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UNIVERSIDAD NACIONAL DELCOMAHUE
Maestra en Intervencin Ambiental. Orientacin:Ingeniera Ambiental
Facultad de Ingeniera
EVALUACIN DEL DESEMPEO DE DIFERENTESPROTOTIPOS DE COMPOSTADORES EN ELTRATAMIENTO DE RESIDUOS ORGNICOS
Trabajo de Tesis presentado por:
Juan Pablo Arrigoni
Licenciado en Saneamiento y Proteccin Ambiental
Universidad Nacional del Comahue
Neuqun, 2011
1 Introduccin
La disposicin final de los residuos slidos urbanos (RSU) se ha convertido
en un grave problema ambiental debido a la disminucin de los sitios de vertido y
al aumento de regulaciones ambientales (Singh et al., 2009). A nivel mundial, la
legislacin actual tiende a eliminar y/o minimizar los riesgos para la salud de los
habitantes e implica un mejoramiento sustancial en la gestin de los residuos
(Woodard et al., 2004). La fraccin orgnica generada en domicilios particulares
constituye, aproximadamente, el 50% del total y est compuesta principalmente
por residuos de cocina (Papadopoulos et al., 2009). Actualmente la gestin de
los residuos se orienta hacia sistemas integrales y sostenibles (Woodard et al.,
2004), donde la recuperacin, como el reciclado y el compostaje se vuelven
opciones sustentables para reducir los vertidos en rellenos sanitarios y/o a cielo
abierto (Zurbrgg et al., 2005).
La clasificacin de residuos es un proceso importante en los sistemas de
reciclado modernos y puede ser implementada en origen o luego de la
recoleccin. Un sistema ideal de separacin en origen, adems de minimizar el
gasto energtico y la carga sobre el proceso de clasificacin posterior, reduce los
riesgos para la salud y los costos del reciclado, brindando oportunidades para la
innovacin (Mason et al., 2004).
En consecuencia, se observa un creciente inters en el compostaje, definido
como un proceso microbiolgico que transforma los residuos orgnicos en una
enmienda rica en materia orgnica y nutrientes, que puede ser devuelta al suelo
incrementando su capacidad productiva (Zurbrgg et al., 2005; Krner et al.,
2008; Papadopoulos et al., 2009), otros autores lo definen como un proceso
biooxidativo controlado que involucra: (i) un sustrato orgnico heterogneo en
estado slido; (ii) una etapa termoflica y liberacin temporaria de fitotoxinas y
(iii) una etapa de maduracin que finaliza en la produccin de materia orgnica
estabilizada (compost) y minerales (Zucconi & De Bertoldi, 1987). Es la prctica
ms recomendada a nivel mundial dar un tratamiento ambientalmente sostenible
a la fraccin orgnica de los residuos municipales y a los generados por la
agricultura, a partir del cual, se puede obtener, un producto de alto valor agrcola
(Rynk et al., 1992; Laos, 2001; Tognetti, 2007).
Con este fin, una alternativa prometedora para dar tratamiento a estos
residuos es promover la separacin y el compostaje a nivel domiciliario
(Papadopoulos et al., 2009), ya que un alto nivel de clasificacin en la fuente,
est asociado a un incremento en el mejoramiento de la calidad del producto
final: compost (Mason et al., 2004; SAyDS, 2006). El compostaje en plantas de
grandes dimensiones, con un alto nivel de mecanizacin utilizadas en el
compostaje centralizado, suele asociarse a problemas econmicos que impiden
la implementacin de sistemas en plantas de tratamiento a gran escala (Krner
et al., 2008). En este contexto, el compostaje a menor escala y en forma
descentralizada se muestra ms accesible (Zurbrgg et al., 2004).
Las investigaciones que recomiendan la implementacin del compostaje
descentralizado remarcan sus beneficios econmicos y de efectividad frente a la
alternativa centralizada (Bench et al., 2005; Kalamdhad & Kazmi, 2009a). Una
tecnologa que ha mostrado elevada eficiencia al emplearse en el compostaje
descentralizado, corresponde a los denominados compostadores (Rotary Drum
Composter, en ingls), estos consisten en un sistema de compostaje semi
esttico, que provee agitacin, aireacin y mezclado (Illmer & Schinner, 1997;
USEPA, 1997; Jasim & Smith, 2003; Bench et al., 2005; Zurbrgg et al., 2005;
Kalamdhad & Kazmi, 2008; Kalamdhad et al., 2009; Papadopoulos et al., 2009).
Pueden disearse para brindar tratamiento a un flujo continuo de residuos,
aplicarse a diversos tipos de residuos, instalarse en el mismo sitio de generacin
y reutilizar los residuos donde fueron generados, disminuyendo as las
cantidades a transportar, los costos operativos y de investigacin asociados
(Zurbrgg et al., 2005). De esta manera, el compostaje descentralizado en
instituciones, vecindarios o a nivel comunitario puede lograrse a un bajo costo y
generando un impacto positivo sobre la gestin de residuos local (Kalamdhad et
al., 2009).
Las variaciones tpicas ms estudiadas y publicadas en la actualidad estn
asociadas a la evolucin del proceso de compostaje (temperaturas mesoflicas y
termoflicas, humedad, tiempo de maduracin, etc.) y son prcticamente
exclusivas de los sistemas de compostaje tradicionales (pilas o hileras a campo),
por lo tanto, el conocimiento desarrollado sobre estos sistemas no es
completamente aplicable al compostaje mediante compostadores. Esto se debe,
principalmente, a que las sucesivas incorporaciones de material crudo, alteran el
desarrollo tpico de la temperatura y la disminucin de la relacin C/N (Illmer &
Schinner, 1997). Se ha descripto como diferentes tipos de residuos pueden ser
reciclados mediante compostadores domsticos, sin embargo, a pesar de ser
una tecnologa ya probada, diversos aspectos deben investigarse para mejorar el
desempeo de la misma (Kalamdhad & Kazmi, 2009a). Por un lado, Singh et al.
(2009) y Papadopoulos et al. (2009) hacen referencia a un rango de tiempo muy
amplio, entre 45 a 365 das para la maduracin del compost producido en estos
sistemas, mientras que en otros trabajos se describen tiempos requeridos de 14
a 21 das (Kalamdhad et al., 2008; Kalamdhad & Kazmi, 2008; Kalamdhad et al.,
2009; Kalamdhad & Kazmi, 2009b).
Estas diferencias, se basan principalmente, en la formulacin experimental
de cada trabajo y/o una variabilidad inherente al sistema de tratamiento en
estudio. En la informacin disponible suele caracterizarse el producto final, pero
es limitada respecto del proceso de estabilizacin y maduracin (Singh et al.,
2009). El estudio de los aspectos operativos y la dinmica del compostaje de
residuos institucionales es muy limitada, as como el efecto de distintas
frecuencias de mezclado/volteo, mezclas de diferentes residuos, calidad y
estabilidad del compost obtenido (Kalamdhad & Kazmi, 2009a; Kalamdhad &
Kazmi, 2009b).
En Argentina, se ha doblado el esfuerzo para evitar la disposicin final a
cielo abierto de los RSU, por tal motivo se promueve la investigacin en
tecnologas innovadoras que permitan dar un tratamiento sustentable a los
residuos propios de la actividad antrpica (SAyDS, 2006). Un componente
importante de esta poltica nacional ser establecer los lineamientos para regular
el proceso de compostaje as como la aplicacin del producto final, debido a la
falta de normas especficas en este sentido. Esta condicin marca una
necesidad de investigacin para el desarrollo de prcticas sostenibles en el
tratamiento de los residuos orgnicos.
En la Patagonia argentina, la actividad hidrocarburfera es una de las
principales actividades asociadas al desarrollo econmico y presenta un contexto
propicio para el establecimiento de experiencias innovadoras en materia de
polticas y prcticas ambientales. Las empresas que prestan servicios en los
yacimientos hidrocarburferos manifiestan un alto compromiso con el cuidado del
ambiente, y muy frecuentemente son conducidas por las empresas operadoras a
la implementacin de Sistemas de Gestin Ambiental. Esta realidad ha llevado a
la identificacin de los residuos como uno de los aspectos ambientales al cual
deben dar tratamiento para evitar de esta manera los impactos que derivan de su
incorrecta gestin.
