Un bajo costo de capital y bajo a moderado costo de operación.
• Puede ser desarrollada sin la compra de equipos especializados, el volteo
mecánico puede ser hecho por montacargas o bulldozers.
• Requiere infraestructura física limitada.
• Podría utilizar una gran variedad de materiales de compostaje.
Figura 1. Compostaje en hilera o pila activa.
Fuente: http://compost.css.cornell.edu/gifs/24.gif
La ventaja de utilizar maquinas es poder obtener un compost mucho más
uniforme que con sistemas manuales. Aunque disminuyen los costos de
operación, aumentan los costos de capital. Sin embargo, comparadas con los
bulldozers, éstas resultan más efectivas en la aireación y por lo tanto son una
mejor alternativa en una relación beneficio-costo. (33) (32)
IAMB 20052001
16
1.4.2 Compostaje en pila estática aireada. Este método consiste en mantener
las pilas sin movimiento, la aireación se suministra de manera natural (pasiva) o
forzada (activa). Es posible que se presenten zonas de la pila con anaerobiosis,
generando olores, gases y líquidos indeseables. Este método es utilizado con
más frecuencia para el compostaje de lodos de aguas residuales. Este tipo de
compostaje puede ser activo o pasivo. (31) (29)
• Compostaje en pila estática con ventilación pasiva. La materia orgánica
es dispuesta en pilas y se airea de forma pasiva a través de una red de tuberías
de escape que se colocan en la parte inferior de la pila. Esta es recubierta con
una capa de compost maduro, tamo y/o paja, lo cual garantiza la recuperación
de amonio, retención de olores y control de la humedad. Al iniciar el proceso
se debe realizar una mezcla adecuada para asegurar la porosidad y estructura
que permita una buena aireación. (31) (29)
• Compostaje en pila estática con ventilación activa. En este sistema se
requiere un soplador que succiona el aire hacia el exterior y/o lo inyecta al
interior. El soplador además de controlar la aireación de la pila también
permite enfriarla. Este método requiere además del soplador, red de tuberías,
válvulas y sistemas de control de presión de aire, temperatura y humedad, lo
que lo hace tener un valor económico mucho mayor. (10)
1.4.3 Compostaje en reactor. El compostaje en reactor se lleva a cabo dentro
de un contenedor o recipiente cerrado. Se ha utilizado como reactor todo tipo
de contenedores, incluyendo torres verticales, depósitos horizontales,
rectangulares y circulares. Se puede dividir los sistemas de compostaje en
reactor en dos categorías: flujo-pistón y dinámico (lecho agitado). En sistemas
flujo-pistón, la relación entre las partículas de la masa permanece igual durante
IAMB 20052001
17
todo el proceso y el sistema funciona bajo el principio de salida según orden de
entrada. En un sistema dinámico, la materia se mezcla mecánicamente durante
el procesamiento. Se diseñan sistemas mecanizados para minimizar los olores
y el tiempo de elaboración mediante el control de condiciones ambientales
como son el flujo de aire, la temperatura y la concentración de oxigeno.
Durante los últimos años se ha visto incrementada la popularidad de los
sistemas de compostaje en reactor, debido al control de olores, a los menores
costes de mano de obra y a los menores requisitos de mano de obra. (31)
Tablas 3. Ventajas y desventajas de los métodos de compostaje.
Método de compostaje
Ventajas Desventajas
Hilera o pila activa - Se descompone gran cantidad de materia orgánica.
- Se obtiene un mejor secado y mezcla del material comparado con las pilas estáticas.
- Menores costos de capital y de operación.
- Se obtiene un compost mas uniforme.
- Gran extensión de tierra. - Mayor generación de
olores. - Influencia de efectos
climáticos. - Requiere mayor trabajo
operacional.
Pila estática con ventilación pasiva
- No se requiere trabajo manual. - Menores costos de operación que
con ventilación activa. - Buena conservación de
nitrógeno. - Buen manejo de moscas y olores.
- Poca homogenización. - Poco control de patógenos. - Requiere buena mezcla y
porosidad inicial. - No se puede usar mezclas
muy húmedas. - Influencia de efectos
climáticos Pila estática con ventilación activa
- Buena homogenización. - Bueno manejo de moscas - Mayores temperaturas por lo
tanto mejor control de patógenos.
- Mayores costos de operación. - Requiere buen picado y
mezcla. - Requiere un mayor control
sobre la humedad. - Influencia de efectos
climáticos Reactor - No hay influencia del clima
- Se requiere menor espacio - El proceso de descomposición es
- Aumentan los costos operacionales y de capital.
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18
mas rápido - Mayor control de olores.
(33) (32) (31) (29) (10) 1.5 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL PROCESO DE COMPOSTAJE
Tabla 4. Ventajas y desventajas generales del proceso de compostaje.
Ventajas Desventajas
- Aprovechamiento de los residuos sólidos orgánicos para obtener un producto final.
- Reducción de los residuos sólidos orgánicos a disponer en rellenos sanitarios, aumentando la vida útil de estos.
- Disminución de la quema de los residuos sólidos que generan emisiones atmosféricas, perjudiciales para el medio ambiente.
- Es un medio económico para producir un compuesto húmico.
- El compost sirve como acondicionador y recuperador de suelos por su alto contenido orgánico.
- Aumenta la capacidad de retención del agua en el suelo.
- Favorece el retorno de nutrientes al suelo, diminuyendo el uso de fertilizantes y de esta manera reduce costos.
- Incrementa los niveles de micro y macronutrientes esenciales.
- Incrementa la porosidad y la permeabilidad del suelo.
- Reduce los problemas de compactación y susceptibilidad de erosión.
- Aumenta la capacidad de intercambio catiónico, y el contenido de materia orgánica.
- Incrementa la microflora y mesofauna como protozoos, rotíferos, nemátodos y artrópodos.
- Reduce la producción de patógenos, a través de mecanismos biológicos antibiosis, parasitismo y competencia.
- Requiere de más área que otros sistemas alternativos de tratamiento.
- La calidad de compost varía de acuerdo
con la composición de los residuos frescos.
- Puede existir un aumento en la
lixiviación de nitratos a las aguas superficiales y subterráneas.
- Generación de malos olores por una
mala aireación de la masa, generando zonas anaeróbicas e inmadurez del compost.
- La inmadurez del compost produce
efectos sobre las cosechas, disminuyendo la concentración de oxígeno a nivel radicular, bajos niveles de nitrógeno generando competencia entre los microorganismos y las plantas, el aumento de la temperatura del suelo.
- Producción de dióxido de carbono y gas
metano, compuestos que contribuyen al problema del efecto invernadero.
- Toxicidad por metales pesados como
Cobre, Zinc, Cadmio, Plomo, Níquel, Mercurio y Cobalto.
(35) (33) (32) (11) (10)
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19
1.6 ANTECEDENTES EN COMPOSTAJE DE RESIDUOS VEGETALES DEL SECTOR FLORICULTOR
Varios han sido los estudios que se han realizado hasta el momento sobre el
proceso de compostaje de residuos vegetales. En los cuales se incluye
comparaciones entre procesos con diferentes sustratos y mezclas de estos,
además de incluir la caracterización química y física del producto final. En la
actualidad poco se ha analizado a cerca de los impactos potenciales que se
generan por la práctica de compostaje en las empresas floricultoras. Sin
embargo, los análisis de caracterización son una base importante para la
evaluación de los efectos que se producen por esta actividad de
aprovechamiento de los residuos vegetales.
En un estudio realizado en el año 2000 (2), se determino la caracterización y la
factibilidad del compost a partir de residuos vegetales, gallinaza y su mezcla,
provenientes de un cultivo de rosas y una granja avícola, respectivamente.
Además, de comparar las características del producto final otro de los objetivos
de este estudio era determinar las variables más importantes para el proceso y
su efecto cualitativo sobre el producto final.
El lugar de experimentación fue un cultivo de rosas ubicado en Cajica
(Cundinamarca). Se construyeron 24 cajones de 80 cm. de ancho, 50 cm. de
largo y 120 cm. de alto, estos fueron instalados en la zona aledaña al espacio
destinado para el compostaje. En total se realizaron 18 ensayos, los cuales se
repartieron aleatoriamente en los cajones.
Las variables a analizar durante el proceso fueron la frecuencia de volteo, la
relación carbono:nitrógeno y la altura inicial. En base a esto se determino la
proporción de gallinaza y residuos de flores a mezclar. De acuerdo a esta
proporción variaban las propiedades físico-químicas de la mezcla inicial, la
IAMB 20052001
20
frecuencia de volteo fue desde 2 hasta 26 días, la altura inicial se encontró en
un rango de 0,5 a 1 metro y la relación carbono nitrógeno varió de 20 a 35.
Los resultados obtenidos después del proceso de descomposición de la mezcla
de los residuos vegetales de flores y la gallinaza con una relación
carbono:nitrógeno inicial de 25 y con un tiempo de compostaje de 2 meses
aproximadamente, fueron los siguientes (Resultados expresados en base
seca): (2)
Tabla 5. Propiedades físico-químicas de las materias primas y el compost final
de la mezcla.
Materias primas Producto final Características Gallinaza
húmeda Residuos de flores Compost final
Nitrógeno Total, expresado como N (%) 2,46 0,52 2,39 Carbono orgánico (%) 25,66 52,19 49,13 Relación Carbono:Nitrógeno 10,43 100,37 20,56 Humedad (%) 64,72 66,72 30 Cenizas (%) 53,8 6,06 11,55 C.I.C. (meq/100g) - - 89,78 Tabla 6. Propiedades físico-químicas Subproductos del Cultivo de flores y la
granja avícola.
Características Gallinaza seca Compost de flores
Nitrógeno Total, expresado como N (%) 1,43 1,13 Carbono orgánico (%) 23,17 40,58 Relación Carbono:Nitrógeno 16,20 23,40 Humedad (%) 19,87 38,48 Cenizas (%) 58,30 26,95 C.I.C. (meq/100g) 69,32 35,91
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21
En cuanto a las materias primas, el contenido de humedad es apropiado para
iniciar el proceso de compostaje ya que se encuentra alrededor del 60%, se
observa una baja concentración de nitrógeno en los residuos de flores, pero
alto contenido de carbono, mientras que con la gallinaza ocurre lo contrario.
Durante el proceso en la mayoría de los ensayos las temperaturas iniciales
superaron los 55ºC, garantizando la eliminación de los organismos patógenos,
de acuerdo con la literatura. Se observó la fase termófilica con temperaturas de
50 a 65ºC y la fase de enfriamiento, en donde disminuyó la temperatura por el
agotamiento de las reservas energéticas disponibles para los microorganismos.
La humedad varió a lo largo del proceso, se observa mayor pérdida en aquellos
ensayos donde se tenia alta frecuencia de volteo, esto es coherente, ya que la
aireación favorece la evaporación del agua contenida en los residuos y de esta
manera se reduce la actividad microbiana.
Del estudio se concluyó que el proceso de compostaje de la mezcla es mejor
que el compostaje realizado con solo residuos vegetales, debido a que con el
primero se obtiene una relación carbono:nitrógeno menor y por lo tanto a la
hora de adicionarlo al suelo se tiene mayor contenido de nitrógeno,
beneficiando de esta manera el crecimiento de las plantas.
Además, el compost de solo flores presenta un tiempo de procesamiento largo,
respecto al tiempo de descomposición de la mezcla, debido al bajo contenido
de nitrógeno produciendo una disminución en la actividad de los
microorganismos, los cuales deben utilizar las reservas de nitrógeno contenidas
en la misma población, principalmente en las células muertas.
La gallinaza seca no es adecuada para ser adicionada a los suelos, por ser un
material no estabilizado y con posibilidades de poseer microorganismos
peligrosos para cualquier tipo de cultivo. (2)
IAMB 20052001
22
En cuanto a las variables optimas para el buen desarrollo del proceso, se
encontró que las relaciones carbono:nitrógeno deben estar entre 25 y 30, lo
cual es coherente con la literatura, la altura de mezcla debe estar por encima
de 1m y la frecuencia de volteo debe ser de 15 días, garantizando la
conservación de la humedad.
En 1997 fue realizado otro estudio (20), cuyo objetivo era caracterizar el
proceso de compostaje mediante parámetros químicos en condiciones aerobias
utilizando residuos de la post-cosecha de un cultivo de rosas y establecer cual
de estos parámetros sirve para definir el estado óptimo de madurez del
compost.
Para este análisis se realizaron dos procesos de descomposición, el primero por
medio de compostaje y el segundo por medio de compostaje y lombricultura.
En el primero el residuo (aproximadamente 1 tonelada) fue dispuesto en un
contenedor de plástico desde el principio, mientras que en el segundo el
residuo fue distribuido en dos contenedores de madera de 3,10m x 1,10m x
1,60m cada uno, en los cuales se colocaron tubos de PVC agujereados, para
facilitar la aireación. Posteriormente, la masa fue dispuesta en un contenedor
de plástico.
A lo largo de los dos procesos fueron adicionados diferentes productos de la
siguiente manera: (20)
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23
Tabla 7. Productos adicionados durante el proceso de compostaje y compostaje + lombricultura.
Compostaje Compostaje
+Lombricultura Producto Día Cantidad Día Cantidad NH4NO3 1 20 litros 1
33 86
20 litros 10 litros 10 litros
Ca(OH)2 1 4 Kg 1 4 Kg Caldo microbiano 1-155 24 litros c/semana 1-55
61-153 20 litros c/semana 24 litros c/semana
Lombriz de tierra 68 90
80 Kg 60 Kg
Melaza 68 1 litro El caldo microbiano se adiciono con el fin de enriquecer la población microbial y
el Ca(OH)2 para alejar los mosquitos de la superficie del contenedor. El
proceso se llevo acabo durante 162 días, tiempo en el cual se midieron los
diferentes parámetros para el compostaje y para el proceso de compostaje +
lombricultura, hasta obtener los siguientes resultados: (20)
Tabla 8. Características físicos-químicas del producto final del compostaje y del
compostaje + lombricultura.
