COMPOSTAJE Felipe Moreau ¿QUÉ ES? “Proceso biológico mediante el cual los microorganismos actúan sobre la materia rápidamente biodegradable (restos de cosecha, excrementos de animales y residuos urbanos), permitiendo obtener un producto final homogéneo, conocido como compost” BENEFICIOS Efectos en el suelo: Mejora la estructura Mejora la aireación Controla patógenos Aumenta la fertilidad Aumenta la capacidad de retención de agua Mejora las propiedades físicas, químicas y biológicas VENTAJAS Sistema de reciclaje. Útil revaloración de residuos Optimiza recursos existentes al aprovechar residuos Reduce volumen de residuos Producto comercializable Aumenta la vida en el suelo. Estimula su actividad biológica Fácil de preparar, poco espacio (a pequeña escala) Bajo costo, solo mano de obra (a pequeña escala) Aumenta el contenido de materia orgánica DESVENTAJAS Alta inversión inicial a nivel comercial Necesidad de espacio (terreno) Mal manejo: mal olor, ratones ORGANISMOS ORGANISMOS ORGANISMOS Macroorganismos: Trituran distintos residuos: detritívoros Rompen y disgregan los materiales, facilitando la acción de microorganismos Gusanos, lombrices, ácaros y arañas, ciempiés, escarabajos y otros ORGANISMOS Microorganismos: Responsables del proceso de compostaje Degradan un amplio rango de compuestos: Proteínas. Carbohidratos complejos. Aminoácidos. Azúcares simples . Presencia y acción condicionada por las condiciones físicas y químicas de la pila Temperatura: Uno de los factores más importantes. Influye en la proliferación y sobrevivencia de éstos. ORGANISMOS Tipos de microorganismos: Bacterias: Microorganismos más pequeños y numerosos. Principales responsables de la descomposición y de la generación de calor. Según temperaturas se pueden clasificar en: Mesófilas: rol importante durante la primera etapa del compostaje Termófilas: predominan sobre los 40°C, principalmente del género Bacillus ORGANISMOS Tipos de microorganismos: Actinomicetos: Bacterias filamentosas. Degradación de compuestos orgánicos complejos: Materiales leñosos Paja Aserrín Algunas aparecen durante la etapa termófila. Otras son más importantes en la etapa de maduración: Cuando sólo quedan materiales más resistentes de degradar ORGANISMOS Tipos de microorganismos: Hongos: Degradan celulosas y ligninas: materiales más resistentes. Importantes en la etapa de maduración: Temperaturas moderadas Degradada la mayor cantidad de azúcares solubles ORGANISMOS Tipos de microorganismos: Protozoos: Transforman nutrientes en formas disponibles. Aumentan la descomposición y la formación de agregados. Evitan que patógenos se establezcan en las plantas. Son alimento de nemátodos, lombrices, entre otros. ORGANISMOS Tipos de microorganismos: Nemátodos: Mineralizan nutrientes a formas asimilables. Comen y regulan poblaciones de microorganismos. Comen patógenos. Algunos parasitan larvas de coleópteros. PROCESO Oxidación biológica de residuos orgánicos en condiciones controladas de humedad, temperatura y aireación, realizado por microorganismos. Éstos utilizan carbono y nitrógeno disponibles en los residuos, liberando energía y producen, a través de una serie de reacciones bioquímicas, agua, dióxido de carbono, humus y sales minerales. PROCESO PROCESO Biología: Microorganismos para reproducirse y crecer degradan los residuos, forman energía y sintetizan nuevo material celular La obtención de energía puede ser por medio de la respiración y la fermentación Una serie de reacciones: Liberan energía en forma de calor. Forman una serie de compuestos orgánicos que utilizan los microorganismos hasta completar la degradación de los residuos. PROCESO Biología: Microorganismos Producen : una serie de enzimas extracelulares (proteasa, amilasa, lipasa) y otras que transforman los materiales insolubles en solubles. Así son utilizados finalmente por éstos como nutrientes para su crecimiento. PROCESO Etapas: Proceso exotérmico: genera calor Temperatura varía según la actividad metabólica de los microorganismos: 4 etapas: mesófila, termófila, de enfriamiento y