En un yacimiento hidrocarburfero, los residuos orgnicos representan
aproximadamente un 50% del total (exceptuando suelos empetrolados), y esta
proporcin aumenta si solo se consideran los comedores que prestan servicios
en dichos yacimientos. Los residuos orgnicos de comedores constituyen una
materia prima adecuada para un tratamiento de compostaje (Tchobanoglous et
al., 1994; Tchobanoglous & Kreith, 2002; Bernal et al., 2009), y frecuentemente
se separan de otras categoras de residuos en el lugar de origen, favoreciendo
de esta manera las posibilidades de obtener un compost de elevada calidad. En
general, hay menos opciones que en las ciudades al momento de gestionar
adecuadamente los residuos (servicio de transporte, sitio de disposicin final,
acceso de recicladores, etc.), razn que hace necesaria la bsqueda de
alternativas para mejorar su gestin. La ausencia de sitios adecuados
tcnicamente para la disposicin final de los residuos (rellenos sanitarios)
acenta los riesgos de impacto en el yacimiento por una inadecuada gestin.
Por otro lado, el bajo contenido de materia orgnica (MO) en los suelos de la
regin, favorece la aplicacin de enmiendas orgnicas con alto contenido de
materia orgnica estabilizada para incorporar este elemento en los suelos. Otra
prctica que debe fomentarse para el fortalecimiento del desempeo ambiental
de las empresas es la participacin, formacin y entrenamiento del personal
involucrado con la generacin de residuos, en prcticas sostenibles y
recomendadas a nivel internacional.
Este contexto muestra al compostaje descentralizado como una fuente de
incgnitas e incertidumbres en el mbito tecnolgico argentino, as como una
estrategia con elevado potencial de xito para mejorar el desempeo ambiental
en el tratamiento de residuos orgnicos en la actividad hidrocarburfera. Por
estas razones se plante dar tratamiento in-situ a los residuos orgnicos de un
comedor ubicado a 25 km en direccin Noroeste de la ciudad de Neuqun, con
la participacin del personal de un comedor que abastece regularmente (de
lunes a viernes) a un promedio de aproximadamente 65 personas por da.
1.1 Hiptesis
1. Los compostadores constituyen una herramienta eficaz para la
transformacin de los residuos orgnicos de un comedor en enmiendas
orgnicas (compost).
2. Los compostadores construidos a partir de plsticos reciclados y
tambores metlicos reutilizados brindan prestaciones similares respecto a
su funcionalidad y aptitud al ser utilizados en sistemas de compostaje.
3. El proceso de compostaje (etapas mesoflica, termoflica y maduracin)
se desarrolla de manera similar en los tres prototipos de compostadores.
4. La calidad de los compost es independiente del diseo de compostador
que se utilice para la obtencin del producto.
5. El proceso de compostaje y la calidad de los compost producidosmediante compostadores son similares a los obtenidos en los sistemasde compostaje tradicionales.
1.2 Objetivos generales
Estudiar el proceso de compostaje de los residuos orgnicos de uncomedor mediante la utilizacin de tres prototipos de compostadores de
diseo y construccin locales.
Evaluar el desempeo de los prototipos de compostadores mediantevariables cuali-cuantitativas para identificar las caractersticas del diseo
y operacin asociadas con un mayor potencial para su posterior
desarrollo.
1.3 Objetivos especficos
1. Disear y construir tres prototipos de compostadores experimentales a fin
de evaluar sus prestaciones para el compostaje de residuos orgnicos
1010
generados en un comedor.
2. Utilizar materiales reciclables (plsticos) y reutilizables (tambores
metlicos) en la construccin de los prototipos de compostadores.
3. Caracterizar el proceso de compostaje en compostadores.
4. Evaluar diferencias en el desempeo de los tres prototipos de
compostadores en funcin de la calidad de los productos obtenidos.
5. Identificar diferencias de logstica, proceso y producto final debidas a la
aplicacin de un sistema de compostaje con compostadores vs un
sistema tradicional (pilas o hileras).
2 Marco terico2.1 Los residuos slidos domiciliarios.
La migracin promovida por la revolucin industrial, desde las reas rurales
hacia los centros urbanos (Europa, 1750-1850), fue causando una masiva
expansin de la poblacin en las ciudades y por consiguiente un incremento en
los volmenes de residuos provenientes de los hogares. Estos cambios dieron
origen al establecimiento de las primeras normas para hacer frente al problema
de los residuos (riesgos para la salud, atraccin de moscas y roedores). Pasada
la segunda guerra mundial (1960 en adelante), surge la preocupacin por
establecer normas ms estrictas para el vertido de residuos como consecuencia
de importantes contaminaciones y daos producidos debido al vuelco de
productos qumicos como arsnico, cianuro, bifenil policloruros (PCBs) entre
otros (Williams, 2005).
En respuesta a la preocupacin generada por el vuelco indiscriminado de
residuos, en el ao 1976, Estados Unidos de Norte Amrica establece el Acta
Federal para la Conservacin y Recuperacin de los Recursos (Federal
Resource Conservation and Recovery Act), una mejora a la ya establecida Ley
de disposicin de residuos (Solid Waste Disposal Act, 1965). Se profundiza la
visin de los residuos como una fuente de recursos posibles de ser utilizados y
se establece el marco para la promocin de programas nacionales que permitan
a los distintos estados alcanzar una gestin de residuos, ambiental y
econmicamente sostenibles. Un hito en la historia de la legislacin de este pas,
ocurre a partir del programa Opportunity to Recycle del ao 1983 en Oregon,
1111
con el cual fue posible alcanzar una importante reduccin de los residuos
enviados a rellenos sanitarios mediante el reciclado, el compostaje y la
minimizacin de la generacin en origen. De esta manera, a partir de los aos
90, los estados fijan objetivos para la reduccin de los residuos con destino a
rellenos sanitarios que alcanzan el 65% de los residuos con este destino
(Tchobanoglous & Kreith, 2002; Williams, 2005).
En el ao 1996 la Unin Europea (UE), a travs del Ministerio Europeo de
Medioambiente, emite el documento llamado Estrategia de Residuos (Waste
Strategy) en el que se establece la minimizacin de la generacin en origen,
como una accin prioritaria; y la recuperacin mediante el re-uso, el reciclado, el
compostaje y el aprovechamiento energtico, como objetivos jerrquicos. A esta
estrategia le sigui el establecimiento de objetivos cuantitativos para la reduccin
de los residuos producidos por los pases miembros, as como para las
emisiones por incineracin y el control de los rellenos sanitarios (CE, 1999;
Williams, 2005).
2.1.1 El rol de la Gestin de los residuos en el contextointernacional.
Mundialmente se ha reconocido que una gestin de residuos deficiente
provoca graves problemas: por prdida de recursos naturales tiles y/o la
necesidad de revertir graves impactos en el ambiente y la salud humana. Estos
impactos no solo afectan en el sitio de disposicin sino que tambin en los
puntos de generacin y almacenamiento transitorio. Las Naciones Unidas por el
Medio Ambiente (UNEP, 2005) enfatizan en la importancia de implementar un
programa para la gestin de los residuos en los pases en desarrollo, y declaran
que la sostenibilidad del crecimiento de una nacin solo se podr alcanzar si el
desarrollo econmico e industrial se dan junto a una correcta gestin de sus
residuos.
La implementacin de un plan de gestin de residuos moderno tiene un
impacto positivo sobre la salud humana y en la calidad del ambiente de manera
directa y sostenida. La mejora de esta gestin no requiere necesariamente de
grandes inversiones, se ha demostrado que es posible alcanzar sistemas
efectivos identificando las deficiencias de los sistemas vigentes y trabajando en
1212
ellas, muchas veces con bajos o nulos costos. Es posible generar cambios, por
ejemplo, concentrando los esfuerzos en la mejora de la eficiencia de las rutas de
recoleccin, modificaciones de los vehculos de recoleccin, reduciendo el
tiempo de inactividad, la aplicacin de las mejores tecnologas disponibles y la
educacin de la comunidad (UNEP, 2005).