Compost final
Característica Sustrato Compostaje Compostaje +
lombricultura
Temperatura (ºC) 17,1 18,5 18 Humedad % 35,48 69,34 73,29 pH 5,66 5,70 7,42 Materia Orgánica (%)
91,45 64,09 67,81
C.I.C (meq/100g) 59,24 190,68 174,37 Carbono orgánico total (%)
38,18 27,29 28,21
Nitrógeno (%) 1,6 2,68 2,64 Relación C/N 23,86 10,18 10,69 Hierro (ppm) 98 42 36 Calcio (%) 0,99 0,97 1,13
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24
Potasio (%) 1,04 0,79 0,85 Fósforo (%) 0,52 0,46 0,43 Sodio (ppm) 242 278 286 Magnesio (%) 0,28 0,30 0,33 Manganeso (ppm) 180 155 138
Porcentajes en base seca
En el proceso de compostaje + lombricultura, la fase termófilica tuvo mas
duración, esto no puede ser atribuido a el sustrato, ya que en ambos casos era
el mismo, esto se debe a la forma del contenedor y el grado de compactación
en el sistema, favoreciendo así el mantenimiento de altas temperaturas en el
centro de la pila.
La humedad del sustrato es bastante baja con respecto al rango optimo
referenciado en la literatura (50-60%), esto puede causar un secado rápido de
la pila y por lo tanto una disminución en la actividad microbiana. Durante los
primeros días fue necesario adicionar agua para controlar este parámetro.
La relación C/N del sustrato es baja de acuerdo con la literatura, que plantea
una relación C/N alrededor de 100 para residuos de flores, esto se debe
principalmente a la adición de NH4NO3 para ambos procesos, aportando
nitrógeno a la composición y disminuyendo la relación. De otro lado, la adición
de Ca(OH)2 el primer día, no permitió observar el comportamiento natural del
pH durante los primeros días.
Dentro de las principales conclusiones obtenidas después del proceso de
descomposición se incluyeron:
La relación C/N del producto final de ambos proceso se encuentra alrededor de
10, esto indica, según la literatura, que el proceso de descomposición ha sido
satisfactorio, el producto aportara nitrógeno al suelo beneficiando el
crecimiento de las plantas y no se alterara la bioquímica del suelo.
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25
En ambos procesos se observo el efecto de los microorganismos, a través de la
variación en el porcentaje de materia orgánica, la relación carbono:nitrógeno y
la formación de ácidos húmicos a partir de ácidos fúlvicos y otras sustancias.
Por el contrario la incorporación de la lombriz de tierra no mejoro el grado de
humificación del material orgánico como tampoco su mineralización. Por lo
anterior, es posible establecer que la actividad de las lombrices no mejora la
calidad del compost final.
Los productos finales presentaron un buen contenido de materia orgánica entre
el 64 y 68%, una proporción de cenizas relativamente baja cercana al 35% y
un buen contenido de lignina alrededor del 25% que generan posteriormente
sustancias húmicas al ser aplicados al suelo. (20)
El tiempo óptimo de maduración se estableció de acuerdo a la mínima variación
de los parámetros de un día a otro, por lo anterior, se determinó que a partir
del día 162 el material estaba maduro. Sin embargo, este tiempo puede ser
reducido a 100 días como máximo, ya que a partir de este día los cambios que
se produjeron en el material fueron mínimos.
Se corroboró que el color es el parámetro menos apropiado para determinar el
grado de madurez del compost. Mientras que algunas variables como el
porcentaje de cenizas, la capacidad de intercambio catiónico, el contenido de
carbono orgánico total, entre otros, aparecen como las mas apropiadas desde
el punto de vista químico.
En este mismo año fue publicada una investigación (13) cuyo objetivo era
determinar y evaluar parámetros fisicoquímicos y nutricionales en humus de
lombriz y compost derivado de diferentes sustratos. Además, de demostrar y
comprobar cual material era más apto para ser aplicado en la agricultura.
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26
Los materiales analizados fueron humus de lombriz de pulpa de café, de
basuras biodegradables, de desechos de cocina y huerta, de residuos de rosas,
compost de residuos de rosas y compost de residuos de clavel. Todos estos
materiales fueron suministrados por los productores.
Durante el proceso se adicionaron diferentes sustancias y organismos a cada
material, en la siguiente tabla se muestra los detalles sobre la adición y el
tiempo de duración del proceso con cada material: (13)
Tabla 9. Materiales adicionados y tiempo del proceso.
Materiales Adición Tiempo (semanas)
1 Humus de lombriz de pulpa de café
Lombriz Roja Californiana.
16
2 Humus de lombriz de basuras biodegradables
Lombriz Roja Californiana
14
3 Humus de lombriz de desechos de cocina y huerta
Lombriz Roja Californiana
20
4 Humus de lombriz de residuos de rosas
Lombriz Roja Californiana, caldo microbiano, melaza, NH4NO3 (20% N) y
CaCO3.
23
5 Compost de residuos de rosas Caldo microbiano, NH4NO3 (20% N) y
Ca(OH)2 17
6 Compost de residuos de clavel Melaza, úrea y CaCO3 20
El material final fue secado al aire y tamizado en una malla No. 60, luego
secado en una estufa a 80ºC para ser envasado. Los parámetros fisicoquímicos
analizados para cada muestra se observan en la siguiente tabla: (13)
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27
Tabla 10. Caracterización fisicoquímica de los materiales
Característica Muestra1 Muestra
2 Muestra
3 Muestra
4 Muestra
5 Muestra
6 Humedad (%) 75,5 53,7 50,2 40,8 75,6 64,4 pH 7,10 7,03 7,05 7,32 6,09 9,36 Cenizas (%) 32,99 56,52 73,65 45,58 20,27 59,85 Materia Orgánica (%)
67,01 43,48 26,35 54,42 79,73 40,15
Conductividad eléctrica (dS/m)
5,30 2,00 7,10 3,80 5,10 12,00
C.I.C. (meq/100g)
192 154 195 184 138 81,2
Resultados expresados en base seca, son el promedio de tres replicaciones
En cuanto al contenido de humedad, el material más adecuado para ser
utilizado en el suelo de acuerdo a este parámetro es el humus de lombriz de
residuos de rosas, ya que el valor se encuentra en el rango óptimo de 30-40%
(13). Los otros materiales presentan humedad alta, lo cual indica que el tiempo
del proceso no fue suficiente para permitir el secado completo del material,
produciendo así un material inmaduro.
El menor valor de pH lo presentó el compost de rosas que se encontró
ligeramente por debajo del intervalo óptimo de 6,5 a 8,0 (13); el mayor valor
es evidente que correspondió al compost de residuos de clavel, debido a la
adición de carbonato de calcio al inicio del compostaje. Los otros materiales
presentaron valores de pH dentro del rango. (13)
En cuanto al contenido de materia orgánica el compost de residuos de rosas
presenta el valor más alto, por lo cual es posible decir que el tiempo de
duración no fue suficiente para descomponer la lignina y la celulosa presentes
en este tipo de residuos.
Es importante mencionar que de acuerdo con la literatura (13) los suelos con
conductividades mayores a 4 dS/m presentan problemas de salinidad, por lo
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28
tanto los materiales más inadecuados para ser adicionados de acuerdo a este
parámetro, son el compost de residuos de clavel y en el humus de lombriz de
desechos de cocina y de huerta.
Las siguientes gráficas muestran el contenido de nitrógeno total, elementos
mayores (P, K) y secundarios (Ca, Mg, S) y micro nutrientes: (13)
Figura 2. Gráfica contenido de Nitrógeno y Sumatoria de Elementos Mayores y Secundarios Totales y Disponibles.
Fuente: Referencia 13
Figura 3. Gráfica sumatoria de Microelementos Totales y Disponibles.
Fuente: Referencia 13
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29
El mayor contenido de nitrógeno lo presento el compost de residuos de rosas,
sin embargo este material durante el proceso recibió adición de NH4NO3 (20%
N). De acuerdo con la literatura el contenido de nitrógeno debe ser mayor a
2% para garantizar el proceso de humificación y mineralización en el suelo, así
es que los materiales provenientes de basuras biodegradables, desechos de
cocina y huerta y de clavel se encontraron con porcentajes inferiores a tal valor,
lo que podría causar inmovilización de este elemento en el suelo donde se
adicionen. (13)
En cuanto a los elementos mayores y secundarios tanto totales como
disponibles, los materiales que mayor contenido presentan son los de compost
de clavel y compost de rosa. De la misma manera, el compost de clavel
presenta un alto contenido de micronutrientes.
Teniendo en cuenta lo anterior es posible concluir al hacer un balance de todas
las variables y parámetros analizados, que el humus de lombriz de residuos de
rosas se encontró en mejores condiciones de madurez para ser adicionado a un
suelo. (13) Además por el contenido de nutrientes el compost de clavel y rosa
son adecuados siempre y cuando se aumente el tiempo de descomposición.
Por otro lado, ASOCOLFLORES en los últimos años ha realizado encuestas a las
empresas floricultoras afiliadas, cuyo objetivo es ampliar la información acerca
del proceso de compostaje realizado con los desechos vegetales que se
producen en cada cultivo, teniendo en cuenta, el área destinada, los principales
residuos que se generan, que procesos son utilizados para manejar sus
desechos, entre otros.
En el periodo de 1997-1998 fue desarrollada una encuesta en las empresas con
el fin de saber quienes realizaban compostaje, obteniendo los siguientes
resultados: (5)
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30
Figura 4. Manejo de los residuos vegetales entre 1997 y 1998.
Hace compostaje
43,24%No hace
compostaje56,76%
De 37 cultivos encuestados el 43,24% manejaba sus residuos mediante el
compostaje, el compost resultante era utilizado como acondicionador del suelo.
Los residuos que se trataba resultaban principalmente de las cosechas de rosa,
clavel, Pompón, Alstroemeria, Limonium, Gypso. El otro 56,76% no realizaba
compostaje y utilizaban gallinaza, melaza, porquinaza, abono verde y humus de
lombriz para acondicionar al suelo.
Entre 1998 y 1999 se realizo otra encuesta a un mayor número de empresas,
con la cual se buscaba obtener más información acerca de las metodologías
utilizadas para manejar los residuos vegetales. A continuación se presentan los
resultados obtenidos: (16)
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31
Figura 5. Porcentaje de cultivos que procesan sus residuos vegetales entre 1998 y 1999.
Procesa62,79%
n.s/n.r20,93%
No procesa16,28%
Figura 6. Porcentaje de cultivos que realizan compostaje de los que procesan sus residuos vegetales Encuesta año 1998 y 1999.
Compostan92,59%
No compostan
7,41%
De las 43 empresas encuestadas el 62,79% procesaban sus residuos vegetales
y de este porcentaje el 92,79% manejaba sus residuos mediante el compostaje.
Es decir que el 58,26% del total de empresas encuestadas realizaban
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32
compostaje internamente. El compost era agregado a las camas de los
diferentes cultivos, junto con gallinaza, abono verde, humus de lombriz, entre
otros.
Posteriormente, en el primer semestre del año 2000 se realizo una encuesta a
127 empresas de la sabana de Bogotá, dentro de los principales resultados se
encontró que 113 cultivos procesaban sus desechos y de estos 105 realizaban
compostaje para manejar los residuos vegetales que producían. Es importante
mencionar que los residuos totales generados de las empresas encuestadas,
proviene de una área total cultivada de 2055,3 hectáreas. A continuación se
hace una descripción del estado del proceso de compostaje en el año 2000: (6)
Figura 7. Manejo de los residuos vegetales en el sector floricultor año 2000.
Hace compostaje
82,70%
No hace compostaje
17,30%
En la figura 7 se observa que el 17,3% de los cultivos encuestados no realizó
compostaje para manejar sus residuos vegetales, de este porcentaje el 59%
enviaban sus desechos a depósitos donde no se practicaba ningún tipo de
tratamiento para su manejo. Como se presenta en la figura 8 otras alternativas
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33
de manejo son aplicar los residuos como abono verde, realizar lombricultura,
enviar los desechos al relleno sanitario, entre otros.
Figura 8. Porcentaje de otras alternativas de manejo de los residuos vegetales en el año 2000.
Lombricultura9,10%
Relleno13,70%
Abono verde13,70%No maneja
59,00%
Otros4,50%
Figura 9. Porcentaje de residuos vegetales que son sacados de la empresa.
No sacan sus residuos79,10%
Sacan sus residuos20,90%
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34
Figura 10. Destino de los residuos vegetales que son sacados de los cultivos.
Compostaje externo77%
Botadero23%
Figura 11. Tiempo de duración del proceso de compostaje dentro del cultivo.
36,15%
15,66%
2,41%
1,20%
1,20%
10,84%
6,02%
26,52%
1-5 6-10 11-15 16-20 21-25 26-3031-40 n.s /n.r
De los 105 cultivos que realizan compostaje para manejar sus residuos, 22
sacan los residuos vegetales de la empresa, esto corresponde al 20,9%. De
IAMB 20052001
35
este ultimo porcentaje el 77,3% envía sus desechos a empresas externas
encargadas de realizar el proceso de descomposición y el 22,7% destina parte
de sus desechos a botaderos y otra parte es tratada dentro de la empresa para
realizar compostaje.
Figura 12. Numero de volteos/mes realizados durante el proceso de compostaje.
6,02%
36,14%
20,48%
8,43%
13,25%
1,20%
14,46%
0 1 2 3 4 12 n.s/n.r
En la figura 9 se observa que el 79,1% de los cultivos que realizaban
compostaje en el año 2000, lo hacían dentro de las instalaciones de la empresa.
Este porcentaje corresponde a 83 cultivos de los encuestados. Teniendo en
cuenta lo anterior y la información suministrada por las encuestas, en la figura
11 se presenta el tiempo de duración del proceso de compostaje desarrollado
internamente. Se observa que el tiempo más frecuente es de 11 a 15 semanas
con un porcentaje de 36,14%, seguido por 6 a 10 semanas con el 26,51%; al
comparar este tiempo con la literatura, se comprueba que es un tiempo
prudente para garantizar un buen proceso y un compost maduro, lo cual indica
que la mayoría de los cultivos que realizo su propio compostaje lo hizo de
manera adecuada.
IAMB 20052001
36
De acuerdo con la figura 12, el 36,14% de los cultivos realizaban 1 volteo por
mes, el 20,48% realizaba 2 volteos por mes durante el proceso de
descomposición de los residuos.
Figura 13. Área destinada para realizar el proceso de compostaje.