maduración. PROCESO Etapas: Fase I o Mesófila: (10-40 °C) Residuos a temperatura ambiente. Microorganismos mesófilos se desarrollan utilizando: Hidratos de carbono. Proteínas fácilmente asimilables. Microorganismos crecen y se multiplican descomponiendo. Temperatura se eleva alcanzando 40°C en pocos días. Duración variable y depende de: Oxígeno, humedad, relación carbono/nitrógeno y tipo de residuos utilizados. PROCESO Etapas: Fase II o Termófila: (40-75 °C) Temperatura sube hasta 60 ó 70 °C. Microorganismos mesófilos mueren. Microorganismos termófilos se desarrollan. Al comienzo, bacterias y hongos termófilos: Desde 60 °C: Hongos termófilos cesan su actividad y aumentan los actinomicetos. Temperatura alta mantenida por varios días: Degradan celulosa y parcialmente lignina. Sube la temperatura. Disminuye la actividad biológica. Pasteurización del medio: patógenas, parásitos y semillas. Volteos para oxígeno: microorganismos consumen rápidamente. PROCESO Etapas: Fase III o de enfriamiento: Casi toda la materia orgánica se ha transformado. Temperatura empieza a disminuir: Se genera menos calor del que se pierde. Bacterias Se y hongos mesófilos: Reinvaden y degradan celulosa y lignina restantes. reconoce cuando: Después de voltear no aumenta temperatura. PROCESO Etapas: Fase IV o de maduración: Requiere de meses a temperatura ambiente: Reacciones de condensación y polimerización de humus. Degradación Fitotóxicos. de ácidos orgánicos de la fase termófila: PROCESO Etapas: PROCESO PROCESO Factores que Influyen: Tipo de sustrato (residuos) Aireación o presencia de oxígeno Contenido de humedad pH Relación carbono/nitrógeno PROCESO Factores que Influyen: Tipo de sustrato (residuos): Condicionan la calidad del producto final. Características físicas influyen: descomposición y oxígeno. Principales características que se deben considerar: Porosidad: aireación y movimiento del aire. A mayor porosidad, mayor aireación. Tamaño de partículas: menor aumenta superficie, favorece actividad de microorganismos y tasa de descomposición. Tamaño ideal: 2 a 5 cm. Menor produce compactación, poca aireación y menos actividad microbiana, retardando proceso. PROCESO Factores que Influyen: Relación Carbono/Nitrógeno: Elementos más importantes: Proteínas, carbohidratos y lípidos que forman microorganismos. Permite conocer velocidad de descomposición: 25/1 a 35/1: Relación teórica adecuada. Mayor a 35: Nitrógeno insuficiente: Disminuye actividad biológica y se retrasa el proceso. Menor a 30: Nitrógeno excesivo: Puede perderse como amoniaco (NH3): olor desagradable. Guanos, materiales verdes y húmedos: baja relación. Materiales leñosos y secos: alta relación. PROCESO Factores que Influyen: PROCESO Factores que Influyen: Humedad: Microorganismos necesitan agua: Medio para transportar nutrientes y otros elementos. Determinante en el intercambio gaseoso. 40-60%: Óptimo. Mayor ocupa todos los poros: anaeróbico (putrefacción). Menor disminuye actividad de microorganismos y retarda. Depende de las materias primas. Test manual: Apretar un puñado de compost: Si aparecen algunas gotas: óptima. Si no gotea nada: insuficiente. Si chorrea: excesiva. PROCESO Factores que Influyen: Aireación: Proceso aeróbico. Oxígeno: esencial para el metabolismo y la respiración de los microorganismos. Doble objetivo: Aportar oxígeno suficiente a los microorganismos. Permitir al máximo la evacuación de CO2 producido. Mayor al 5%: adecuada actividad de microorganismos. Manejo para mejorar aireación: volteo. Volteo: oxigena, evacúa CO2, mezcla y suelta materiales. PROCESO Factores que Influyen: Aireación: PROCESO Factores que Influyen: Temperatura: Refleja actividad biológica. Se relaciona con: Tamaño de la pila, contenido de agua y relación carbono/nitrógeno. A menor relación carbono/nitrógeno: mayores temperaturas. Controlar temperatura durante todo el proceso: Excesivas temperaturas pueden eliminar microorganismos que realizan el proceso y aumentar el riesgo de incendios en la pila. PROCESO Factores que Influyen: Temperatura: PROCESO Factores que Influyen: pH: Microorganismos tienen diferentes requerimientos de pH. 6.5 a 8: Ideal. Varía durante el proceso: Disminuye al principio: producción de ácidos orgánicos (mesófila). Aumenta (termófila). Finalmente disminuye y se estabiliza (maduración). PROCESO Factores que Influyen: MATERIALES Material orgánico no contaminado: Residuos Restos vegetales jóvenes: hojas, frutos, tubérculos, etc. Ricos en nitrógeno y pobres en carbono. Restos de cultivos: vegetales adultos: troncos, ramas, tallos, etc. Menos ricos en nitrógeno. Restos de poda: Triturarlos, trozos grandes alargan descomposición. Cortes de pastos, malezas u otros Residuos sólidos urbanos: Restos de comidas, residuos de casa y otros. MATERIALES Material orgánico no contaminado: Estiércol animal y purines Residuos de explotaciones madereras: Aserrín, Residuos Orujo virutas de madera y otros. de agroindustrias: de uva, animales y otros. Plantas marinas Minerales: Roca fosfórica y otros compuestos. MATERIALES Material orgánico no contaminado: MÉTODOS Varían de acuerdo a: Condiciones de aireación Periodo de volteo Calidad producto final Se dividen en cuatro grupos: Compostaje pasivo en pilas estáticas Compostaje en pilas de volteo Compostaje en pilas estáticas con aireación (pasiva, forzada) Compostaje en Biodigestores MÉTODOS Compostaje pasivo en pilas estáticas: MÉTODOS Compostaje pasivo en pilas estáticas: Más antiguo y simple Apilar residuos orgánicos Son descompuestos en forma lenta Sin manejos Aireación natural Microorganismos anaeróbicos: Baja tempera, lenta descomposición y puede haber malos olores, gases y líquidos no deseados. Baja calidad del producto final MÉTODOS Compostaje en pilas de volteo: MÉTODOS Compostaje en pilas de volteo: Pilas alargadas de forma triangular o trapezoidal 2 a 5 m de ancho x 1 a 3 m de alto y largo variable Volteos regulares: manuales o mecánicos Frecuencia del volteo debe ir disminuyendo Efectos del volteo: Mezclado, evitar compactación, intercambio gaseoso, control de temperatura, humedad y pH. Proteger Evitar del exceso de humedad: falta de oxígeno. MÉTODOS Compostaje en pilas estáticas aireadas: Pilas iguales que en el sistema anterior Aireación pasiva o forzada No hay necesidad del volteo. a) Con aireación pasiva: Airearlo a través de una red de tuberías perforadas colocada en la parte inferior de la pila Cubierta porosa: flujo adecuado Mezcla inicial adecuada: Óptima porosidad y estructura. MÉTODOS a) Con aireación pasiva: MÉTODOS b) Con aireación forzada: MÉTODOS b) Con aireación forzada: Red Se de tuberías de aireación suministra aire frecuentemente. Requiere de mayor inversión: Compresor de aire, red de tuberías, válvulas y sistemas de control de presión de aire, temperatura y humedad. Disminuye Mayor el tiempo de compostaje: control de los factores. MÉTODOS Compostaje en biodigestores: MÉTODOS Compostaje en biodigestores: Contenedor cerrado Proceso aeróbico acelerado Inyectores de aire y agua: Mantienen condiciones ideales en la mezcla. Facilita el trabajo de los microorganismos. MÉTODOS Compostaje en biodigestores: MANEJOS Producir compost de calidad: En el menor tiempo posible Reducir al mínimo los olores Reducir la contaminación (lixiviación) Mejorar el uso de los materiales: Equipos, terreno y mano de obra Seguridad, control de olores y sanidad MANEJOS Seguridad: Vestimenta adecuada Riesgo de incendios: Cigarros, fósforos o aumento de temperatura de la pila: Más de 75ª: incendio incontrolable. Difíciles de detectar y de apagar. Factores: Menos de 40% de humedad. Imposibilidad de agregar agua homogéneamente. Aireación deficiente. Pilas muy grandes. Mal control de temperatura. MANEJOS Seguridad: Riesgo Para de incendios: minimizar: Buen manejo de humedad y aireación Medir diariamente la temperatura Cortafuegos alrededor del sector de compostaje Tener extintores MANEJOS Control de olores: Compostaje aeróbico no huele mal Proceso anaeróbico sí puede oler mal Malos olores pueden venir de: Materiales Tres o condiciones del proceso inapropiados. principales fuentes de olores: Materiales o residuos, pérdida