La gestin integral de residuos (GIR) puede definirse como el conjunto de
actividades interdependientes y complementarias entre s, que conforman un
proceso de acciones para el manejo de residuos domiciliarios, con el objeto de
proteger el ambiente y la calidad de vida de la poblacin, y comprende las
siguientes etapas: generacin, disposicin inicial, recoleccin, transferencia,
transporte, tratamiento y disposicin final (Ley Nacional N 25.916). De esta
manera puede observarse que el diseo y aplicacin de una GIR ha dejado de
ser un problema de ingeniera, resultando adems, un problema social y poltico.
La United States Environmental Protection Agency (USEPA) ha identificado
cuatro principios bsicos para el establecimiento de estrategias en este campo:
1) reduccin en la fuente, 2) reciclado y compostaje, 3) combustin o
aprovechamiento de la energa de los residuos y 4) disposicin en los rellenos
sanitarios (Sakai et al., 1996; Tchobanoglous & Kreith, 2002).
Respecto al reciclado y compostaje para el establecimiento de estrategias,
la Unin Europea (UE) define los siguientes trminos en el tratamiento de
residuos:
Reutilizacin: el empleo de un producto usado para el mismo fin para el quefue diseado originalmente.
Reciclado: transformacin de los residuos, dentro de un sistema de
produccin, para su fin inicial o para otros fines, incluido el compostaje y la
biometanizacin, pero no la incineracin con recuperacin de energa.
Valorizacin: todo procedimiento que permita el aprovechamiento de los
recursos contenidos en los residuos sin poner en peligro la salud humana y sin
utilizar mtodos que puedan causar perjuicios para el medio ambiente.
1313
Un problema que se interpone en la planificacin de las mejoras sobre los
sistemas de gestin de residuos es la estimacin de las cantidades generadas,
este problema es de escala mundial y no se ha encontrado solucin definitiva
hasta el momento. El campo de anlisis presenta complejos obstculos que
impiden tal estimacin: la falta de reporte por parte de los pases, provincias o
ciudades; inconsistencias en la forma de reporte por diferentes definiciones y
mtodos de recoleccin de datos utilizados.
2.1.2 La fraccin orgnica de los residuos.
A pesar de las dificultades mencionadas, se ha estimado que en los pases
en desarrollo la proporcin de residuos orgnicos es de al menos un 50% (Baker
et al., 2004). Se estima una mayor proporcin de residuos orgnicos en pases
en desarrollo que en los pases desarrollados, asimismo, se encuentra una
correlacin entre la proporcin de la componente orgnica en los residuos y la
cercana con el ecuador o climas tropicales, por su mayor produccin vegetal.
Un inapropiado manejo de los residuos orgnicos puede contaminar el aire,
el agua y el recurso suelo. Estudios epidemiolgicos han demostrado que el
personal que trabaja en el circuito de los residuos o que vive en las proximidades
de los sitios de disposicin, son infectados con mayor frecuencia por parsitos y
microorganismos gastrointestinales. A menos que sean adecuadamente
gestionados, los impactos adversos prevalecen hasta que se alcance una
completa descomposicin o estabilizacin. La importancia de una rpida y
correcta gestin de los residuos orgnicos se basa en los impactos que stos
pueden generar sobre el ambiente y la salud humana: la atraccin de roedores e
insectos vectores, a los que provee alimento y ambientes adecuados para su
desarrollo; y ambientalmente, debido a la generacin de olores desagradables,
emisin de gases de invernadero, contaminacin de suelo y recursos hdricos
subterrneos como superficiales (UNEP, 2005; Mosler et al., 2006; Bilgili et al.,
2007; Lou & Nair, 2009).
Si se considera el origen de generacin, los residuos orgnicos tambin
pueden clasificarse en funcin de los sectores de produccin (Moreno-Casco &
Moral-Herrero, 2008), en tal sentido, stos podran denominarse de la siguiente
manera:
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Residuos primarios o de produccin de materias primas: estos provienen de
las actividades ganaderas (estircoles y purines) y de la agricultura (restos de
cosechas, poda, etc.).
Residuos secundarios o industriales: provenientes de las industrias (lquidos
y slidos), con especial atencin en los generados por la industria
agroalimentaria como resultado del procesamiento de frutas, verduras, carnes y
lcteos.
Residuos terciarios o del sector de servicios: en los que se incluyen los
residuos domsticos (residuos slidos urbanos), de limpieza y mantenimiento de
jardines, y los generados durante el tratamiento de las aguas residuales (barros).
En los pases en desarrollo se ha dado ltimamente gran atencin a la
fraccin orgnica debido a que a partir de stos, se puede obtener un producto
de utilidad en agricultura como mejorador del suelo, si antes es compostado.
Otras soluciones como la recuperacin de energa o la produccin de azcar
para sustrato en la generacin de metanol son tambin estudiadas en pases
desarrollados, pero estas ltimas alternativas dependen de un equipamiento ms
sofisticado y caro. Por lo tanto, el compostaje resulta en una opcin ms
accesible para los pases en desarrollo (UNEP, 2005; Krner et al., 2008;
Andersen et al., 2010).
2.1.3 Las tendencias en tratamiento de los residuos orgnicos.
En los ltimos aos, muchas entidades gubernamentales en el mundo han
desarrollado e impuesto requisitos legales para alcanzar niveles de reciclado que
fluctan entre el 15% y el 50% de las cantidades generadas (Daz et al. 2007).
En la UE se ha establecido la obligacin para los estados miembros, de reducir
las cantidades de residuos orgnicos con destino a vertederos a un 75% para el
ao 2006 respecto de la cantidad producida en el ao 1995, al 50% para el ao
2009 y al 35% para el ao 2016 (CE, 1999).
En los Estados Unidos, a partir de la dcada del 80, se establecieron a nivel
federal, de los estados y gobiernos locales, requisitos legales, objetivos y
principios de proteccin de los recursos hdricos y el suelo, que llevaron a la
1515
bsqueda de alternativas para reducir las cantidades de residuos a ser
dispuestos en rellenos sanitarios. Esta situacin intensific el inters de los
sectores privados por el desarrollo de instalaciones para el compostaje. En el
ao 2001, 23 de los 50 estados de los Estados Unidos ya haban establecido
limitaciones para el vuelco de residuos orgnicos, medida con la cual se busc
optimizar el uso del espacio de los rellenos sanitarios, alcanzar objetivos (ej.:
disminucin del 50% de los residuos con destino a vertedero en California) o
abastecer la demanda de compost propia del mercado (Stoffella & Kahn, 2001;
Daz et al., 2007).
En la UE los pases que aplican tcnicas de compostaje con mejores
resultados son Blgica, Dinamarca, Alemania, Espaa, Francia, Italia y Holanda;
en los cuales el porcentaje de RSU tratados por esta tcnica va de 13 al 28%.
Mientras que el promedio para Europa es del 13%, para China es del 20%, 5%
para la India y en los Estados Unidos alcanza el 8,4% (Wei et al., 2000;
Kalamdhad & Kazmi, 2008; Moreno-Casco & Moral-Herrero, 2008). Estas cifras
muestran el resultado de polticas ambientales que priorizan la asignacin de
importantes recursos financieros a la gestin de los residuos slidos, permitiendo
desarrollar tecnologas y servicios ambientales con marcado crecimiento, al
punto de volverse exportadores de stos (Medina Ross et al., 2001).
El compostaje no es una tecnologa reciente, en la biblia ya existen
referencias de su aplicacin, as como en las prcticas utilizadas por agricultores
de Amrica en los siglos XVII y XVIII. Sin embargo el estudio cientfico de esta
tecnologa inicia en India, en el siglo XX, con la aplicacin de tcnicas para
aumentar la velocidad del proceso (sistema Indore) mediante la mezcla de
diferentes residuos, la utilizacin de dispositivos mecnicos y mtodos
especficos en la construccin de pilas (Rynk et al., 1992).