38,55%
39,76%
10,84%
1,20%
2,41%
2,41%
4,82%
< 1000 1000-4000 4000-8000 8000-12000
12000-16000 16000-20000 n.s/n.r
En la figura 13 se presenta los rangos del área destinada para compostar en los
diferentes cultivos, el 39,76% de los cultivos utilizaban un área entre 1000 a
4000 m2 para realizar el proceso de compostaje internamente, el 38,55% de los
cultivos utilizaban un área menor a 1000 m2, seguida por 10,84% con un área
de 4000 a 8000 m2.
En términos generales en el primer semestre del año 2000 existía un número
representativo de cultivos de flores que manejaban adecuadamente los
desechos vegetales que producían mediante el compostaje, de acuerdo con los
datos analizados de las encuestas, la mayoría de cultivos realizaban buenas
IAMB 20052001
37
prácticas del proceso, con suficiente aireación, adecuado tiempo para madurar
el material y un área apta para desarrollar el proceso.
Consecutivamente, en el año 2001 se realizo una nueva encuesta a 131
empresas de la sabana de Bogotá, dentro de los principales resultados se
encontró que 122 cultivos procesaban sus desechos y de estos 90 realizaban
compostaje para manejar los residuos vegetales que producían, estos últimos
representan el 73,70% de los cultivos que procesan sus residuos y 68,70% del
total de empresas encuestadas. El 26,30% manejaban sus residuos vegetales
mediante la lombricultura, aplicación como abono verde o eran enviados
directamente a los rellenos sanitarios.
Figura 14. Manejo de los residuos vegetales en el sector floricultor año 2001.
Hace compostaje
73,70%
No hace compostaje
26,30%
IAMB 20052001
38
Figura 15. Numero de empresas encuestadas y porcentaje de empresas que realizaban compostaje durante el periodo de 1998-2001.
0102030405060708090
97-98 98-99 2000 2001
Años
% d
e em
pres
as q
ue
com
post
an
0
20
40
60
80
100
120
140
No.
de
empr
esas
en
cues
tada
s
Compostan Encuestadas
Al comparar los resultados de las encuestas realizadas en los diferentes años se
observa y comprueba que hubo un aumento progresivo desde el 97 hasta el
2001 de empresas que fueron encuestadas, sin embargo en el año 2000 se
presento un pico de las empresas que realizaban compostaje para manejar sus
residuos vegetales, este podía ser desarrollado interna o externamente. En el
2001 se observa una disminución respecto al año 2000, en el porcentaje de
cultivos que compostaban sus residuos vegetales.
De acuerdo a las entrevistas con algunos funcionarios ambientales de
Asocolflores, actualmente el proceso de compostaje que se realiza en las
empresas floricultoras puede ser realizado por empresas contratistas
encargadas de prestar el servicio. El proceso puede ser desarrollado dentro o
fuera del cultivo, bajo la metodología de hilera o pila activa, y si este se realiza
dentro del cultivo las condiciones de la compostera depende de cada empresa.
IAMB 20052001
39
1.7 NORMATIVIDAD NACIONAL E INTERNACIONAL RELACIONADA CON EL PROCESO DE COMPOSTAJE.
1.7.1 Normas nacionales
Tabla 11. Norma Técnica Colombiana NTC 5167
Fertilizantes o abonos orgánicos, orgánico minerales y enmiendas orgánicas Fertilizantes o abonos orgánicos
Clasificación del producto
Indicaciones relacionadas con la obtención y los componentes principales
Parámetros a caracterizar
• Perdidas por volatilización %* • Contenido de cenizas máximo 60%* • Contenido de humedad
Para materiales de origen vegetal, máximo 35% • Contenido de carbono orgánico oxidable total mínimo 15%
• N, P2O5, K2O totales (declararlos si cada uno es mayor de 1%) • Relación C/N • Capacidad de intercambio catiónico, mínimo 30cmol(+)/Kg
(meq/100g) • Capacidad de retención de humedad, mínimo su propio peso • pH mayor de 4 y menor de 9 • Densidad máximo 0,6 g/cm3 • Limites máximos en mg/Kg (p.p.m) de los metales pesados
expresados a continuación: Arsénico (As) 41 Cadmio (Cd) 39 Cromo (Cr) 1200 Mercurio (Hg) 17 Níquel (Ni) 420 Plomo (Pb) 300
Abono orgánico Producto sólido obtenido a partir de la estabilización de residuos animales vegetales o residuos sólidos urbanos (separados en la fuente) o mezcla de los anteriores, que contienen porcentajes mínimos de materia orgánica expresada como carbono orgánico oxidable total y los parámetros que se indican.
* La suma de estos parámetros debe ser 100
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40
Fertilizantes o abonos orgánicos- minerales
Clasificación del producto
Indicaciones relacionadas con la obtención y los componentes pr incipales
Parámetros a caracter izar
• Perdidas por volatilización %* • Contenido de cenizas %* • Contenido de humedad máximo 15% • Contenido de carbono orgánico oxidable total, > 5% y < 15% • N, P2O5, K2O, CaO, MgO, Elementos menores, reportar si la riqueza
total de cada elemento mínimo es 2% • Densidad y pH reportar • Residuo insoluble en ácido, máximo 50% del contenido de cenizas • Contenido de sodio reportar • Conductiv idad eléctrica reportar • Limites máximos en mg/Kg (p.p.m) de metales (solo para
productos de mezcla con residuos de PTAR) Arsénico (As) 41 Cadmio (Cd) 39 Cromo (Cr) 1200 Mercurio (Hg) 17 Níquel (Ni) 420
Plomo (Pb) 300
Abono orgánico mineral sólido
Producto sólido obtenido de la mezcla o combinación de algunos minerales y orgánicos de origen animal, vegetal, pedogenético (geológico) o provenientes de lodos de tratamiento de aguas residuales, que contienen porcentajes mínimos de materia orgánica expresada como carbono orgánico oxidable total y de los parámetros que se indican.
* La suma de estos parámetros debe ser 100
Abono orgánico mineral liquido
Producto liquido obtenido por adición de agua a un abono orgánico, orgánico mineral sólido o mezcla de los anteriores, con posterior extracción al que puede o no, añadírsele un fertilizante mineral y que cumple con los parámetros que se indican.
• Sólido suspendidos máximo 4% • Contenido de carbono orgánico oxidable mínimo 20 g/ • N total + P2O5 + K2O, mínimo 40 g/l • Potasio máximo 50 g/l de K2O • Limites máximos en mg/Kg (p.p.m) de metales pesados
Arsénico (As) 41 Cadmio (Cd) 39 Cromo (Cr) 1200 Mercurio (Hg) 17 Níquel (Ni) 420
Plomo (Pb) 300 (25)
IAMB 20052001
41
1.7.2 Normas Internacionales
Tabla 12. Limites de metales pesados internacionales, en mg/Kg en base seca
País Institución Clase Tipo Cd Cr tot CrVI Cu Hg Ni Pb Zn As Granjas orgánicas 0.7 70 - 70 0.4 25 45 200 - Uso agrícola jardinería
1 70 - 150 0,7 60 120 500 -
Austria Compost Ordinance (FGL II Nr.92/2001) Paisajístico
recuperación de suelos
Ley
3 250 - 500 3 100 200 1800 -
Bélgica Ministerio de agricultura
Biodesechos y desechos verdes
Ley 1.5 70 - 90 1 20 120 300 -
Francia Ministerio del agricultura y forestal (46/94)
NF Compost urbano Voluntario 3 - - - 8 200 800 - -
Alemania RAL GZ Compost/ Digestion
Voluntario 1.5 100 - 100 1 50 150 400 -
Irlanda Limites en licencias recientes
Licencias 1.5 100 - 100 1 50 150 350 15
Limites fracción orgánica sólida
10 500 10 600 10 200 500 2500 10 Italia Ley de Fertilizantes 747/84 Compost
desechos mezclados y verdes
Ley 1,5 - 0,5 150 1,5 50 140 500 -
Países bajos Decreto de Fertilizantes
Compost (alta calidad)
Ley 0,7 50 - 25 0,2 10 65 75 5
España Ministerio de agricultura
Ordenanza sobre fertilizantes
Ley 10 400 - 450 7 120 300 1100 -
IAMB 20052001
42
País Institución Clase Tipo Cd Cr tot CrVI Cu Hg Ni Pb Zn As Suecia RVF Compost y
residuos de digestión
Voluntario 1 100 - 100 1 50 100 300 -
Estados Unidos Rodale Calidad de compost orgánico
4 100 - 300 0,5 50 150 400 10
Eco-label 2001/688/EC 1 100 - 100 1 50 100 300 10 Comunidad Europea EC Eco-agri 2092/91EC-
1488/98EC
0.7 70 0 70 0,4 25 45 200 -
Chile Instituto Nacional de Normalización
NCh 2880-2004 Norma 1 60 - 50 1 10 50 60 10
(34) A continuación se presentan rangos establecidos por la norma chilena 2880-2004 para algunos parámetros para dos clases de compost: (19) Compost Clase A: producto de alto nivel de calidad que cumple con la exigencias establecidas en esta norma para el compost Clase A. Este producto no presenta restricciones de uso, debido a que ha sido sometido a un proceso de maduración. Compost Clase B: producto de nivel intermedio de calidad que cumple con las exigencias establecidas por esta norma para el compost clase B. Este producto presenta algunas restricciones de uso. Para ser aplicado a macetas, requiere ser mezclado con otros elementos adecuados.
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43
Tabla 13. Limites establecidos por la norma 2880-2004 de Chile.
Parámetro Compost Clase A Compost Clase B Coniformes Fecales < a 1000 NMP por gramo de compost en base seca Salmonella sp 3 NMP en 4 gramos de compost en base seca Numero de Helmintos viables 1 en 4 gramos de compost en base seca Nitrógeno total ≥ 0,5% en base seca Humedad 30-45% de la masa del producto pH 5-8,5 Materia orgánica ≥ 20% Presencia de semillas viables de maleza
Máximo 2 propágulos de maleza por litro de compost, en cámara de crecimiento por 7 días.
Densidad aparente ≤ 0,7 Evolución de CO2 (Respiración) ≤ 8mg de C-CO2/g de materia orgánica/día Absorción de O2 ≤ 150mg de oxigeno/Kg de sólidos volátiles/hora Relación amonio/nitrato ≤ 3 Concentración de Amonio ≤ 500mg/Kg Conductividad Eléctrica <1,5 dS/m en dilución 1:5 3/8 dS/m en dilución 1:5 Relación C/N ≤ 25 ≤ 30
(29)
IAMB 20052001
44
2. METODOLOGÍA
2.1 REVISIÓN LITERARIA
En esta primera etapa, se consulto en la literatura temas relacionados con el
proceso de compostaje, teniendo en cuenta generalidades, etapas, factores
ambientales que influyen, metodologías utilizadas, ventajas y desventajas de este
proceso de descomposición y antecedentes del compostaje en el sector floricultor.
Para esta investigación se consultaron libros relacionados con el manejo de los
residuos sólidos, artículos publicados, material de soporte de estudios realizados
con abonos orgánicos en el Centro de Investigación y Asesorías Agroindustriales
(CIAA); documentos realizados en el Ministerio de Medio Ambiente y Desarrollo
Territorial; tesis realizadas en años anteriores relacionadas con el proceso de
compostaje en el sector floricultor, teniendo en cuenta diferentes sustratos,
comparación entre los diferentes tipos de proceso de descomposición y análisis de
los parámetros físicos y químicos. Además, se obtuvo información de algunos
laboratorios encargados de realizar análisis fisicoquímicos de muestras
provenientes del proceso de compostaje.
Igualmente, se considero información contenida en encuestas realizadas en los
años 1999, 2000 y 2001 por el programa ambiental y social de la Asociación
Colombiana de Exportadores de Flores (ASOCOLFLORES). De estas encuestas se
dedujo principalmente el estado del proceso de compostaje en los diferentes
cultivos.
IAMB 20052001
45
2.2 ESTUDIO DE CAMPO
Para esta etapa se diseño una encuesta (Ver Anexo A), cuyo fin fue establecer los
aspectos más importantes del proceso de compostaje en los cultivos de flores.
Dentro de los temas que se desarrollaron fueron principalmente generalidades,
acondicionamiento del material, caracterización del producto final, control del
proceso y problemas relacionados con el compostaje.
Esta encuesta fue enviada a ASOCOLFLORES, para luego ser remitida a las
empresas de la sabana de Bogotá afiliadas a esta asociación. Posteriormente, se
realizo una visita de campo a los cultivos que contestaron la encuesta para
observar el proceso realizado en cada cultivo.
2.3 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PARA CADA CASO Teniendo en cuenta que la respuesta a las encuestas fue escasa, se realizo una
breve descripción de las condiciones generales y la situación del proceso de
compostaje en los cultivos encuestados. Posteriormente se realizo un estudio de
caso, en el cual se explican las diferentes etapas y generalidades del proceso
desarrollado en los cultivos que fueron encuestados y visitados. Con lo anterior
logrando determinar el estado actual del compostaje en cada cultivo y de esta
manera establecer los posibles impactos generados por el proceso.
2.4 IDENTIFICACIÓN DE IMPACTOS GENERADOS POR EL PROCESO DE
COMPOSTAJE Para la identificación de los impactos negativos y positivos que se generan en el
sector floricultor por el proceso de compostaje, se desarrollo una matriz simple
propia, en la cual se presenta los diferentes elementos ambientales, sociales y
económicos que pueden ser afectados con el proceso y con la aplicación del
compost, el cambio que sufre cada elemento al iniciar y finalizar el proceso y el
IAMB 20052001
46
efecto que produce en cada uno de estos factores. Posteriormente, se analizo la
información de la matriz y se desarrollo un diagrama de redes cuyo objetivo es
integrar las causas y consecuencias que se generan a través las interrelaciones de
las acciones causales y los factores ambientales que reciben el impacto. Para el
desarrollo de la matriz y el diagrama de redes, se tuvo en cuenta el proceso de
compostaje óptimo y no óptimo.
2.5 PROPUESTA PARA LA CUANTIFICACIÓN DE LOS IMPACTOS
GENERADOS EN EL PROCESO DE COMPOSTAJE Para la cuantificación de los impactos que se generan en el proceso de
compostaje, se tuvo en cuenta los diferentes elementos ambientales, sociales y
económicos que son afectados por esta actividad. En esta etapa, se propuso los
posibles análisis de laboratorio que deberán ser realizados para poder obtener
resultados cuantitativos de los efectos e impactos que produce el proceso de
compostaje en el sector floricultor. Además de incluir propuestas de estudios en
campo.