de amonio (baja relación c/n) y condiciones anaeróbicas. MANEJOS Sanidad: Posibles patógenos: Pueden enfermar a trabajadores. Residuos animales industriales, como guanos: Pueden contener salmonellas, E. coli, parásitos, entre otros. Tomar todas las medidas necesarias: Guantes, Aserrín, virutas de maderas y lodos: Metales lavarse las manos, entre otras. pesados: Pueden ser traspasados por contacto directo con la piel. Contaminar el suelo y el agua (lixiviados). MANEJOS Condiciones climáticas: Bajas temperaturas prolongadas: Disminuye Altas Demora más. temperaturas prolongadas: Mayor la actividad de los microorganismos: pérdida de agua por evaporación. Control de humedad más frecuente. Precipitaciones Pueden producir problemas. Al aire libre pueden absorber demasiada agua: Disminuye oxígeno y se vuelve anaeróbico. Cubrir con plástico. MANEJOS Control de los factores claves: Temperatura Humedad MANEJOS Control de los factores claves: Temperatura: Refleja el estado del proceso. Sobre 55° C: destrucción de semillas, patógenos y parásitos. Ideal termómetro y tomar nota: Registro diario a una misma hora en las primeras etapas. Luego menos frecuencia. Introducir termómetro cerca del centro. Tomar en centro y a ambos lados. Control manual: ¡Sí, está caliente! MANEJOS Control de los factores claves: Temperatura: MANEJOS Control de los factores claves: Humedad: Microorganismos necesitan agua. Contenido óptimo de 50 a 60%. Apretar con la mano un puñado de compost: MANEJOS Control de los factores claves: Humedad: Apretar con la mano un puñado de compost: Si caen gotas y la mano se humedece: 60% aprox. Si se humedece la mano y el material toma la forma en la cual se apretó: 50% aprox. Si no se humedece la mano y los materiales se disgregan: menos de 40%. MADUREZ Y CALIDAD Duración variable y dependerá de: El sistema de compostaje utilizado Materiales utilizados Condiciones climáticas Manejos realizados, entre otros MADUREZ Y CALIDAD Proceso de maduración: Después de la fase activa: Se requiere más de un mes. El compost desarrolla las características deseadas. En este proceso se sintetizan las sustancias húmicas El grado de madurez afecta la utilización: Maduro No o inmaduro. requiere de volteos MADUREZ Y CALIDAD Test de maduración: Pruebas Si de germinación: germina 80% o más: baja o nula fitotoxicidad. MADUREZ Y CALIDAD Test de maduración: MADUREZ Y CALIDAD Olor luego de ser almacenado: Colocar muestra húmeda en bolsa plástica una semana a temperatura de 20 a 30°C: Maduro: suave olor a tierra al abrir la bolsa. Inmaduro: fermentación anaeróbica y fuerte olor. Métodos de observación: Olor: compost maduro huele a tierra de hojas Temperatura estable: similar a la ambiental Color: se oscurece con la madurez, café oscuro o negro COMPOSTAJE CASERO COMPOSTAJE CASERO COMPOSTAJE CASERO Aflojar 30 a 60 cm de suelo Enterrar palo de unos 2 m Capa de paja y materia seca Capa con restos de cocina y plantas verdes Capa de estiércol Tierra negra (opcional) Regar Repetir hasta alcanzar altura total: 1 m x 1 m x 1 m es un buen tamaño COMPOSTAJE CASERO COMPOSTAJE CASERO Tarro de 200 L aprox. Sin tapa ni fondo y con agujeros Ponerlo a 30 cm del suelo (sobre algo) Partir poniendo materiales igual que en pila Echar todos los desechos de la cocina Cada tanto un poco de tierra (opcional) O cubrirlo con materia seca Remover para airear Tapar (lluvias) COMPOSTAJE CASERO COMPOSTAJE CASERO 1mx1mx1m Cuadrado con malla de alambre Agregar material por capas Desechos orgánicos diarios Mantener tapado (lluvias) Cuando está lleno desarmar estructura Construir otra COMPOSTAJE CASERO COMPOSTAJE CASERO COMPOSTAJE CASERO COMPOSTAJE CASERO COMPOSTAJE CASERO COMPOSTAJE CASERO BIBLIOGRAFÍA “El compostaje y su utilización en agricultura” (Manuales FIA de Apoyo a la Formación de Recursos Humanos para la Innovación Agraria, Gobierno de Chile, Universidad de las Américas). “Abono orgánico – compost” (Programa de huertas comunitarias). “Manual de microbiología y remineralización de suelos en manos campesinas” (Jesús Ignacio Simón Zamora).