El desarrollo de maquinaria agrcola, de fertilizantes qumicos y la
especializacin en las tcnicas de agricultura, provoc un desinters temporal en
la aplicacin del compostaje. Recin en el siglo XX, como consecuencia de la
dificultad para encontrar sitios para el vertido de los residuos y la preocupacin
por el medio ambiente, el compostaje fue nuevamente considerado por los
gobernantes como una prctica conveniente para tratar tanto residuos slidos
1616
urbanos (RSU) como los barros provenientes de los efluentes cloacales (Rynk et
al., 1992).
El compostaje ha reportado numerosos beneficios y pocos perjuicios, puede
aplicarse con diferentes niveles de tecnologa y a diferentes escalas (desde el
compostaje domstico hasta instalaciones centralizadas) y el producto obtenido
puede ser utilizado en un gran nmero de aplicaciones y reas geogrficas
(Laos, 2001; Daz et al. 2007). Sin embargo la aplicacin de esta tcnica para el
tratamiento de la fraccin orgnica de los residuos no depende nicamente de la
disponibilidad de tecnologas o conocimiento para su aplicacin. El xito de esta
prctica est adems, estrechamente asociado a un marco regulatorio y al
beneficio econmico de esta alternativa (Moreno-Casco & Moral-Herrero, 2008).
El segmento que ltimamente ha mostrado el mayor desarrollo en la
industria del compostaje es el institucional/comercial/industrial, principalmente
asociado a los alimentos y al procesamiento de alimentos, con rango de
generacin entre 5 y 100 tn de residuos orgnicos al ao. En la mayora de estos
casos, el compostaje es aplicado in situ, a partir de restos de comida (pre y post-
elaboracin), restos de jardines, residuos de cocina y restos industriales
orgnicos. Una caracterstica comn en los casos observados es que esta
alternativa de tratamiento es econmicamente conveniente frente a la alternativa
de vertido en rellenos sanitarios (Stoffella & Kahn, 2001).
2.1.4 La gestin de residuos y el compostaje en el escenario local.
El estudio de los aspectos polticos, legales, institucionales, tcnicos,
econmicos, instrumentales, de ordenamiento territorial, de sensibilizacin y
educacin de la poblacin ha revelado que en pases como Argentina, Brasil,
Colombia, Costa Rica, Chile y Ecuador, las dificultades para el establecimiento
de programas sostenibles para la gestin de los residuos radica principalmente
en las carencias de recursos humanos para formular y llevar a cabo una poltica
ambientalmente adecuada. En estos pases, los aspectos ambientales no son
generalmente prioritarios y la gestin de los residuos suele estar sostenida en la
cooperacin internacional, razones por las que el mercado de bienes
ambientales, como tecnologas limpias, sistemas de tratamiento y reciclaje,
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energas alternativas, filtros, equipos de monitoreo y de procesos no
contaminantes se encuentra limitado (Medina Ross et al., 2001)
Esta situacin es consecuencia de la baja prioridad que se ha asignado a la
investigacin y desarrollo tecnolgico en la temtica ambiental en comparacin
con los pases desarrollados, si bien esta tendencia ha comenzado a revertirse
en la ltima dcada en la Argentina.
A esto se suma la escasez de recursos humanos involucrados en la gestin
ambiental y su falta de calificacin; la falta de educacin formal en esta materia,
la falta de capacidad institucional para capitalizar el desarrollo y la baja oferta de
carreras de grado y programas de posgrado en materia ambiental. Finalmente, la
legislacin ha sido otro elemento que en muchas ocasiones ha jugado en contra
del desarrollo ambiental, sumndose al problema en lugar de formar parte de la
solucin (Medina Ross et al., 2001).
Mientras en los pases de Hemisferio Norte, el uso agrcola de residuos
orgnicos es promocionado y regulado por los organismos responsables de
Medio Ambiente y/o Agricultura, en Argentina no existe un marco regulatorio
para su control y el uso en agricultura u otras prcticas. En nuestro pas son aun
pocas las experiencias con un detallado control sobre proceso de compostaje,
posiblemente debido a la falta de regulaciones de nivel nacional. La mayora de
los antecedentes se han registrado para el tratamiento de la fraccin orgnica de
los RSU a nivel municipal, bajo controles empricos.
Sin embargo, la Secretara de Medio Ambiente y Desarrollo Sustentable de
la Nacin (SAyDS) ha desarrollado un marco legislativo importante en los ltimos
aos. Las normas que dicta la autoridad ambiental establecen las pautas
mnimas que deben respetar y complementar las normas provinciales en la
temtica ambiental, y normalmente tienen la denominacin de leyes de
presupuestos mnimos.
Las Leyes nacionales con mayor impacto en la temtica de los residuos son:
Ley 24051/92, Texto ordenado c/Decreto 831: Residuos peligrosos
Generacin, manipulacin, transporte y tratamiento.
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Ley N 25612/02: Gestin integral de residuos industriales y de
actividades de servicios (presupuestos mnimos)
Ley N 25916/04: Residuos domiciliarios (presupuestos mnimos).
Ley N 26184/06: Pilas y bateras primarias, prohibicin de su
fabricacin, ensamblado e importacin.
Ley N 26190/06: Declrase de inters nacional la generacin de
energa elctrica a partir del uso de fuentes de energa renovables.
Estas son las normas ambientales que directa o indirectamente brindan el
marco legal para la gestin integral de los residuos domiciliarios en la Argentina,
a nivel nacional. En cuanto al tratamiento de residuos orgnicos por compostaje,
las leyes que con mayor pertinencia podran aproximarse a su abordaje son las
N 25916/04 y la N 25612/02. Sin embargo, a continuacin veremos que el
planteo del compostaje como prctica necesaria es inexistente.
Ley 25916/04. Residuos Domiciliarios:
Establece los presupuestos mnimos de proteccin ambiental para la gestin
integral de los residuos domiciliarios, sean stos de origen residencial, urbano,
comercial, asistencial, sanitario, industrial o institucional, con excepcin de
aquellos que se encuentren regulados por normas especficas.
Los objetivos de esta ley son:
Lograr un adecuado y racional manejo de los residuos domiciliarios
mediante su gestin integral, a fin de proteger el ambiente y la
calidad de vida de la poblacin;
Promover la valorizacin de los residuos domiciliarios, a travs de la
implementacin de mtodos y procesos adecuados;
Minimizar los impactos negativos que estos residuos puedan producir
sobre el ambiente;
Lograr la minimizacin de los residuos con destino a disposicin final.
Establece que las autoridades de aplicacin de la ley sern aquellas
correspondientes a las distintas jurisdicciones nacionales. Asimismo, stas sern
1919
las responsables de la gestin integral de los residuos domiciliarios, debiendo
promover la valorizacin de los mismos.
Segn lo expresado, en esta ley se est promoviendo la valorizacin de la
fraccin orgnica de los residuos domiciliarios donde el compostaje constituye,
claramente, la implementacin de un proceso adecuado para resolver el destino
final de esta fraccin y reducir considerablemente los volmenes finales de
disposicin en vertederos.
Ley N 25612/02. Gestin integral de residuos industriales y deactividades de servicios:
Define a la gestin integral de residuos industriales y de actividades de
servicio al conjunto de actividades interdependientes y complementarias entre s,
que comprenden las etapas de generacin, manejo, almacenamiento, transporte,
tratamiento o disposicin final de los mismos, y que reducen o eliminan los
niveles de riesgo en cuanto a su peligrosidad, toxicidad o nocividad, segn lo
establezca la reglamentacin, para garantizar la preservacin ambiental y la
calidad de vida de la poblacin.
Los objetivos de esta ley son:
Garantizar la preservacin ambiental, la proteccin de los recursos
naturales, la calidad de vida de la poblacin, la conservacin de la
biodiversidad, y el equilibrio de los ecosistemas;
Minimizar los riesgos potenciales de los residuos en todas las etapas
de la gestin integral;
Reducir la cantidad de los residuos que se generan;
Promover la utilizacin y transferencia de tecnologas limpias y
adecuadas para la preservacin ambiental y el desarrollo
sustentable;
Promover la cesacin de los vertidos riesgosos para el ambiente.