IAMB 20052001
47
3. RESULTADOS Y ANALISIS DE RESULTADOS
3.1 CARACTERIZACIÓN GENERAL DE LOS CULTIVOS ENCUESTADOS Es importante mencionar que la encuesta fue contestada voluntariamente por los
cultivos asociados a Asocolflores, sin embargo no se obtuvo la respuesta esperada.
Pese a esto, se analizara la información que proporciona siete cultivos que
respondieron a las encuesta y se realizara un estudio mas profundo con cinco de
estos cultivos que permitieron una visita a la zona de compostaje.
Los cinco cultivos de flores analizados están ubicados principalmente en el
departamento de Cundinamarca, al occidente de Bogotá. Estos se encuentran en
una zona en la cual la precipitación promedio anual varía entre 200 a 1000 mm, la
humedad relativa se encuentra entre 35% y 100%, y la temperatura ambiente
entre 5ºC a 20ºC. (8)
En cuanto al proceso de compostaje realizado en cada empresa, los desechos
vegetales que se procesan provienen principalmente de la cosecha y poscosecha
de cultivos de Clavel, Miniclavel, Rosa, Alstroemeria, Pompón y Gerbera. En
promedio, la cantidad de residuos vegetales a compostar es de 2000 toneladas por
año, sobre un área que varia entre 400m2 y 10000m2.
Cuatro de los siete cultivos desarrollan el proceso de descomposición en una zona
al aire libre, sobre suelo arcilloso y franco-limoso, sin embargo dos de estos cuatro
protegen el suelo con plástico. Los otros tres de los siete cultivos cubren el área de
compostaje con polietileno y solo dos de los tres protegen el suelo con placas de
cemento.
La metodología utilizada por cuatro cultivos es hilera o pila activa, mientras que los
otros tres forman pilas estáticas con ventilación pasiva. En promedio estas pilas
tienen dimensiones de 2 m de ancho por 1,5 m de alto y 50 m de largo. De los
IAMB 20052001
48
cultivos que manejan hileras o pilas activas realizan volteos con una frecuencia que
va desde cada 15 días hasta cada mes. La presencia de olores durante los volteos
es común en todas las composteras, además se ha presentado en una de las
empresas zonas anaeróbicas por la falta de ventilación y exceso de humedad.
En general, de las empresas encuestadas solo cuatro realizan una trituración
previa del material, utilizando picadoras de tracción mecánica de las cuales se
obtiene partículas de 5 a 10 centímetros de largo. Así mismo, al iniciar el proceso
de compostaje una empresa adiciona a la materia prima sustancias para acelerar el
proceso y disminuir el tiempo de duración, esta sustancias es Composter. (8)
Solo tres empresas cuentan con cierto control y registro del proceso de
compostaje, teniendo en cuenta parámetros como temperatura, humedad,
aireación, olor y tiempo. En cuanto a la temperatura, se ha registrado un máximo
de 90ºC y un mínimo de 25ºC durante la descomposición. De igual manera, en la
humedad es controlada, cuando se presenta pocas precipitaciones o el material
tiene una apariencia seca se adiciona agua.
El criterio más utilizado para determinar que el proceso de descomposición ha
terminado y el producto final esta maduro, son las características organolépticas
como el color, el olor y la textura de material. Solo un cultivo tiene en cuenta que
la relación carbono nitrógeno sea próxima a 12 y el carbono orgánico sea mayor a
15, de acuerdo con la norma técnica ICONTEC NTC 5117- Productos agrícolas,
abonos. En cuatro cultivos el proceso finaliza en un tiempo mayor a dos meses. (8)
El problema que mas se presenta al procesar los desechos vegetales mediante
compostaje, es la generación de lixiviados durante la lluvia y la descomposición del
material, solo en un cultivo se ha realizado un análisis de la composición de estos
lixiviados. Sin embargo, en todos los cultivos son tratados para minimizar el
impacto que generan. En tres cultivos se recirculan nuevamente a las pilas, en dos
IAMB 20052001
49
no se realiza ningún tipo de tratamiento, en uno son depositados como abono
liquido en las zonas aledañas al cultivo y solo en uno no se genera lixiviados.
El producto final del proceso de descomposición es utilizado principalmente para
mejorar praderas, jardines, cultivos, campos de golf, frutales, entre otros.
Además, se utiliza para adecuar y acondicionar algunos suelos.
3.2 ESTUDIO DE CASOS Como se mencionó anteriormente, debido a la escasa respuesta a las encuestas,
se determinó presentar la información detallada en forma de estudios de caso de
cinco cultivos que permitieron visitar la zona de compostaje. También se presenta
la información suministrada por empresas contratistas del proceso de compostaje,
y laboratorios de análisis de compost.
3.2.1 Cultivo 1. El cultivo 1 esta ubicado al occidente de la ciudad de Bogotá, con
30 hectáreas que corresponden al área total de dos fincas. La temperatura
mínima es 5ºC y máxima de 20ºC. Se cultiva miniclavel y clave estándar,
produciendo 2000 toneladas por año de desechos vegetales que se generan de las
labores como siembra, raleo, descabece, cosecha y poscosecha. Es importante
mencionar que el proceso de compostaje inicia dentro de este cultivo y luego es
enviado a la zona de compostaje de una empresa externa para ser finalizado.
Inicialmente, los desechos son transportados y dispuestos en hileras o pilas
activas, las cuales se encuentran en una zona de 0,5 hectáreas para cada finca.
Estas pilas tienen dimensiones de 1,5 m de alto x 1,5 m de ancho x 85 m de largo,
garantizando un área apropiada para mantener la temperatura al interior de cada
una. El área de disposición esta al aire libre y el suelo es franco-arenoso sin
ningún tipo de impermeabilización.
IAMB 20052001
50
Figura 16. Proceso de compostaje desarrollado en el cultivo 1
Fuente: Archivo propio
La zona donde finaliza el proceso, es similar a la del cultivo, ya que el suelo no
esta impermeabilizado y los desechos son dispuestos nuevamente en pilas activas,
sin embargo el área esta cubierta con polietileno.
En este cultivo el acondicionamiento del material antes de iniciar el proceso es
mínimo, ya que este se dispone en las pilas sin triturar, el tamaño de la partícula
disminuye cada vez que se voltean las pilas, esto es realizado por un maquina de
la empresa externa. Es importante mencionar que durante el proceso de
fertilización en cultivo se adicionan enmiendas y caldos microbianos: como Purin,
Agroplus y microorganismos eficientes (EM), el director de medio ambiente de la
empresa menciona que los residuos vegetales que resultan de la cosecha para
compostar están acondicionados con estos materiales, los cuales aceleran el
proceso.
En la primera fase del proceso (fase mesofílica), se alcanzan temperaturas de 25ºC
a 40ºC. Una temperatura máxima de 70ºC se registra durante 3 días lo cual indica
IAMB 20052001
51
que el proceso se encuentra en la fase termófilica. Luego, se inicia la fase de
curado en la cual tanto la temperatura como la humedad disminuyen.
Cuando las precipitaciones son escasas y el material tiene una apariencia seca, se
hace necesaria la adición de agua, para aumentar la humedad y de esta manera
crear un ambiente apropiado para los microorganismos. En cuanto a la aireación el
primer volteo se realiza a las 2 semanas de iniciar el proceso, luego se realiza
mínimo 6 en el tiempo restante generando olores en cada volteo.
El tiempo promedio de terminado el proceso es de 66 días, de los cuales 45 días
permanece en fase activa y 21 días en fase de curado a temperatura ambiente. El
criterio utilizado para determinar este tiempo es la relación carbono nitrógeno,
cuando esta es mayor que 12 y el carbono se encuentra por encima de 15, el
proceso ha finalizado. Lo anterior según la norma Técnica ICONTEC NTC 5117-
Productos agrícolas, abonos.
Los lixiviados se generan durante la lluvia y el proceso de descomposición del
material vegetal. Sin embargo, según la información de la encuesta la producción
de lixiviado por la descomposición de la materia orgánica es mínima, pero de
acuerdo con la visita se observaron depósitos de agua (ver figura 17) ya que la
noche anterior había llovido.
Con estos lixiviados no se realiza ningún tipo de tratamiento, pese a esto se mide
la salinidad del suelo superficial y a 20 cm. de profundidad, esto con el fin de
comprobar que la filtración y el impacto generado por los lixiviados en nivel
freático es mínimo. Hasta el momento no se realizan análisis químicos de estos.
IAMB 20052001
52
Figura 17. Depósitos de agua entre las pilas (Cultivo 1).
Fuente: Archivo propio.
El compost que resulta es comercializado externamente y utilizado para
acondicionar praderas, campos de golf, jardines, forestales y frutales. Hasta el
momento no se ha utilizado en los cultivos de la empresa, pese a esto se planea
utilizar el compost en los cultivos hidropónicos como acondicionador.
La empresa encargada de finalizar el proceso, realiza análisis físico-químicos y
microbiológicos del producto final. A continuación se presentan algunos resultados
analít icos de diferentes muestras del compost del cultivo 1: (1)
Tabla 14. Caracterización fisicoquímica del compost final del cultivo 1.
Característica Resultado Humedad (%) 30 Cenizas (%) 39,4 Carbono orgánico oxidable (%) 14,6 Densidad (g/c.c – Base seca) 0,66 pH 7,97 Conductividad eléctrica (dS/m) 23,5
IAMB 20052001
53
Capacidad de intercambio catiónico me/100g 53 Capacidad de retención de humedad (%) 85 Nitrógeno orgánico (%) 1,06 Nitrógeno amoniacal (%) 0,04 Fósforo (%) 1,76 Potasio (%) 2,33 Calcio (%) 2,77 Magnesio (%) 0,52 Azufre (%) 0,25 Boro (p.p.m) 38 Sodio (p.p.m) 1120 Zinc (p.p.m) 126 C/N 13
Tabla 15. Resultados del análisis microbiológicos de una muestra del compost del
cultivo 1.
Análisis Resultados Características microscópicas Recuento Heterótrofos 13 x 106 UFC/ml Cocos y Bacilos Gram positivos Rto Hongos y levaduras 91 x 107 UFC/ml Levaduras Rto de actynomices Ausente Rto bacterias anaerobias 33 x 106 UFC/ml Bacilos y cocos Gram positivos,
bacilos Gram negativos Aislamiento e identificación de Azotobacter sp
Presencia 12 x 105 UFC/ml
Quistes Bacilos Gram negativo
Aislamiento e identificación de Azospirillum sp
Ausente
Aislamiento e identificación de Rhizobium sp
Presencia 9 x 106 UFC/ml
Bacteroides
Bacterias solubilizadores <100 Rto. Pseudomonas Presencia
6 x 106 UFC/ml Bacilos Gram negativos
(30)
IAMB 20052001
54
Tabla 16. Resultados del análisis microbiológicos de hongos fitopatógenicos, Entomopatógenos y plagas en suelos de una muestra del compost del cultivo 1.
Hongos: Fusarium spp
Hongos saprofiticos Plagas del suelo En 100gr.
(-) NEGATIVO a Fusarium oxysporum 40 UFC/gr: Fusarium solani
42 x 104 UFC/gr.: Chrysosporium sp. 3 x 103 UFC/gr.: Rhizopus sp. 2 x 103 UFC/gr.: Aspergillus sp.
(-) NEGATIVO a Simphylidos (-) NEGATIVO a Collembollos
Observaciones: Se encontró una pequeña población de F. Solani , especie que generalmente se presenta como patógeno secundario; es patógeno importante principalmente en solanáceas, cucurbitáceas y cítricos. No se detectaron estructuras infectivas (micelo o esporas) de los microorganismos Rhizoctonia solani y Pythium sp. (30) Teniendo en cuenta la norma técnica NTC 5167, es posible determinar que las
características del compost producido en el cultivo 1 cumplen con los rangos
establecidos por la norma para abono orgánico mineral sólido. El porcentaje de
humedad se encuentra por debajo de 35%, el contenido de cenizas es de 39,4%
valor que es menor que 60%, la capacidad de intercambio catiónico es mayor que
30 meq/100g, el pH se encuentra en un rango de 4 a 9. Sin embargo, el
contenido de carbono orgánico oxidable es levemente menor que 15% de acuerdo
con la norma, la densidad es mayor a 0,6 g/cm3.
En términos generales el compost producido en el cultivo 1 se puede considerar
como un abono orgánico mineral sólido según la norma NTC 5167. De acuerdo
con la norma chilena para compostaje NCh 2880-2004, el compost final de este
cultivo, cumple con los parámetros establecidos para ambas clases de compost.
IAMB 20052001
55
3.2.2 Cultivo 2. El cultivo 2 esta situado en el municipio de Puente Piedra en el
departamento de Cundinamarca, con una temperatura mínima de 8ºC y máxima
de 20ºC. Cuenta con 8,92 hectáreas cultivadas con rosa y miniclavel, de las cuales
se generan 370 toneladas por año de residuos vegetales. Estos residuos son
compostados mediante pilas estáticas aireadas, las cuales se ubican en un área no
cubierta de 2800 m2. Estas pilas tienen un tamaño promedio de 2,0 m de alto x
2,0 m de ancho x 100 m de largo. Se cree que el suelo sobre el cual se composta
es arcilloso, sin embargo es impermeabilizado con plástico.
Figura 18. Proceso de compostaje desarrollado en el Cultivo 2.
Fuente: Archivo propio
Los residuos son transportados hasta la zona de compostaje y depositados
formando pilas. Al iniciar el proceso el material no es triturado ni acondicionado.
En este cultivo es escaso el control y registro que se realiza durante el proceso, ya
que no se cuenta con mediciones de la temperatura, la aireación depende de los
vientos que se presentan en la zona; la generación de olores desagradables es
bastante frecuente, debido a que se producen zonas anaeróbicas en las pilas de
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compostaje. En cuanto a la humedad, no se adiciona agua durante el proceso y
este parámetro depende de las lluvias y los lixiviados.
La generación de lixiviados se debe principalmente a la descomposición natural del
material vegetal y a las precipitaciones. No se cuenta con un análisis de la
composición de estos. La empresa menciona que los lixiviados son recogidos en
canaletas ubicados alrededor de la zona y se recirculan a las pilas aunque esto
actualmente no se esta realizando. Durante la visita se observó que no hay un
buen sistema de recolección de lixiviados, y estos se ven acumulados a los lados
de las pilas (ver figura 19).