Establece que es responsabilidad de los generadores aplicar un tratamiento
adecuado y la disposicin final, a cada tipo de residuos que genere.
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Que los generadores debern implementar medidas necesarias para: (i)
minimizar la generacin de residuos que producen, pudiendo para ello, adoptar
programas progresivos de adecuacin tecnolgica de los procesos industriales,
que prioricen la disminucin, el reuso, el reciclado o la valoracin, conforme lo
establezca la reglamentacin; (ii) reusar sus residuos, como materia prima o
insumo de otros procesos productivos, o reciclar los mismos; entre otras.
Establece que las autoridades de aplicacin de esta ley correspondern alas fijadas por las autoridades provinciales.
Uno de los hitos en las polticas nacionales hacia una gestin sostenible de
los RSU est dado por el lanzamiento de la Estrategia para la Gestin Integral de
Residuos Slidos Urbanos en el ao 2005. Mediante esta estrategia, en la
Argentina se prev eliminar los vertederos a cielo abierto en un plazo de 20 aos
(2025). Se reconoce que los municipios son los responsables directos de
sustituir el viejo sistema de gestin de residuos, y en este marco, la nacin
apoya con asesoramiento y financiamiento a los planes o programas en el marco
de la estrategia. A partir de sta, comenz el Proyecto Nacional para la Gestin
Integral de Residuos Slidos Urbanos (PNGIRSU), que tiene como objetivo
general la implementacin de sistemas de Gestin Integral de los Residuos
Slidos Urbanos en todo el territorio nacional; desde un abordaje social-
ambiental aceptable y sostenible financieramente, a efectos de lograr una mejora
en el medio ambiente, la salud pblica y la calidad de vida de la poblacin
(SAyDS, 2005).
Esta iniciativa dio respuesta a la situacin observada durante los estudios de
situacin, que mostraban una condicin precaria en trminos de gestin de los
residuos, caracterizada por reducirse en general, a la recoleccin domiciliaria,
higiene urbana y a la disposicin final en basureros a cielo abierto (SAyDS,
2005).
La profundizacin en el estudio de la situacin frente a la gestin de los
residuos para la Argentina se ha profundizado en los ltimos 10 aos. Durante
este perodo se ha recolectado y generado informacin de suma utilidad en la
planificacin de proyectos de mejoramiento:
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La generacin de residuos media por persona es de 0.91 kg/hab/da, con
una mxima de 1.52 kg/hab/da y una mnima de 0.44 kg/hab/da (SAyDS, 2005).
Las mayores tasas de generacin se dan en las ciudades con mayor
densidad poblacional y ms del 90% de la poblacin Argentina se ubica en reas
urbanizadas (SAyDS, 2005).
En el ao 2004 se estim una generacin total anual de 12.325.000 tn/ao,
que se estima, pueden incrementarse en ms de un 29% para el ao 2025
(SAyDS, 2005).
En los aos 1998-1999 se relevaron 13 emprendimientos de valoracin de
residuos en la Argentina, 10 de estos aplicaban compostaje a parte de la fraccin
orgnica de los residuos. La poblacin cubierta por las 13 plantas era de
2.385.600 habitantes, mientras que la poblacin cubierta por emprendimientos
con aplicacin de compostaje fue de 265.000 habitantes aproximadamente. La
poblacin Argentina para el ao 2004 fue estimada en 37.7 millones de personas
(SOA, 1999).
Sobre un total de ms de 2200 municipios, se relevaron 308 municipios con
inters en la valoracin de los RSU (ao 2003) (SRNyDS, 2003).
Las prcticas de compostaje se dan en mayor medida en ciudades con una
poblacin menor a 200.000 habitantes (SOA, 1999).
As mismo, se observa que la instalacin de los vertederos se sita
frecuentemente en tierras fiscales, reas degradadas o depreciadas por usos
anteriores, en zonas inundables, cercanas a cursos de agua, cuyas crecientes se
encargan de arrastrar los residuos aguas abajo. A esta situacin se le agrega el
problema de la saturacin o finalizacin de su vida til, el incremento de los
costos del sistema de higiene urbana que tienen como contrapartida la
imposibilidad de aumentar los impuestos por la baja capacidad de pago de los
contribuyentes, o la falta de optimizacin administracin de los municipios, todo
lo cual induce a la aplicacin de criterios cortoplacistas para la gestin de
residuos slidos urbanos (SAyDS, 2005).
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Finalmente, se reconoce que una de las limitantes que afecta negativamente
a las iniciativas de mejora, es la falta de conocimiento que la poblacin tiene del
manejo de los residuos y el desinters general en responsabilizarse por lo que
ocurra con stos ms all de su propiedad. Esto puede asociarse a que la
mayora de los sistemas tributarios municipales no discriminan el costo asignado
a la gestin de los residuos, y se los incluye junto a otros cargos (SAyDS, 2005).
De esta manera queda establecido el marco que brindan las polticas
nacionales para la aplicacin de programas de reduccin y valorizacin de los
residuos. Como puede observarse, no existen hasta el momento, medidas
nacionales concretas que comprometan a distintos actores sociales con la
aplicacin de programas de compostaje. Algunas de las medidas observadas en
pases con mayor desarrollo en esta temtica son (Schlauder, 1995; Gies, 1996;
Vossen & Ellen, 1997; CE, 1999; Jasim & Smith, 2003; Bench et al., 2005; Curtis
et al., 2009; Andersen et al., 2010):
Objetivos y metas de reduccin del vertido de residuos orgnicos en
rellenos sanitarios, para el corto, mediano y largo plazo.
Tasas impositivas crecientes en funcin al peso de los residuos orgnicos
eliminados con destino final en rellenos sanitarios.
Promocin de tecnologas y emprendimientos para la reutilizacin,
reciclado y/o valoracin de los residuos orgnicos.
Implementacin de programas municipales de reciclado con la
participacin de la poblacin.
Elaboracin de un marco regulatorio para la promocin, produccin y
aplicacin de enmiendas orgnicas obtenidas a partir del compostaje de
residuos orgnicos y/o barros provenientes de efluentes cloacales.
Promocin del tratamiento por compostaje mediante el pago por tn de
residuos orgnicos tratados y/o el establecimiento de precios de venta
favorables a emprendimientos que traten la fraccin orgnica de los RSU.
De lo expuesto se puede sealar que an falta en nuestro pas una
normativa especfica sobre la adopcin de prcticas de compostaje para el
tratamiento de residuos orgnicos. Los mximos avances en ese sentido, los
constituy un Decreto reglamentario provisorio (Anexo a la Ley N 20.466 de
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fertilizantes y enmiendas orgnicas) redactado por el SENASA (1999) que
normalizaba le proceso de compostaje para los residuos orgnicos urbanos y
lodos cloacales y no ha sido puesto en vigencia hasta el momento.
2.2 El proceso de compostaje y los factores que loafectan.
La palabra compostaje tiene su origen etimolgico de la palabracompositum, del Latn, que significa mezcla, y se refiere al proceso debiodegradacin de una mezcla de sustratos en estado slido, llevada adelante
en un ambiente aerbico, por una comunidad de microorganismos compuestapor varias poblaciones (Daz et al., 2007). Durante el proceso se generancantidades considerables de calor y dixido de carbono (CO2) con liberacin de
vapor de agua a la atmsfera. Las emisiones de CO2 y vapor de agua
representan aproximadamente la mitad del peso de los materiales originales. Deesta manera, el compostaje reduce tanto el volumen como la masa,
transformando los residuos en una enmienda orgnica de valor agrcola (Rynk etal., 1992).
El compostaje comienza con la oxidacin de la materia orgnica fcilmente
degradable (fase activa), durante el proceso se produce tambin la
mineralizacin de los productos originales y la polimerizacin de compuestos
ligno-celulosos (fase de maduracin) hasta la obtencin de un producto final tipo
humus, comnmente conocido como compost, abono o enmienda orgnica.
Energticamente, se caracteriza por ser un proceso exotrmico con produccin
de energa en forma de calor (fase termoflica), causando el aumento de la
temperatura de la masa de los materiales originales. Esta fase termoflica se da
de manera espontnea y est precedida y seguida, por fases mesoflicas.
Durante el compostaje se liberan temporalmente fitotoxinas (metabolitos
intermediarios, amonio, etc.) (Figura 1). Al final del proceso esta fitotoxicidad ha
sido completamente removida o se encuentra ausente y el producto final es
benfico para las plantas si se lo aplica al suelo (Daz et al., 2007).
La transformacin de la materia orgnica fresca (residuos crudos) en
compost es utilizada principalmente con tres objetivos: i) eliminar la fitotoxicidad
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de los materia orgnica fresca sin estabilizar; ii) reducir la presencia de agentes
patgenos para el hombre, animales y plantas a un nivel que no constituya ya un
riesgo para la salud (virus, bacterias, hongos, parsitos); iii) producir un
fertilizante orgnico o una enmienda orgnica mediante el reciclado de los
residuos orgnicos (Daz et al., 2007).
Las condiciones ambientales (fsicas y qumicas) en las que se desarrolla la
actividad microbiana estn en un permanente cambio debido a la acumulacin
de los subproductos de su misma actividad (Moreno-Casco & Moral-Herrero,
2008), sin embargo, para que el compostaje se desarrolle ms rpidamente haydeterminadas condiciones que convine considerar:
La mezcla de materiales debe proveer los nutrientes necesarios para la
actividad y crecimiento de los microorganismos, por lo que se debe prestar
especial atencin al balance de la relacin C/N.
La presencia de oxgeno entre las partculas de los materiales debe brindar
un ambiente aerbico para el mejor desarrollo del proceso.
La humedad debe ser adecuada para la actividad biolgica, y no convertirse
en un obstculo para lograr condiciones aerbicas.
El control y seguimiento de la temperatura, debe favorecer la actividad
microbiolgica que se da en la fase termoflica.
A pesar del conocimiento desarrollado acerca del proceso de compostaje
diversos aspectos siguen siendo inexactos, el compostaje se aplica en un gran
rango de condiciones y de materiales, la velocidad del compostaje y la calidad
del compost obtenido estn estrechamente ligados a la seleccin y mezcla de los
materiales crudos (Rynk et al., 1992; Moreno-Casco & Moral-Herrero, 2008).
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Figura 1: Esquema del proceso de compostaje. Tomado de Moreno-Casco & Moral-Herrero (2008)
2.2.1 Oxgeno y aireacin
El oxgeno es esencial para el metabolismo y la respiracin de los
microorganismos aerbicos, as como para la oxidacin de muchas molculas
orgnicas presentes en los residuos (Trautmann & Krasny, 1997). En el proceso
de compostaje, la mayor demanda de oxgeno ocurre durante la fase de
descomposicin (fase activa), al inicio del proceso de compostaje. Al disponer de
gran cantidad de materia orgnica fcilmente degradable como sustrato, los
microorganismos desarrollan un elevado metabolismo, con un alto requerimiento
de oxgeno y generacin de calor. Si la disponibilidad de oxgeno entre los poros
del material que se est compostando se encuentra por debajo del 5%, la
actividad biolgica se ve limitada, lo que detiene la dinmica caracterstica del
proceso y genera condiciones de anaerobiosis (Rynk et al., 1992).
Los ambientes anaerbicos causan una disminucin de la eficiencia en la
degradacin de la materia orgnica, aumentando los tiempos necesarios para
obtener el compost. Se ve favorecida la proliferacin de microorganismos
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anaerbicos, que producen compuestos intermedios como metano, cidos
orgnicos, sulfuro de hidrgeno entre otros, causantes de olores fuertes y
desagradables. Si bien, en un proceso aerbico pueden generarse algunos de
estos compuestos, continuarn degradndose si se mantienen las condiciones
aerbicas, en lugar de acumularse, como ocurre en condiciones anaerbicas
(Rynk et al., 1992; Moreno-Casco & Moral-Herrero, 2008).
Adems de representar un requerimiento para la actividad biolgica, la
aireacin es un factor relacionado al control de la temperatura y la humedad.
Cuando la temperatura se vuelve nociva para los microorganismos (60 C) una
de las maneras de reducirla es mediante la aireacin, de esta manera, el rango
de aireacin puede superar hasta en diez veces el rango mnimo en estas
condiciones. As mismo, la aireacin puede aumentarse cuando es necesario
bajar los valores de humedad (Rynk et al., 1992).
Sin embargo, el exceso de aireacin puede provocar la reduccin de la
actividad metablica de los organismos debido al enfriamiento (por debajo de las
temperaturas ptimas) o al desecamiento del material que se composta. Durante
la ltima fase del compostaje (maduracin), no deben hacerse aportes
adicionales de oxgeno, debido a que un exceso de aire favorecera el consumo
de los compuestos estables formados y una rpida mineralizacin de los mismos
(Moreno-Casco & Moral-Herrero, 2008).
2.2.2 Tamao de partcula, porosidad y estructura
El tamao de las partculas del material que se composta afecta
directamente el proceso de compostaje, y puede variar significativamente
dependiendo el tipo de residuos a emplear (USEPA, 1994).
La mayor actividad biolgica del compost ocurre en la superficie de las
sustancias orgnicas, de esta manera, mientras mayor es la superficie de los
residuos expuesta al ataque de los microorganismos por unidad de masa, ms
rpida y completa ocurre su descomposicin. Tanto la superficie expuesta como
la disponibilidad de carbono y nitrgeno, aumentan mientras las partculas son
ms pequeas, por consiguiente el proceso se ve favorecido mientras se
disminuye el tamao de estas, no obstante, un tamao excesivamente pequeo
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puede reducir la porosidad y con esto, el espacio entre las partculas para la
circulacin del oxgeno. El tamao de partcula recomendado oscila entre 1 y 5
cm (Trautmann & Krasny, 1997; Moreno-Casco & Moral-Herrero, 2008).
Como se mencion anteriormente, la porosidad est relacionada con la
circulacin del aire, y es un indicador del espacio para el aire que existe en el
interior de la masa de residuos. Mientras ms grandes y uniformes sean las
partculas, mayor ser la porosidad y menor la resistencia a la circulacin de
aire. Por otro lado, la estructura de los materiales est referida a la rigidez de las
partculas, que determinan su capacidad para resistir a la fractura y
compactacin, una estructura adecuada previene la prdida de porosidad (Rynk
et al., 1992).
2.2.3 Humedad
La humedad est estrechamente relacionada con varios parmetros del
compostaje, que incluyen: el contenido de agua de los materiales originales, la
actividad biolgica, el contenido de oxgeno, la porosidad de los materiales y la
temperatura. Los microorganismos producen agua durante la descomposicin, y
si sta es acumulada ms rpidamente de lo que es eliminada (mediante
aireacin o evaporacin) se obstruir el flujo de oxgeno, resultando en la
creacin de condiciones anaerbicas (Rynk et al., 1992; USEPA, 1994).
Los microorganismos requieren de agua para asimilar nutrientes,
metabolizar nuevas clulas, catabolizar biomolculas y reproducirse, ya que el
agua es un medio que vuelve qumica y fsicamente disponibles a los nutrientes,
brinda el medio para que se desarrollen reacciones qumicas y cumple la funcin
de transporte de sustancias solubles que sirven de alimento a las clulas; de los
productos de desecho; y de ellos mismos por las superficies expuestas de los
residuos; que es el sitio en donde ocurre ms rpidamente la descomposicin de
la materia orgnica (Trautmann & Krasny, 1997; Moreno-Casco & Moral-Herrero,
2008).