Para determinar el tiempo en el cual el proceso de descomposición ha finalizado se
observa el color y la textura de los residuos, cuando el material es de color negro o
café oscuro, esto indica que el compost final es apto para ser comercializado fuera
del cultivo. El proceso tiene una duración de un mes a dos meses
aproximadamente.
Figura 19. Depósitos de agua entre las pilas (Cultivo 2).
Fuente: Archivo propio.
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El principal uso del compost final es como acondicionador de suelos, sin embargo
este no es utilizado dentro del cultivo, es comercializado por una empresa externa.
Hasta el momento no se cuenta con análisis físico-químicos del compost final.
3.2.3 Cultivo 3. El cultivo 3 esta situado al sur occidente de Bogotá, en el
municipio de Funza. Esta empresa esta certificada por el sistema de gestión
ambiental bajo la norma ISO 14001. La temperatura promedio máxima es de
20ºC, la humedad relativa mínima es de 45 y máxima de 95. Cuenta con 50
hectáreas distribuidas en dos fincas, en las cuales se cultiva Alstroemeria, Gerbera,
Miniclavel y Aster. Se producen 430 toneladas al año de residuos vegetales que
provienen principalmente de la cosecha y poscosecha de los cultivos de
Alstroemeria.
Figura 20. Proceso de compostaje desarrollado en el Cultivo 3.
Fuente: Archivo propio. La zona destinada para realizar el proceso de compostaje tiene un área de
3440m2, cubierta con polietileno y el suelo sobre el cual se desarrolla el proceso es
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una placa de cemento (Ver figura 19). El método utilizado para procesar los
residuos es hilera o pila activa, las cuales tienes dimensiones de 2 m de ancho x
1,60 m de alto x 9 m de largo.
Los residuos vegetales que se generan, se acumulan en los centros de acopio, la
empresa cuenta con 24 centros de acopio en total distribuidos en ambas fincas. De
este lugar son transportados en lonas hasta la compostera para ser dispuestos en
forma de pilas. El material actualmente no es triturado antes de iniciar el proceso,
sin embargo, de acuerdo a la entrevista con el ingeniero agrónomo se tiene
planeado a corto plazo triturar el material, ya que estos reduce el volumen inicial
de los residuos, acelerando la descomposición.
Al iniciar el proceso la temperatura varia entre 40 a 50ºC, durante la fase
termófilica, se alcanza una temperatura de 68ºC durante 8 días, con esto se
garantiza la eliminación de microorganismos patógenos. Posteriormente, la
temperatura disminuye entre 45 a 50ºC. Durante el proceso no se adiciona
ninguna sustancia para el control de la humedad, al finalizar el compostaje se
elimina un 80% de agua en forma de vapor, de acuerdo a la respuesta del
ingeniero. Esto gracias a las mezcla que se realiza inicialmente entre material
verde con alto contenido de agua y material seco con muy baja humedad.
En cuanto a la aireación, el material se voltea cada ocho días con una maquina que
pertenece a la empresa (Ver figura 21), sin embargo en ocasiones por
inconvenientes se realizan los volteos cada 15 días.
Uno de los problemas que se presenta en la compostera de esta empresa, es la
generación constante de olores desagradables, que proviene principalmente de la
descomposición natural del material y la generación de lixiviados. Durante los
volteos se agudizan estos olores. Las moscas son otro factor importante a
considerar, ya que en todo momento se percibe la presencia de estos organismos.
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Figura 21. Maquina volteadora en el cultivo 3.
Fuente: Archivo propio.
Los lixiviados se generan por la descomposición del material con mayor frecuencia
los primeros quince días hasta la quinta semana. Para el tratamiento de estos, el
terreno tiene pendientes a lado y lado para facilitar la evacuación hacia una
canaleta ubicada en la mitad de la zona (Ver Figura 20). De este canal, los
lixiviados van hacia dos tanques ubicados a cada extremo de la compostera.
Algunas pilas están ubicadas encima de un canal de aireación, que consiste en
rejillas que permiten el paso de los lixiviados que arroja la pila y los evacua
también hasta los tanques de los extremos. De estos tanques el lixiviado es
bombeado hasta un tanque recolector con capacidad de 7000 lt (Ver Figura 22),
de donde el lixiviado diluido en agua (1:10) se reincorpora en forma de riego al
área de Eucaliptos ubicada en la entrada de la empresa.
Actualmente, se esta estudiando la idea de aplicar los lixiviados a los cultivos de la
empresa como abono liquido. Esta empresa cuenta con análisis químicos de los
lixiviados, tanto puro como diluido. En la tabla 17 se describen algunos
parámetros de estos análisis. (1)
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Figura 22. Tanque recolector de lixiviados en el cultivo 3.
Fuente: Archivo propio.
Tabla 17. Análisis químico de los lixiviados del cultivo 3.
Elemento Lixiviado puro
Lixiviado diluido 1:10
Carbono orgánico oxidable (g/l) 10,8 2,12 Nitrógeno (NT) (g/l) 2,73 0,73 Fósforo (P2O5) (g/l) 0,20 0,0082 Potasio (K2O) (g/l) 10,7 1,23 Calcio (CaO) (g/l) 0,65 0,14 Magnesio (MgO) (g/l) 0,53 0,08 Azufre (g/l) 0,59 0.07 Hierro (p.p.m.) 22 4,0 Manganeso (p.p.m.) 4,8 0,6 Cobre (p.p.m.) 0,2 0,1 Zinc (p.p.m.) 1,4 0,4 Boro (p.p.m.) 6,9 0,9 Sodio (g/l) 1,30 0,19 pH 7,01 6,93 Conductividad Eléctrica (dS/m) 31,0 4,57 Densidad (g/c.c) 1,011 1,000
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El criterio para determinar el tiempo final del proceso es cuando el olor a amoniaco
ha desaparecido en un 90% o más y la temperatura oscila entre 35 a 45ºC. El
proceso tiene una duración de dos meses y medio a tres meses. Sin embargo,
actualmente, las pilas que se mezclan con material seco y se disponen encima del
canal de aireación terminan el proceso en un mes y medio.
El compost final es utilizado como acondicionador de los suelos de los cultivos de
Alstroemeria y miniclavel, ya que se garantiza la ausencia de Fusarium oxysporum
microorganismos considerados como plaga para estos cultivos. Esta empresa
también realiza análisis físico-químicos y microbiológicos del producto final. A
continuación se presenta una tabla con algunos parámetros:
Tabla 18. Caracterización físico química del compost del cultivo 3.
Característica Compost final Tamaño de partícula 0,63 Humedad (%) 17,60 pH 8,34 Conductividad eléctrica (dS/m) 55,5 Amonio (p.p.m.) 61 Nitratos (p.p.m.) 252 Fósforo (p.p.m.) 442 Sodio (p.p.m.) 2800 Microorganismos 18 x 10² de Agrobacterium
65 X 104: Pseudomonas Observaciones: Negativo nematodos, colembolos y sinfilidos.
De acuerdo a la norma NTC 5167, el compost producido por el cultivo 3 cumple
con los rangos permitidos para ser utilizado como abono orgánico según los
parámetros reportados, la humedad es menor que 35% y el pH se encuentra entre
4 y 9. En cuanto a los lixiviados, según la norma, no cumple con los parámetros
para ser clasificado como abono orgánico mineral liquido, ya que el carbono
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orgánico oxidable es menor que 20 g/l y la suma del el contenido de nitrógeno
total, Potasio (K2O) y Fósforo (P2O5) es menor que 40 g/l.
3.2.3 Cultivo 4. El cultivo 4 esta ubicado al norte de la ciudad de Bogotá, en el
municipio de Chia. En esta zona la temperatura máxima es de 20ºC y mínima de
5ºC. El cultivo cuenta con 7,39 hectáreas, en las que se cultiva únicamente
Pompón, distribuido en 1200 camas de las cuales solo 96 son hidropónicas. El 30%
de la planta cultivada resulta como desecho, en el año se producen de 200 a 250
toneladas de material para compostar. Los desechos son dispuestos en hileras o
pilas activas de 2,50 m ancho x 2,50 m de alto x 7 m de largo. Estas pilas se
ubican en una zona de 260 m2, no cubierta y tiene un suelo arcilloso
impermeabilizado con 40 cm. de recebo en la parte superficial.
Figura 23. Zona de compostaje del cultivo 4.
Fuente: Archivo propio
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El material es transportado hasta la compostera en un tractor propio de la
empresa, luego parte del material es triturado en una maquina que también
pertenece al cultivo (Ver Figura 24). El tamaño de las partículas trituradas es de 5
a 10 cm., el material que no es triturado tiene un tamaño de 10 a 30 cm., luego
son armadas las pilas con los desechos.
Figura 24. Maquina picadora de residuos vegetales.
Fuente: Archivo propio
Actualmente, no se tiene ningún registro ni control de parámetros como la
temperatura y la humedad, estudios realizados anteriormente muestran que la
temperatura máxima es de 70ºC y la mínima varia entre 35 a 40ºC. Durante el
proceso se adiciona agua en época de verano, en caso contrario se adiciona
únicamente los lixiviados que se generan durante el proceso. En cuanto a la
aireación el primer volteo es realizado a los 15 días de haber armado la pila, y la
frecuencia de volteo es cada 15 días, esto se lleva a cabo con una retroexcavadora
que pertenece a una empresa externa.
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Durante la visita, no se percibió ningún tipo de olor generado por las pilas, se
observo moscas alrededor de estas. Sin embargo, según los comentarios del
ingeniero encargado, durante los volteos se presentan olores fuertes por el
proceso normal de descomposición. Los lixiviados se generan durante el proceso
de descomposición y por las precipitaciones en la zona. Estos son recogidos en
canaletas que se encuentran en la parte posterior de la compostera, para luego ser
enviados a un tanque que contiene una bomba (Ver Figura 25), de este tanque
son nuevamente enviados a las pilas, cumpliendo un proceso de recirculación con
estos líquidos. Hasta el momento no se cuenta con análisis de caracterización
físico química.
Figura 25. Tanque recolector y distribuidor de lixiviados.
Fuente: Archivo propio
El criterio utilizado para determinar que el proceso ya ha finalizado es el número
de volteos, cuando se han realizado de 8 a 10 volteos el material esta listo para
ser aplicado, esto se puede comprobar con la textura y olor. El proceso tiene una
duración de tres meses y medio. Cuando el material esta maduro, se pasa por una
maquina cernidora (Ver Figura 26) que se encarga de dejar el compost con un
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tamaño de partícula menor a 5 cm., el material que no logra pasar por la maquina
se devuelve nuevamente a las pilas en desarrollo. El compost final tiene un
conductividad que varia entre 3,5 a 4 dS/m y un pH de 7,5 a 8.
El material maduro es utilizado dentro de la empresa, como parte de una mezcla
que es agregada al cultivo, esta mezcla contiene turba, cascarilla y compost.
Semanalmente se produce 24 m3 de compost cernido listo para ser aplicado, sin
embargo se requiere 50 m3 de compost a la semana.
Figura 26. Maquina cernidora de material final.
Fuente: Archivo propio
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Figura 27. Compost final producido en el cultivo 4.
Fuente: Archivo propio
3.2.5 Cultivo 5. El cultivo 5 se encuentra al norte de Bogotá en el municipio de
Chia, con una precipitación promedio anual de 277mm. El cultivo cuenta con
15,56 Hectáreas bajo invernadero de cultivo de Rosa, de las cuales solo 5
Hectáreas son hidropónicas. En este cultivo los residuos vegetales provienen
principalmente de la poscosecha de donde sale en su mayoría hojas, invernaderos
de los cuales resultan tallos, y de poda césped y ornaméntales. Anualmente se
produce 3650 m3 de desechos vegetales a compostar, estos son dispuestos en
zona cubierta de 540 m2, con suelo arcilloso no impermeabilizado. La metodología
utilizada es pila estática con ventilación pasiva, esta pilas tiene un tamaño de 2
metros de alto x 2 metros de ancho x 3 metros de largo.
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Figura 28. Zona de compostaje del cultivo 5.
Fuente: Archivo propio
El material es transportado a la zona de compostaje desde la zona de poscosecha
y de los invernaderos, utilizando un tractor propio de la empresa (Ver Figura 29)
con capacidad de 5 m3 por viaje, diariamente se realiza en promedio 2 viajes, es
decir se transporta 10 m3 al día. Antes de armar las pilas, el material es triturado
mecánicamente (Ver Figura 30) quedando con un tamaño de partícula de 4 a 8
cm.
Durante el proceso se adiciona melaza y agua cada 15 días para tener un buen
manejo de la humedad del material. Sin embargo, no se tiene ningún registro de la
humedad, ni de la temperatura, por estudios realizados anteriormente la máxima
temperatura que se alcanza es de 70ºC por 5 días, de esta manera se garantiza la
eliminación de patógenos. En cuanto a la aireación, a las pilas se les introduce un
metro de tubo para facilitar la aireación, luego a las 8 semanas de haber iniciado el
proceso se voltea el material de forma manual. Finalizando el proceso las pilas se
desarma y se vuelve a picar para obtener una mejor textura del compost final.
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Figura 29. Transportador de los desechos vegetales del cultivo 5.
Fuente: Archivo propio
Figura 30. Maquina trituradora del material del cultivo 5.
Fuente: Archivo propio
Durante la visita no se percibió ningún tipo de olor desagradable, el único olor
presente es el olor constante a melaza. El criterio utilizado para determinar que el
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proceso ha finalizado es la textura y el tiempo de descomposición, el proceso
tiene una duración en promedio de 4 meses. Cuando el compost esta maduro se
distribuye al cultivo especialmente a las camas hidropónicas.
Figura 31. Compost final en el cultivo 5.
Fuente: Archivo propio
En este caso donde se composta residuos vegetales de Rosa, el problema de
lixiviación es poco frecuente, ya que esta planta es mas seca a comparación del
Clavel y la Alstroemeria. Durante la visita, no se observo lixiviados en el suelo,
por lo tanto no cuenta con un sistema recolector. Esto se debe también a que la
compostera es cubierta y se evita exceso de agua por precipitaciones.
Una parte del compost final utilizado dentro del cultivo como preparador de suelos
en las camas contenidas e hidropónicas y otra parte es utilizada por los socios de
la empresa en terrenos de ganadería.
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A continuación se presenta análisis físico químico del compost final que se produce
en este cultivo:
Tabla 19. Análisis físico químico del compost del cultivo 5.
Característica Resultados
Humedad (%) 27,2 Cenizas (%) 36,6 Perdidas por volatilización (%) 36,2 Carbono orgánico (%) 15,9 pH 7,72 Capacidad de retención de humedad (%) 113 Conductividad eléctrica (dS/m) 12,2 Capacidad de intercambio catiónico (me/100g) 50 Densidad (Base seca) (g/c.c.) 0,55 Nitrógeno (%) 1,75 C/N 9,1
Elementos Potasio (K+) (p.p.m.) 2550 Calcio (Ca2+) (p.pm.) 346 Magnesio (Mg2+) (p.p.m.) 163 Sodio (Na+) (p.p.m.) 470 Amonios (N-NHa
+) (p.p.m.) 169 Cationes
Bicarbonatos (HCO3-) (p.p.m.) 1118
Cloruros (Cl-) (p.p.m.) 1156 Fosfatos (P-H2PO4
-)* (p.p.m.) 281 Sulfatos (S-SO4
2-)* (p.p.m.) 956 Nitratos (N-NO3
-)* (p.p.m.) 171 Aniones
Boro (p.p.m.) 0,26 Hierro (p.p.m.) 5,50 Manganeso (p.p.m.) 1,18 Cobre (p.p.m.) 0,42 Zinc (p.p.m.) 0,71 * La expresión de resultados en partes por millón se refiere al elemento y en mili equivalentes por litro a la especie iónica. Los elementos, los aniones y los cationes están disponibles en solución acuosa.
De acuerdo a la norma Técnica Colombiana (NTC 5168), el compost producido por
el cultivo 5 cumple con los requisitos para ser utilizado como abono orgánico, ya
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71
que parámetros como contenido de humedad, contenido de carbono orgánico
oxidable, relación C/N, pH, capacidad de intercambio catiónico y densidad, se
encuentran dentro del rango. Al mismo tiempo, los parámetros de pH, Nitrógeno
Total y Humedad se encuentran dentro del rango establecido por la norma Chilena
2880-2004.
3.2.6 Empresas externas encargadas de realizar el proceso de compostaje. Como
anteriormente se menciono en la actualidad algunos cultivos de flores manejan el
proceso de compostaje por medio de empresas externas, dentro de las que se
encuentra Compostar Ltda., Terraviva y Gestión Orgánica, a continuación se
presenta una breve descripción del servicio que ofrece cada una de estas
empresas.
Compostar Ltda. realiza el proceso de compostaje siguiendo etapas como
acondicionar el material para iniciar el proceso, realizar el volteo durante la
descomposición, recoger y distribuir el material al final. Emplean tecnología
americana, la cual consiste en una maquina compostadora de acople a tractor que
mediante un sistema de aspas que giran en sentido hélice y a una velocidad de mil
revoluciones por minuto, realiza simultáneamente la labor de picado, volteo y
aireación, generando el oxigeno necesario que requieren los microorganismos para
realizar el proceso de descomposición. Este sistema permite que las pilas de
material alcancen temperaturas hasta 85ºC eliminando cualquier patógeno o
residuo de semillas indeseables para los cultivos. (16)
Compostar Ltda. ofrece su servicio dentro del cultivo. De esta manera las
condiciones en las cuales se desarrolla el proceso dependen de la zona de
compostaje destinada en cada cultivo.
La siguiente tabla muestra los valores típicos de los parámetros físico-químicos del
compost final: (16)
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Tabla 20. Características físico-químicas del compost final realizado por compostar Ltda.*
Característica Compost final (%)
pH 7,8 Conductividad eléctrica 3,4 Humedad 25-30 Nitrógeno total 1,0 Materia orgánica 30 Carbono orgánico 33,14 Relación C/N 14,4 Fósforo 1,03 Azufre 0,19 Boro 0,02 Potasio 1,0 Calcio 1,66 Magnesio 0,4 Hierro 1,11 Manganeso 0,03 Zinc 0,02
*Promedios obtenidos en análisis practicados en el ICA, COLINAGRO y Soil and Plant, U.J.T.L. y U.N.C.
Al igual que Compostar Ltda., la empresa Terraviva Ltda. ofrece su servicio dentro
de los cultivos, este empresa alquila las maquinas de acople a tractor para realizar
el proceso. Las condiciones en las cuales se desarrolla el compostaje dependen del
cultivo. A continuación se presenta la caracterización del compost producido por
esta empresa:
Tabla 21. Características físico-químicas del compost final realizado por Terraviva
Ltda.*
Característica Compost final
pH 7 – 7,3 Humedad máxima 22% Nitrógeno total 1,0 – 1,5% Carbono orgánico oxidable 15 – 20% Relación C/N 12 – 15 Fósforo Total 0,8 – 1,3%
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Potasio (K2O) 1,5 – 2,5% Cenizas 30 – 35% Densidad 500 – 600 Kg/m3
Capacidad de intercambio catiónico 50 – 55 meq/100gr Capacidad de retención de humedad 140 – 160%
Resultados expresados en base seca Por otro lado, Gestión orgánica utiliza la tecnología de Open Windrow bajo el
esquema CMC (Compostaje microbiológicamente controlado) cumpliendo con las
siguientes etapas: Armado de pilas, Fase mesofílica, Fase termófilica o Activa y
Fase de curado; la aireación es mecanizada y se sigue un control diario y registro
de la humedad y la temperatura. El proceso de descomposición inicia en el cultivo
bajo las condiciones establecidas internamente y finaliza en la compostera de
Gestión orgánica, la cual esta cubierta y el suelo no es impermeabilizado ya que
los lixiviados no representan un problema. Durante el proceso se alcanzan
temperaturas entre los 55-75°C por un periodo mínimo de 15 días, eliminando la
incidencia de patógenos y residuos de semillas. El producto final denominado Soil-
aid esta elaborado a partir de residuos sólidos vegetales (80%), residuos sólidos
animales (15%) y fuentes minerales naturales (5%).
La tabla 22 presenta algunos parámetros físico-químicos del compost final
producido por Gestión Orgánica: (21)
Tabla 22. Características físico-químicas del compost final realizado por Gestión Orgánica.
Característica Compost final
pH 6,0-7,0 Humedad máxima <35% Nitrógeno total >2% Carbono orgánico oxidable >24% Cenizas <41% Relación C/N >12 Fósforo Total (P2O5 ) >3,7%
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Potasio (K2O) >4,5% Calcio (CaO) >5,6% Sílice Orgánico >30% Densidad 0,6g/cm3
Capacidad de intercambio catiónico >80 meq/100gr Capacidad de retención de humedad >100%
Resultados expresados en base seca Es importante mencionar que en ninguna de las empresas externas se tiene
análisis de caracterización inicial de los residuos orgánicos utilizado para
compostar.
3.2.7 Laboratorios encargados de analizar muestras de compost. Existen
laboratorios encargados de realizar los análisis fisicoquímicos de muestras de
diferentes proyectos y cultivos, es el caso del Centro de Investigación y Asesorías
Agroindustriales de la Universidad Jorge Tadeo Lozano - CIAA y el laboratorio
Agrilab. A continuación se presenta la caracterización de muestras analizadas en
estos laboratorios al iniciar y finalizar el proceso de compostaje, cabe mencionar
que no se cuenta con información a cerca de la metodología utilizada para obtener
el compost a analizar:
Tabla 23. Caracterización físico-química del compost de Rosa realizado por el CIAA
Característica Tallos de
rosa Compost de
rosa Fósforo (%) 0,18 0,32 Potasio (%) 0,73 1,30 Nitrógeno total (%) 1,80 1,70 Carbono orgánico total (%) 40,5 23,0 Relación C/N 22,5 13,5
Resultados expresados en base seca
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Tabla 24. Caracterización físico-química del compost de Rosa realizado por Agrilab (Muestra 1)
Característica Inicial Final
Humedad (%) 55,5 28,5 Carbono orgánico oxidable (%) 22,1 12,8 Hemicelulosa (%) 6,76 2,36 Ligno-celulosa (%) 13,6 17,4 pH 7,43 8,63 Conductividad eléctrica (dS/m) 6,52 34,1 Capacidad de intercambio catiónico me/100g 37 31 Nitrógeno (%) 1,44 0,97 Fósforo (%) 0,51 1,08 Potasio (%) 0,55 2,93 C/N 15 13
Resultados expresados en base húmeda. Tabla 25. Caracterización físico-química del compost de Rosa realizado por Agrilab
(Muestra 2)
Característica Inicial Final (1)* Final (2)*
Humedad (%) 34,1 68,8 66,0 Cenizas (%) 36,1 9,61 10,6 Perdidas por volatilización (%) 29,8 21,6 23,4 Carbono orgánico (%) 11,6 8,80 10,3 Nitrógeno Total (NT) (%) 1,17 0,67 0,79 Fósforo (P2O5) (%) 2,08 0,59 0,54 Potasio (K2O) (%) 1,66 1,08 1,20 Calcio (CaO) (%) 9,62 2,42 0,70 Magnesio (MgO) (%) 0,73 0,17 0,19 Azufre (%) 0,90 0,14 0,17 Hierro (%) 0,82 710 859 Manganeso (p.p.m.) 741 117 100 Cobre (p.p.m.) 34 6.2 7,8 Zinc (p.p.m.) 162 126 40 Boro (p.p.m.) 37 8,1 5,8 Sodio (p.p.m.) 1371 663 621
Resultados expresados en base húmeda. * A l final del proceso de compostaje se realizo el análisis de dos muestras del mismo compost
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Tabla 26. Caracterización físico-química del compost de Gerbera realizado por Agrilab
Característica Inicial A los 32 días
Humedad (%) 31,8 46,3 Cenizas (%) 49,2 36,2 Perdidas por volatilización (%) 19,0 17,5 Carbono orgánico (%) 7,71 7,41 pH 7,60 7,51 Capacidad de retención de humedad (%) 53 55 Conductividad eléctrica (dS/m) 9,25 5,61 Capacidad de intercambio catiónico (me/100g) 23 33 Densidad (Base seca) (g/c.c.) 0,76 0,68 Nitrógeno (%) 0,87 0,72 C/N 8,8 10 *Resultados expresados en base humedad.
Tabla 27. Caracterización físico-química de los lixiviados de compost de gerbera realizado por Agrilab.
Elemento Lixiviado 1 Lixiviado 2
Carbono orgánico oxidable (g/l) 7,07 6,66 Nitrógeno (NT) (g/l) 2,07 2,16 Nitrógeno Amoniacal (N-NHa) (g/l) 0,48 0,55 Nitrógeno nítrico (N-NO3) (g/l) 0,03 0,04 Fósforo (P2O5) (g/l) 0,36 0,21 Potasio (K2O) (g/l) 6,30 6,96 Calcio (CaO) (g/l) 2,33 0,64 Magnesio (MgO) (g/l) 0,69 0,52 Azufre (g/l) 0,34 0,28 Hierro (p.p.m.) 16 12 Manganeso (p.p.m.) 3,7 3,4 Cobre (p.p.m.) 0,5 0,4 Zinc (p.p.m.) 1,8 1,6 Boro (p.p.m.) 5,5 3,9 Sodio (g/l) 1,2 1,13 pH 7,74 7,09 Conductividad Eléctrica (dS/m) 25,8 25,3 Densidad (g/c.c) 1,014 1,003 Nota: Estos lixiv iados prov ienen de una nuestra de compost diferente a la anterior,
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El compost producido por Compostar Ltda. y la muestra de compost de Rosa
analizada por CIAA cumplen con los rangos establecidos en la norma NTC 5167
para ser utilizado como abono orgánico. Las dos muestras de compost de rosa y
el compost de Gerbera a los 32 días registran un bajo contenido de carbono
orgánico oxidable según la norma (< 15%), además el contenido de humedad es
alto, lo cual indica que se debe aumentar el tiempo de maduración del material.
En cuanto a los lixiviados producidos en la descomposición de la Gerbera el
contenido de carbono orgánico oxidable es menor que 20 g/l y el contenido de
nitrógeno total, fósforo y potasio es bajo, por lo tanto estos lixiviados no pueden
ser clasificados como abono orgánico mineral liquido.
3.3 IMPACTOS GENERADOS POR EL PROCESO DE COMPOSTAJE EN EL
SECTOR FLORICULTOR. Los impactos que se generan por el proceso de compostaje y la aplicación del
compost dependen de las condiciones en las cuales se desarrolle dicho proceso.
En este caso se entiende por proceso óptimo, el que se realiza en una zona
cubierta, con suelo impermeabilizado, con sistema de recolección de lixiviados,
adecuada frecuencia de volteo del material, cuerpo de agua superficial alejados de
la zona de compostaje y relación C/N inicial entre 25 y 30. El caso contrario se
denomina proceso de compostaje no óptimo Sin embargo existen consideraciones
especiales sobre estos procesos que se mencionaran más adelante.
Otro de los parámetros a considerar es el contenido de humedad de la materia
prima a compostar, debido a que esta directamente relacionado con la generación
de lixiviados y los impactos potenciales que estos puedan generar sobre aguas
superficiales y subterráneas. De acuerdo a las encuestas y a las entrevistas con el
personal encargado del proceso en cada una de las empresas, los cultivos que
mayor problema presenta con la excesiva generación de lixiviados son los que
manejan residuos vegetales de Alstroemeria, seguidos por los que procesan Clavel
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y Mini clavel y en una misma categoría se encuentran residuos vegetales de Rosa,
Gerbera, Pompón y otros.
A continuación se presentan los impactos que se generan por el proceso de
compostaje con materiales vegetales, con el respectivo cambio que se produce
sobre el elemento ambiental, social o económico involucrado. Además de incluir el
efecto que se produce expresado por una escala que caracteriza y determina la
magnitud del impacto. La escala se define de acuerdo a los siguientes códigos:
B+= Impacto significativamente beneficioso, representa un cambio bastante
deseable en cuanto a mejorar la calidad del factor ambiental.
B= Impacto beneficioso, representa un cambio positivo en cuanto a mejorar la
calidad del impacto ambiental.
A+= Impacto significativamente adverso, representa un cambio no deseable
generando degradación en la calidad del elemento ambiental.
A= Impacto adverso, representa un cambio negativo en cuanto a la degradación
del elemento ambiental.