La humedad mxima en un proceso de compostaje depender de la
porosidad y absorcin de los materiales, sin embargo un contenido entre 40
65% es generalmente recomendado como ptimo. La humedad tiende a
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disminuir con el avance del proceso de compostaje, debido a la evaporacin. Al
bajar del 40% la actividad biolgica disminuye y la descomposicin se vuelve
ms lenta debido a que los nutrientes ya no se encuentran en el medio acuoso y
disponibles para los microorganismos. La actividad de stos ser completamente
inhibida por debajo 15%. Por otro lado si la humedad supera el 65%, el agua
desplaza al aire ubicado en los poros del material y limita su ingreso, lo que
genera condiciones anaerbicas (USEPA, 1994).
2.2.4 Temperatura
La temperatura ha sido considerada tradicionalmente como una variable
fundamental en el control del proceso de compostaje, siendo que representa
muy bien su evolucin en el tiempo y se ha demostrado que pequeas
variaciones en la temperatura afectan ms a la actividad microbiana que
pequeos cambios de la humedad, pH o de la relacin C/N (Moreno-Casco &
Moral-Herrero, 2008). El compostaje, proceso exotrmico, produce una gran
cantidad de energa, sin embargo solo el 40-50% de sta puede ser utilizada por
los microorganismos para sintetizar ATP, mientras que la restante energa es
perdida como calor (Daz et al., 2007).
La energa generada por los microorganismos y la capacidad auto aislante
de la masa de residuos generan el incremento sostenido de su temperatura, el
cual puede ser contrarrestado por la evaporacin de agua y el movimiento de
aire. En funcin de la temperatura del material, se han definido dos rangos en los
cuales se desarrolla el compostaje: rango mesoflico (40 C) y rango termoflico
(40 C) (Rynk et al. , 1992). A partir de los 55 C la temperatura se vu elve letal
para muchos microorganismos patgenos y semillas de malezas, por lo tanto, es
comn que las normas que regulan el compostaje fijen el tiempo mnimo que
debe superarse esta temperatura para garantizar la sanidad del producto final
(Trautmann & Krasny, 1997). Por otro lado, si la temperatura supera los 65 C,
provoca que los microorganismos adopten formas esporuladas o mueran,
generando la disminucin de su capacidad de descomposicin y un perjuicio
para la continuidad del proceso (Rynk et al., 1992; Trautmann & Krasny, 1997).
De acuerdo a la USEPA (1994) el rango de temperatura ms conveniente para la
descomposicin de los residuos se encuentra entre 45 59 C.
2929
2.2.5 pH
El proceso de compostaje es relativamente poco sensible al pH dentro del
rango que presentan las mezclas de residuos orgnicos (3 11), debido al gran
espectro de microorganismos presente. Como ocurre con la temperatura, el pH
tiende a seguir un patrn de sucesin a lo largo del proceso de compostaje, la
evolucin del pH presenta tres fases, al inicio (fase mesoflica inicial) el pH
disminuye debido a la accin de los microorganismos sobre la materia orgnica
ms lbil, produciendo la liberacin de cidos orgnicos. Durante la fase
termoflica, se produce una progresiva alcalinizacin del medio, como
consecuencia de la prdida de cidos orgnicos (descomposicin y
volatilizacin) y la generacin de amonaco propio de la descomposicin de
protenas. Finalmente, en la fase mesoflica final, el pH tiende a la neutralidad
debido a la formacin de compuestos ms estables que tienen propiedades
tampn (Moreno-Casco & Moral-Herrero, 2008). En el caso que el sistema se
vuelva anaerbico, el pH no seguir esta tendencia, y se acumularn cidos que
acidificarn el medio (cercano a un pH de 4,5), como consecuencia la actividad
bacteriana se deducir considerablemente (Trautmann & Krasny, 1997).
Las bacterias se desarrollan mejor en un rango de pH entre 6 7,5,
mientras que los hongos poseen mayor tolerancia y se desarrollan sin
inconvenientes en un rango de 5,5 8. Si el pH desciende de 6, las bacterias
mueren y disminuye la velocidad del proceso, en tanto si el pH es mayor que 9,
el nitrgeno adquiere la forma de amonio y deja de estar disponible para los
microorganismos, lo que adems de favorecer la volatilizacin del nitrgeno,
tambin disminuir la velocidad del proceso (Rynk et al., 1992).
2.2.6 Nutrientes
Para que el compostaje se desarrolle de manera eficiente, los
microorganismos requieren nutrientes especficos en sus formas disponibles, en
una adecuada concentracin y relacin. Los macronutrientes esenciales
necesarios en cantidades relativamente importantes incluyen carbono (C),
nitrgeno (N), fsforo (P) y potasio (K) (USEPA, 1994).
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El C es utilizado en la sntesis celular para formar protoplasma, lpidos,
grasas e hidratos de carbono; durante el metabolismo se oxida con produccin
de energa y anhdrido carbnico. El N es un componente esencial en las
protenas, aminocidos, enzimas y ADN, necesarios para el crecimiento de las
clulas y sus funciones; se ha demostrado que la calidad de un compost como
fertilizante est directamente relacionada con su contenido de N. El P
desempea un papel fundamental en la formacin de compuestos celulares ricos
en energa, y junto con el K, constituyen elementos necesarios para la
reproduccin celular y el metabolismo microbiano (USEPA, 1994; Trautmann &
Krasny, 1997; Moreno-Casco & Moral-Herrero, 2008).
Respecto de las necesidades nutricionales de los microorganismos, se ha
demostrado que la relacin C/N es la ms importante, y que casi sin excepcin,el resto de los nutrientes se encuentran en concentraciones adecuadas en lamayora de los residuos. La relacin C/N ideal para el compostaje se encuentra
alrededor de 30. Los microorganismos utilizan unas 20 partes de C en laoxidacin y formacin de CO2, y unas 10 partes para sintetizar protoplasma.
Ciertamente, la relacin media en muchas bacterias es de 9 10 (Daz et al.,
2007).
La relacin C/N es un factor que influye directamente en la velocidad del
proceso y la prdida de amonio durante el compostaje; si la relacin es mayor a
40 la actividad biolgica disminuye debido a que los microorganismos deben
oxidar el exceso de C con un dficit de N para la sntesis proteica. Para eliminar
el exceso de C (en forma de CO2) es necesaria la aparicin sucesiva de diversas
especies microbianas, que al morir dejarn el N disponible y as se reciclar el
mismo y la relacin C/N ir disminuyendo. Si el material original tiene una
relacin C/N alta, pero la materia orgnica es poco biodegradable, el proceso
evolucionar rpidamente pero afectar slo a una proporcin de la masa total.
Por otro lado, si la relacin inicial es baja, el compostaje tambin evolucionar
rpidamente pero el exceso de N se desprender en su forma amoniacal
(desperdicio de N) o de xido de nitrgeno, volvindose un problema de olor;
finalmente se producir una autorregulacin de la relacin C/N del proceso (Rynk
et al., 1992; Moreno-Casco & Moral-Herrero, 2008).
3131
A medida que el compostaje evoluciona, la relacin C/N disminuye
gradualmente hasta valores de 10-15 en el producto final. Esto ocurre debido a
que, como se mencionara anteriormente, a medida que la materia orgnica es
consumida por los organismos, dos tercios del carbn son eliminados como CO2gaseoso en la atmsfera mientras que la mayor parte del N es reciclado en
nuevos microorganismos (Trautmann & Krasny, 1997). Sin embargo, que la
relacin alcance este valor al final del proceso no indica que se ha obtenido un
compost suficientemente estable o maduro porque la relacin C/N tiene una gran
dependencia de los materiales iniciales y algunos residuos tienen una relacin
C/N menor a 20 antes de compostar como son los estircoles y bioslidos
(Tognetti, 2007). Por estas razones ser ms indicado seguir la evolucin de la
relacin durante el proceso o calcular la diferencia entre los valores iniciales y
finales (Moreno-Casco & Moral-Herrero, 2008).
Los nutrientes como parmetros de calidad agronmica de un compost.