O= No se genera impacto, la acción no genera cambio ni benéficos ni adversos
sobre el elemento.
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3.3.1 Proceso de compostaje óptimo
Tabla 28. Matriz de impactos del proceso de compostaje óptimo.
Elementos ambientales
Cambio Efecto
El compost con una relación C/N similar a la del suelo (cercana a 10), aumenta la capacidad de intercambio catiónico en el suelo y la liberación lenta de nutrientes, aporta materia orgánica la cual ayuda a retener y liberar iones.
B+
Cuando el compost aplicado tiene una capacidad de intercambio catiónico moderadamente alta, se favorece la disponibilidad de nutrientes como el nitrógeno amoniacal, aluminio, calcio, magnesio, sodio y potasio.
B+ Químico
El compost aplicado con un pH cercano a la neutralidad, facilita la absorción de fósforo por parte de las plantas.
B
Un compost maduro con relación C/N cercana a 10, aporta materia orgánica, ayudando a mejorar las propiedades físicas del suelo, como la porosidad.
B+
Suelo
Físico Un compost maduro reduce los problemas de compactación y susceptibilidad de erosión debido al aumento de la porosidad, retención de humedad y permeabilidad del suelo.
B+
Agua Superficial
En el caso de un proceso óptimo, la escorrentía superficial no se presenta debido al adecuado manejo y recolección de los lixiviados que se generan durante el proceso.
O
Debido a que el suelo es impermeabilizado adecuadamente, la percolación de lixiviados a las agua subterráneas no representa un problema considerable.
O Agua Subterránea
El compost maduro aplicado favorece la retención de humedad, impidiendo la percolación de agua y nutrientes. Además de elevar la eficiencia del agua de irrigación.
B+
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Cuando el proceso de compostaje se desarrolla sin la presencia de zonas anaerobias, se generan CO2 y vapor de agua, siendo el CO2 un gas de efecto invernadero.
A
Atmósfera Calidad (gases)
Un aumento de la concentración de CO2 en la atmósfera beneficia el crecimiento de las plantas, ya que aumenta la tasa fotosintética de estas y produce una disminución de la evapotranspiración y por lo disminuya el agua de consumo por parte de la planta.
B
Durante la fase termófilica se alcanza temperaturas lo suficientemente altas como para eliminar los organismos patógenos y semillas de maleza.
B+ Microfauna y microflora En el caso de los cultivos, cuando los suelos han sido tratados con pesticidas, la
fauna microbiana se reduce, al agregar el compost este reinocula poblaciones de microorganismos benéficos para las plantas.
B+
El compost maduro tiene una relación C/N similar a la del suelo, de esta manera se libera lentamente los nutrientes como carbono y nitrógeno, favoreciendo el crecimiento de las plantas.
B Macrofauna
El compost mejora la porosidad de esta manera se facilita la entrada de aire y agua, generándose un ambiente propicio para el crecimiento de las plantas.
B+
Paisajismo Cuando la zona de compostaje es cubierta, se genera un impacto visual, sin embargo esto es amortiguado con la cantidad de invernaderos que se distribuyen en todo el cultivo.
O
Elemento económicos
Cambio Efecto
El compost maduro que se produce dentro del cultivo puede remplazar materiales como cascarilla y turba, generando una reducción de costos de los materiales adicionados para acondicionar el suelo.
B
Económico El compost maduro aporta a los suelos nutrientes, de esta manera se reduce la cantidad de fertilizante que se debe aplicar, así mismo se reducen los costos de fertilización.
B
(23) (12)
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3.3.2 Proceso de compostaje no óptimo
Tabla 29. Matriz de impactos del proceso de compostaje no óptimo
Elementos ambientales
Cambio Efecto
Si el compost aplicado tiene una relación C/N muy baja (< 10), se presenta un exceso de nitrógeno y deficiencia en cuanto al carbono, nutriente esencial para la fertilidad del suelo.
A+
Si al principio del proceso se inicia con una relación C/N muy alta y el tiempo de descomposición es muy corto, se produce un compost inmaduro con un exceso de carbono que al aplicarse al suelo puede generar secuestro de nitrógeno.
A+
En un proceso de compostaje no óptimo, la generación de lixiviados es más frecuente generando durante el proceso cambios tanto físicos como químicos en la zona de compostaje.
A
El compost con conductividades eléctricas muy elevadas (> 4 dS/m), pueden causar problemas de salinización a los suelos. A
Químico
El exceso de nitrógeno sales de amonio (amoniaco > 5 p.p.m.), favorece la nitrificación, esto causa acidificación del suelo al liberar iones hidrogeno.
A+
Los lixiviados ricos en sales (especialmente sodio), utilizados para riego pueden causar una pérdida de estructura del suelo, disminución de la porosidad, impidiendo la aireación y el flujo de agua.
A+
Suelo
Físico
Al aplicar compost inmaduro, el proceso de descomposición continúa en el suelo, aumentando la temperatura normal de este.
A+
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Los lixiviados que se generan durante el proceso, pueden infiltrarse si el suelo no es impermeabilizado o compactado. Los lixiviados infiltrados pueden llegar a aguas subterráneas con alto contenido de elementos mayores, secundarios y micro nutrientes, aumentando de esta manera la carga de las agua subterráneas, además puede lixiviarse compuestos orgánicos de los pesticidas aplicados.
A+
Agua Subterránea
Si el proceso de compostaje se desarrolla en un suelo arcilloso no impermeabilizado, se puede presentar la percolación de aniones, ya que las arcillas tienen capacidad de almacenar cationes. Los aniones como los nitratos se filtran fácilmente llegando a las aguas subterráneas.
A+
Un nivel freático poco profundo puede aportar aguas con niveles altos de nutrientes (del lixiviado filtrado del compost) a los cuerpos de agua superficial cercanos, produciendo a su vez eutrofización y contaminación por compuestos orgánicos en estos últimos.
A+ Agua Superficial
El proceso de escorrentía superficial con exceso de lixiviados genera problemas en las aguas superficiales de eutroficación, por el excesivo aporte de nutrientes. A+
Cuando el proceso se realiza con una frecuencia baja de volteo y un exceso de humedad se presenta una descomposición anaerobia, en estas condiciones se genera metano (CH4), compuestos azufrados estos últimos produce olores fuertes y desagradables. El CH4 es un gas de efecto invernadero. Se produce CO2.
A+
El metano es explosivo a una concentración de 5 a 15% en volumen en aire, así se produce riesgo de incendio en la zona de compostaje y sus alrededores. A+
Durante un proceso de descomposición anaerobia también se produce gases como el H2 y NH3, este último produce olores fuertes y desagradables.
A+
Durante la fase de maduración o decrecimiento y/o la descomposición anaerobia se producen ácidos grasos volátiles remanentes en el material produciendo olores desagradables.
A
Atmósfera Calidad (gases)
Si el contenido de nitrógeno total disponible en el material a compostar es muy alto, se presenta la volatilización de este elemento en forma de amoniaco, produciendo olores desagradables en la zona de compostaje.
A
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Microfauna y microflora
Cuando es aplicado compost inmaduro el proceso de descomposición continua en el suelo sobre el cual es aplicado, las temperaturas aumentan afectando la Microfauna normal del suelo.
A
Macrofauna
Un compost inmaduro con relación C/N alta al ser aplicado, toma nitrógeno del suelo, se produce una deficiencia de este nutriente para consumo de las plantas, por la competencia entre la planta y los microorganismos del compost.
A+
Paisajismo En este tipo de proceso la recolección de lixiviados es deficiente, por lo tanto se genera un impacto visual por los depósitos de agua alrededor de las pilas. A
Elemento social Cambio Efecto
Social Los olores fuertes y desagradables de los gases que se producen durante el proceso de compostaje afectan el trabajador encargado del proceso y las poblaciones aledañas al cultivo.
A+
(29) (12) (3)
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3.4 DIAGRAMA DE REDES 3.4.1 Proceso de compostaje óptimo
Zona de compostaje
Área cubierta Fase termófilica Generación de gases
Suelo impermeabilizado Temperatura CO2 Recolección Eliminación Atmósfera de lixiviados Patógenos Recirculación Abono Efecto invernadero Mejora productividad de lixiviados liquido de las plantas Nutrientes Efecto negativo Efecto positivo
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Área de aplicación de compost
Suelo Materia Orgánica Inoculación Percolación Porosidad Disponibilidad Microorganismos Retención Retención
de iones de humedad de nutrientes Eficiencia agua Permeabilidad Intercambio de irrigación catiónico Agua y aire Disponibilidad de nutrientes Evita compactación Crecimiento No Erosión de plantas Fertilidad Efecto negativo Efecto positivo
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3.4.2 Proceso de compostaje no óptimo
Zona de compostaje
Generación de Generación de Lixiviados Gases Escorrentía Percolación Productividad CO2 CH4 NH3 Gases Superficial olorosos
Suelo Agua subterránea Atmósfera Explosivo Efecto Bienestar Efecto trabajador Agua superficial Aprovechamiento Invernadero A. subterránea Comunidad
Cuerpos de agua Usos del agua Riego Consumo Consumo Consumo Agrícola humano Efecto negativo Efectos en salud Efecto positivo
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Área de aplicación de compost
Suelo
Cambios físicos Cambios químicos Cambios biológicos
Estructura Macroflora Microfauna Disponibilidad Salinización
de Nutrientes Porosidad (Nitrógeno) Competencia No patógenos Patógenos
Aireación Humedad Crecimiento de la planta
Fertilidad
Efecto negativo Efecto positivo
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3.5 PROCEDIMIENTO PROPUESTO PARA LA CUANTIFICACIÓN DE LOS IMPACTOS GENERADOS POR EL PROCESO DE COMPOSTAJE EN EL SECTOR FLORICULTOR.
Anteriormente, se realizó una descripción cualitativa de los impactos generados
por el proceso de compostaje y la aplicación del compost final. A continuación
se presenta una propuesta metodológica para la evaluación de los impactos
adversos y benéficos considerados de mayor relevancia a evaluar.
3.5.1 Análisis de laboratorio propuesto para cuantificar el impacto por lixiviados.
Para la cuantificación de los impactos generados principalmente por los
lixiviados que se producen durante el proceso, se debe tener en cuenta los
resultados de las concentraciones de los análisis de laboratorio y las
concentraciones de la normatividad que existe en suelo, agua, y a nivel nacional
e internacional, para posteriormente realizar una comparación.
Los análisis de laboratorio deben ser realizados con los lixiviados, el suelo y
agua freática, esto con el objetivo de determinar la presencia de lixiviados en la
zona de compostaje y en los elementos ambientales involucrados. El análisis de
cuantificación de lixiviados comprende un análisis preliminar de presencia
ausencia de compuestos orgánicos con el objeto de identificar los compuestos
orgánicos presentes, posteriormente análisis de la cuantificación de plaguicidas,
herbicidas, fungicidas. También un análisis de elementos iónicos especialmente
aniones que pueden percolar hasta aguas freáticas como Cloruros, Nitritos y
Nitratos, además de determinar el pH y la conductividad eléctrica.
Los análisis de suelos deben contener una muestra y un blanco en las cuales se
determine la presencia o ausencia de macro nutrientes y micro nutrientes, para
luego realizar la cuantificación de estos, análisis de la flora microbiana,
resultados del pH, conductividad eléctrica y capacidad de intercambio catiónico.
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Adicionalmente análisis de propiedades físicas del suelo como textura,
estructura, permeabilidad, densidades, etc.
En cuanto al agua freática, el análisis debe constar de presencia o ausencia de
compuestos orgánicos, nitritos, nitratos, y cloruros, incluir resultados de pH y
conductividad eléctrica y para cuerpos de agua superficial es recomendable
realizar análisis de materia orgánica (DBO y DQO).
Estos análisis deben ser realizados especialmente en los cultivos que no se lleva
a cabo un proceso de compostaje no óptimo, ya que es proceso de precolación
es más frecuente y el impacto sobre las agua freáticas, subterráneas y
superficiales es significativo.
3.5.2 Análisis de laboratorio propuesto para cuantificar el impacto por las
emisiones de CO2. En cuanto a la cuantificación del impacto positivo que se
genera por las emisiones de CO2 sobre la producción en los cultivos, se
recomienda realiza trabajos de campo, que consisten en destinar un sitio para
compostar los residuos vegetales producidos, junto a un área de cultivo bajo
invernadero. Para garantizar la entrada de CO2 se debe diseñar la compostera
totalmente cubierta, con tubos conductores que tomen el CO2 y lo transporten
al invernadero. Al mismo tiempo, se debe tener como control un invernadero
que se encuentre alejado de la zona de compostaje, de esta manera se
garantiza que la concentración de CO2 no excede la concentración normal en el
ambiente.
Para realizar la cuantificación de este impacto se debe comparar y medir
parámetros como el crecimiento de la planta, la productividad neta de biomasa,
la tosa fotosintética máxima. (23)
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3.5.3 Análisis de laboratorio propuesto para cuantificar el impacto sobre la
fertilidad del suelo. Se ha mencionado anteriormente que la aplicación de
compost reduce la cantidad de fertilizante que debe ser aplicado en las camas
cultivadas, para realizar esta evaluación se debe escoger un cultivo con un buen
proceso de compostaje. Realizar un análisis completo del compost incluyendo
análisis de estabilidad y maduración.
Para esta evaluación se debe escoger un suelo con características homogéneas,
con un cultivo de la misma variedad, edad. Se debe hacer un diseño estadístico
basado en un análisis de fertilidad del suelo con aplicaciones de diferentes dosis
de fertilizantes y compost, y medición de parámetros agronómicos.
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CONCLUSIONES
De acuerdo a la información suministrada y analizada en las encuestas de
ASOCOLFLORES, durante el periodo de 1997 hasta el 2000, se presento un
aumento progresivo del porcentaje de cultivos que realizaron compostaje para
procesar sus residuos vegetales, aunque en el año 2001 disminuyo un poco, es
un proceso importante dentro del manejo de los desechos orgánicos generados.
En cuanto a las encuestas diseñas y enviadas a los cultivos asociados a
ASOCOLFLORES, para obtener información del estado actual del proceso de
compostaje de los residuos vegetales, no se obtuvo la respuesta esperada. Pese
a esto, la información proporcionada por los siete cultivos encuestados y cinco
de estos visitados, suministra datos relevantes para la identificación de
impactos.
En dos de los cultivos visitados se compostan residuos de Clavel y Alstroemeria
respectivamente, en estos cultivos se presentan problemas considerables con
los lixiviados, ya que este tipo de residuos vegetales presentan exceso de
humedad comparativamente con residuos de Rosa, Pompón y otros. El cultivo
que composta Alstroemeria (Cultivo3) a pesar de estar cubierto e
impermeabilizado el suelo presenta generación de lixiviados, olores y moscas, lo
cual demuestra que además de esto es requerido un buen acondicionamiento
inicial del material (para mejorar tamaño, humedad, y nutrientes) y control
durante el proceso como una mayor frecuencia de volteo. Los olores afectan
directamente el personal que trabaja en la zona y la población vecina.
En el cultivo que composta residuos de clavel (cultivo 1), en el cual se generan
lixiviados y no existe control, no se encuentra impermeabilizado y se mencionó
que el suelo es franco-arenoso, sin embargo no fue posible establecer cual es la
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magnitud e importancia del proceso de percolación que se presenta en la zona
de compostaje y no se tuvo información sobre nivel freático.
Los cultivos en los cuales se tritura el material al iniciar el proceso de
compostaje, desarrollan un mejor proceso, el tener un acondicionamiento final
como triturado, genera un producto final de una mejor apariencia, en este caso
los cultivos 4 y 5 cumplen con estas condiciones, sin embargo en el cultivo 4 se
obtiene un compost de mejor calidad ya que se tamiza al final de la
descomposición.
Al comparar los dos mejores cultivos visitados por la calidad del proceso y el
compost obtenido, se observa una reducción en el tiempo de compostaje con el
sistema de hilera o pila activa que con el sistemas de pila estática con
ventilación pasiva, en este caso cultivo 4 y 5 respectivamente. Aunque el cultivo
5 desarrolla un proceso de compostaje bastante eficiente, el tiempo de
descomposición de material vegetal es demasiado alto, presentándose la
acumulación de residuos y la reducción de espacio en la zona de compostaje.
De los cinco cultivos visitados, el cultivo 2 en el cual se composta residuos de
rosa y miniclavel en un sistema de pila estática con aireación pasiva fue en el
que se observaron mayores deficiencias, asociadas a la generación de lixiviados.
Aunque impermeabilizan la zona con plástico, se genera lixiviado de forma
abundante y no cuenta con un sistema de recolección eficaz, se acumula
material ya que no se tiene un criterio establecido para determinar el tiempo
final del proceso.
Teniendo en cuenta los análisis de los parámetros físicos y químicos del
compost producido por las empresas floriculturas visitadas y al ser comparados
con los rangos establecidos por la norma técnica colombiana (NTC 5167), el
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compost producido en los cultivos cumplen con dichos rangos, permitiendo ser
clasificados como abono orgánico.
De acuerdo a la revisión literaria y las visitas a los cultivos, se determinó que un
proceso de compostaje deficiente puede generar impactos negativos dentro de
los cuales los más relevantes son, cambios en la estructura del suelo causada
por los lixiviados generados en la zona de compostaje, al mismo tiempo se
afecta las aguas subterráneas y superficiales por el aumento de nutrientes y
compuestos orgánicos, provenientes de los lixiviados que se percolan y fluyen,
emisiones de metano a la atmósfera cuado se desarrolla un proceso de
descomposición anaerobia, además de presentarse olores fuertes y
desagradables alrededor de la zona. En cuanto a la adición de un compost
inmaduro, el impacto que mas afecta es el secuestro de nutrientes en el suelo
afectando el crecimiento de las plantas y la fertilidad.
Por el contrario cuando se desarrolla un proceso de compostaje eficiente se
generan impactos positivos al adicionar el compost maduro resultante, mejora
las condiciones del suelo sobre el cual es aplicado, aumentando la capacidad de
retención de humedad, la disponibilidad de nutrientes, aumenta la porosidad y
de esta manera mejora la estructura del suelo. Aunque, se genera un impacto
negativo durante el proceso como es la producción de CO2, sin embargo este
impacto puede volverse positivo si se logra aprovechar este incremento dentro
del cultivo, mejorando así la producción de biomasa.
Un proceso óptimo de compostaje no esta estandarizado ya que pueden existir
diferentes métodos apropiados para compostar residuos vegetales, esto
depende de diferentes características como tipo de residuos vegetales, sistema
de compostaje, tipo de suelo, condiciones ambientales en la zona, control
durante el proceso, entre otros.
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RECOMENDACIONES
Para la cuantificación de impactos generados en el proceso de compostaje es
recomendable realizar los análisis mencionados en el numeral 3.5 del presente
trabajo. Sin embargo, es importante ampliar la cantidad de empresas
floricultoras encuestadas y visitadas, de esta manera se obtiene una mejor
elección de los escenarios más críticos, en los cuales se puede realizar los
análisis correspondientes.
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ANEXOS
ANEXO A. Encuesta manejo del proceso de compostaje.
ENCUESTA MANEJO PROCESO DE COMPOSTAJE De antemano agradecemos su colaboración al dedicar unos minutos de su tiempo para diligenciar esta encuesta Fecha: _________________ Cultivo: _____________________________________ Encuestado 1: ______________________________ Cargo: _____________________ Encuestado 2: ______________________________ Cargo: _____________________ 1. Características generales del cultivo a. Área del cultivo: ____________ b. Precipitación promedio anual: _______________ c. Humedad Relativa promedio: ___________ d. Temperatura promedio: _______________ 2. Tipos de plantas cultivadas
Planta Área 3. Condiciones generales del proceso de compostaje a. Los desechos vegetales proviene principalmente de los cultivos de: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________ b. La cantidad de desechos a compostar es _______________________________ c. ¿Cuál es la metodología utilizada para el desarrollo de compostaje? ___Hilera o Pila activa
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___Pila estática con ventilación pasiva ___Pila estática con ventilación activa ___Otra Cual: _________________________________ d. El área destinada para el proceso de compostaje es de: _______________________________________________________________________ e. ¿Qué dimensiones tiene la pila o hilera de los desechos a compostar? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________ Especificaciones ( aireación, otros): ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ f. ¿El área destinada para el proceso de compostaje tiene alguna cobertura? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________ g. ¿Se tiene conocimiento a cerca del tipo de suelo en el cual se realiza el proceso de compostaje? ____________________________ h. Si la respuesta anterior es afirmativa, ¿Qué tipo de suelo es? _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ i. ¿Tiene algún conocimiento de la profundidad a la que se encuentra el nivel freático en la zona destinada para el proceso de compostaje? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________ j. ¿El suelo del área destinada para el proceso de compostaje se impermeabiliza con: ___Arcilla ___Geotextil ___Plástico ___Compactación ___Otros Cuales____________________________ 3.1 Acondicionamiento del material a. ¿La materia prima es triturada antes de iniciar el proceso? _____________
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b. Si la respuesta anterior es afirmativa, ¿Cuál es el método de trituración y qué tamaño de partícula tiene la materia después de triturar? c. ¿Qué materiales son adicionados para acondicionar la materia prima antes del iniciar el proceso? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ d. ¿Durante el proceso de compostaje se adicionan otros materiales? si la respuesta es Sí, ¿Cuáles? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ e. Las características del sustrato y el producto final son:
Característica Inicio del proceso Final del proceso (compost) Tamaño de partícula Humedad (%) Relación C/N pH C.I.C (me/100g) Nitrógeno Carbono orgánico Fósforo Sodio Microorganismos
f. El producto final es utilizado en: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
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3.2 Control del proceso de compostaje 3.2.1 Temperatura a. ¿Se tiene algún registro de la temperatura? _______
b. Si la respuesta anterior es afirmativa, ¿Cuál es la temperatura máxima que se ha registrado durante el proceso? ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ c. ¿Cuánto tiempo ha permanecido el material con la temperatura máxima? ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
d. Luego de alcanzar la temperatura máxima, ¿Cuánto tiempo el material permanece a la temperatura ambiente? ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
e. Si la respuesta es negativa, ¿Cuáles son las características que muestran la variación de la temperatura durante el proceso? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3.2.2 Aireación a. De acuerdo al método utilizado para compostar el material vegetal, ¿Cuál es
la frecuencia de aireación del material? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3.2.3 Humedad
a. ¿Se tiene algún registro de control de humedad? _______
b. ¿Qué cantidad de agua es adicionada para el control de la humedad y en que momento se adiciona? _________________________________________________________________
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__________________________________________________________________________________________________________________________________
3.2.4 Generación de olores
a. ¿Durante el proceso de compostaje se perciben olores? ____________ b. ¿Qué tipo de olores se perciben? ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ c. Si la respuesta anterior es afirmativa, ¿En que etapas o bajo que condiciones se generan los olores? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3.2.5 Tiempo
a. ¿Cuál es el criterio utilizado para determinar el tiempo en el cual el proceso de descomposición se ha terminado? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ b. ¿En cuanto tiempo termina el proceso de compostaje? __________________________________________________________________________________________________________________________________
4. Problemas relacionados con el proceso de compostaje a. ¿Se ha observado lixiviación durante el proceso y en que momentos? (durante la lluvia, la descomposición del material, otros.) ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ b. Si la respuesta anterior es afirmativa, ¿Se ha realizado análisis de la composición de los lixiviados generados? ________________ c. Si la respuesta anterior es afirmativa, ¿Cuál es la composición típica de los lixiviados?
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____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ d. ¿Qué tratamiento se le hace a los lixiviados o como son manejados durante el proceso? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Observaciones:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
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ANEXO B. Cuadro comparativo del proceso de compostaje desarrollado en cada cultivo.
Cultivo 1 Cultivo 2 Cultivo 3 Cultivo 4 Cultivo 5 Cultivo 6 Cultivo 7
Área de compostaje
1 ha, al aire libre.
2800 m2, al aire libre.
435 m2, cubierta con polietileno.
260 m2, al aire libre.
540 m3, cubierta con polietileno.
2775 m2, al aire libre.
3440 m2, cubierta con polietileno.
Desechos vegetales que se compostan
Miniclavel y clavel estándar, 2000 toneladas al año.
Rosa y miniclavel, 370 toneladas al año.
Clavel y miniclavel.
Pompón, 200-250 toneladas al año.
Rosa, 3650 m3 al año.
Rosa y miniclavel, 450m3 al mes.
Alstroemeria, gerbera, miniclavel, 430ton/año
Suelo Franco-arenoso, no impermeabilizado.
Arcilloso, impermeabilizado con plástico.
Placa de cemento.
Arcilloso, con 40 cm. de recebo.
Arcilloso, no impermeabilizado.
Franco limoso, impermeabilizado con plástico.
Placa de concreto.
Metodo de compostaje o sistema
Hilera o pila activa, de 1.5 m x 1.5 m x 85 m.
Pila estática aireada, de 2 m x 2m x 100 m.
Hilera o pila activa, 1.5 m x 1.5 m.
Hilera o pila activa, de 2.5m x 2.5 m x 7 m.
Pila estática con ventilación pasiva, de 2m x 2m x 3m.
Pila estatica con ventilación pasiva, de 2m x 1.5m x 1.5 m.
Hilera o pila activa, 2m x 1.6 m x 9m.
Trituración No hay trituración antes de iniciar el proceso.
No hay trituración antes de iniciar el proceso.
Se tritura con picadora, tamaño de partícula de 4-2 cm.
Se tritura con picadora, tamaño de partícula de 5-10 cm.
Se tritura con picadora, tamaño de partícula 4-8 cm.
Se tritura con picadora, tamaño de partícula de 10cm.
No hay trituración antes de iniciar el proceso.
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Temperatura máxima
70ºC durante 3 días.
No hay registro ni control.
90ºC. 70ºC 70ºC 70ºC. 68ºC durante 8 días.
Materiales adicionados durante el proceso
Agua. Ninguno Composter en cada volteo.
Agua. Melaza. Bacterias termofilicas, agua, melaza, leche, kumis, soya.
Ninguno
Aireación y olores
Entre 7 y 8 volteos durante el proceso, generando olores.
La aireación depende de los vientos. Olores frecuentes por la generación de zonas anaeróbicas.
Se voltea cada 15 días, generando olores.
Se voltea cada 15 días, generando olores. Presencia de moscas.
Se voltea cada 8 semanas, generando olores. Constante olor a melaza.
Se voltea cada mes, generando olores, estos también se generan cuando hay exceso de humedad.
Cada 8 días, generando olores, también se producen en las etapas iniciales.
Humedad Se adiciona agua cuando el material esta seco.
No se adiciona agua durante el proceso.
No se adiciona agua durante el proceso.
Se adiciona agua en época de verano.
No se adiciona agua durante el proceso.
Se adiciona agua cuando el material esta seco.
No se adiciona agua durante el proceso.
Tiempo Criterio: Carbono orgánico > a 15 y la relación C/N > a 12. El proceso demora 2.5 meses.
Criterio: la textura y el color del material. El proceso demora de 1 mes a 2 meses.
Criterio: la textura y el color del material. El proceso demora de 2 mes a 2.5 meses.
Criterio: Numero de volteos, textura y color. El proceso demora de 3 a 3.5 meses.
Criterio: Textura y tiempo. El proceso demora 4 meses.
Criterio: disminuye la temperatura, la textura del material. El proceso demora 2.5 meses.
Criterio: disminuye el olor a amoniaco 90%, la temperatura oscila entre 35-45ºC. De 2.5 a 3 meses.
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Lixiviación No se realiza ningún tratamiento, generación durante la lluvia y por descomposición
No se realiza ningún tratamiento, generación durante la lluvia y por la descomposición.
Recirculación a las pilas, generación durante la descomposición.
Recirculación a las pilas generación durante la descomposición y lluvias.
No se generan lixiviados durante el proceso.
Recirculación a las pilas, generación durante la lluvia y la descomposición.
Se incorpora en forma de riego a zona de eucaliptos. Durante la lluvia y la descomposición.
Usos Acondicionador de praderas, jardines, campos de golf, frutales.
Comercializado externamente y utilizado como acondicionador de suelos.
Mejoramiento de jardines, pasto y cultivo interno de limonium.
Se utiliza como acondicionador del suelo dentro del cultivo.
Se utiliza como acondicionador en las camas hidropónicas
Ns/nr. Enmiendo de suelos de los cultivos internos.
Nota: Los cultivos 6 y 7 no fueron visitados, solo fueron encuestados.