El aspecto ms positivo de la utilizacin del compost es la sustentabilidad
que implica su empleo como enmienda, debido a la disminucin del uso de
agroqumicos y a la capacidad de mantener el sistema por s mismo por un
perodo de tiempo indefinido, manteniendo el ciclo de los nutrientes. La
aplicacin del compost no solo ha sido descripta y valorada en su aplicacin
agronmica, sino tambin, en la aplicacin como un enmendante del suelo,
mejorando directa e indirectamente los parmetros fsicos, qumicos y biolgicos
asociados a la fertilidad. (Daz et al., 2007).
Una manera de evaluar el valor agronmico del compost es calcular el
aporte de materia orgnica y los nutrientes de vegetales, particularmente el
contenido de macronutrientes como el N y el P. La calidad y cantidad de materia
orgnica que se agrega a un suelo juega un rol importante en el valor
agronmico del compost debido a su influencia en el radio en que la materia
orgnica se mineraliza en el suelo y en consecuencia, provoca mayores efectos
residuales sobre la fertilidad que tiene sobre ste tales como: disponibilidad y
almacenamiento de nutrientes, estructura y almacenamiento de agua y la
actividad biolgica (Laos, 2001).
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La concentracin de N es probablemente el valor de mayor inters, desde el
punto de vista ambiental y agronmico, al punto que las tasas de aplicacin en
suelos, muchas veces, son calculadas a partir de este nutriente. El compost
contiene dos formas de N, orgnica e inorgnica, predominando la primera (85
90 %) por sobre la segunda (10 15 %), que es la que est rpidamente
disponible para las plantas. Al considerarse la mineralizacin del N en suelo, se
estima que entre un 20 - 30 % del N total estar disponible para las plantas en el
transcurso de un ao (USEPA, 1994; Daz et al., 2007).
Las formas qumicas en las que se encuentra N varan a lo largo del
compostaje, y se relacionan directamente con su grado de mineralizacin. ste
se da en dos grandes pasos: i) amonificacin, mediante la cual los
microorganismos (hongos y bacterias) descomponen la materia orgnica, utilizan
protenas y aminocidos para formar sus propias protenas y liberan el exceso en
forma de amonaco o amonio, y ii) nitrificacin, mediante la cual las bacterias
quimioauttrofas (principalmente del gnero Nitrosomonas y Nitrobacter) oxidan
el amonaco o el amonio y liberan nitratos y energa que utilizan como fuente
energtica primaria. Contrariamente, la amonificacin es llevada adelante por un
gran nmero de microorganismos y en consecuencia, en un mayor rango de
condiciones. Las mayores prdidas de N inorgnico se producen en forma de
nitratos debido a que sus sales son muy solubles y es poco retenido en el
complejo de intercambio del suelo, o bien, bajo condiciones anaerbicas se
reduce a formas voltiles (denitrificacin) (Laos, 2001).
Al comenzar el compostaje se incrementa la concentracin en las formas de
amonio debido a la mineralizacin del N orgnico, reflejando la transformacin
activa de la materia orgnica y la presencia de sustrato no estabilizado, sin
embargo, con el avance del proceso, la concentracin de amonio tiende a
estabilizarse luego de haber disminuido, mientras que las formas de N
mineralizado (nitratos y nitritos) aumentan, reflejando el proceso de nitrificacin,
que se desarrolla cuando las temperaturas se encuentran por debajo del rango
termoflico (Tognetti, 2007; Bernal et al., 2009).
El P es un nutriente esencial para el crecimiento de las plantas, y tanto su
baja concentracin como su baja solubilidad en suelos, lo convierten en un
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nutriente limitante y crtico. Las formas inorgnicas y orgnicas (20 60 % del
total), contenidas y no contenidas en la biomasa microbiana, juegan un rol
fundamental en el ciclo del P, y en la disponibilidad de P para las plantas, tanto
en suelos de alta como de baja fertilidad. El compost posee un promedio de 0,6
2,0 % de P (base seca), y normalmente, las tasas de aplicacin satisfacen los
requerimientos dados por las necesidades de los cultivos (Laos, 2001; Daz et
al., 2007).
Durante la mineralizacin del P orgnico o a partir de la disolucin de
minerales primarios y secundarios, se liberan fostatos (P disponible para las
plantas) que son retenidos por la fase slida en minerales como en la materia
orgnica soluble (Laos, 2001).
2.2.7 Materia orgnica
La materia orgnica es considerada el principal factor para determinar la
calidad agronmica del compost. A lo largo del proceso, tiende a disminuir en su
cantidad debido a su mineralizacin y a la consiguiente prdida de carbono en
forma de anhdrido carbnico. La velocidad de transformacin depende de su
naturaleza fsica y qumica, de los microorganismos que intervienen y de las
condiciones fsico-qumicas del proceso (Moreno-Casco & Moral-Herrero, 2008).
Inicialmente se produce un rpido decrecimiento de los carbohidratos,
transformndose las cadenas carbonadas largas en otras ms cortas con la
produccin de compuestos simples; algunos de los cuales se reagrupan para
formar molculas complejas dando lugar a compuestos ms estables. En la
segunda etapa, una vez consumidos los compuestos lbiles, otros materiales
ms resistentes como las ligninas se van degradando lentamente y/o
transformando en compuestos tipo hmicos (Castaldi et al., 2005; Moreno-Casco
& Moral-Herrero, 2008).
2.2.8 Conductividad elctrica (CE)
La CE est directamente relacionada con la composicin de los materiales
originales y a su vez con el contenido de sales de stos. En menor medida, la
CE del compost est relacionada con la presencia de iones amonio o nitratos
3434
formados durante el proceso (Castaldi et al., 2005; Moreno-Casco & Moral-
Herrero, 2008).
Normalmente la CE aumenta en el compostaje, debido a la prdida de masa
durante el proceso, esto aumenta la concentracin de sales y en consecuencia la
CE. De manera contraria, puede ocurrir un descenso de la CE debido al lavado
de las sales por un exceso de riego o humectacin de la masa (Moreno-Casco &
Moral-Herrero, 2008).
2.2.9 Duracin del proceso.
Como se ha mencionado, el proceso de compostaje depende de varios
factores y en consecuencia el tiempo que demande obtener compost. Sin
embargo el tiempo de compostaje est relacionado con uso que se pretenda dar
al compost. Por ejemplo, si se lo aplicara a tierras de cultivo antes del perodo de
crecimiento, sera factible el uso de un compost estable (sin maduracin) y el
perodo de compostaje requerido sera ms corto. Una posible manera de
manejo de los materiales, es alcanzar la estabilizacin por la prdida de
humedad o desecamiento, inhibiendo as la actividad biolgica. No obstante esta
prctica no es adecuada para la mayora de los usos agrcolas debido a que la
actividad biolgica se reactivar en el momento que se recupere la humedad y
normalmente causara condiciones indeseadas (Rynk et al., 1992).
En trminos generales, la descomposicin y estabilizacin de los materiales
originales puede alcanzarse en pocas semanas si las condiciones son
favorables, sin embargo un perodo mayor a dos meses es lo normal (Rynk et al.,
1992).
2.2.10 La biologa del compostaje
Los restos orgnicos son consumidos por microorganismos como bacterias,
hongos, actinomicetes e invertebrados, incluyendo milpis, cienpis, nematodos,
caracoles, babosas, gusanos y escarabajos entre otros, sin embargo los
microorganismos cumplen el principal rol en el compostaje, ya que digieren la
materia orgnica y tambin la convierten en formas qumicas disponibles para
otros microorganismos, invertebrados y plantas (Trautmann & Krasny, 1997).
3535
Los microorganismos considerados beneficiosos para el compostaje son
aquellos que biotransforman la materia orgnica, los que tienen la capacidad de
degradar sustancias contaminantes y los que ejercen una actividad antagnica
con los organismos patgenos, entre los perjudiciales se encuentran los
causantes del mal olor y los patgenos. Los microorganismos quimio-
hetertrofos utilizan los sustratos orgnicos como fuente de carbono y energaen presencia de O2, a travs de distintas rutas metablicas que conllevan al ciclo
de Krebs para la obtencin de energa en forma de ATP. Los microorganismos
responsables del compostaje consisten en aquellos existentes en el sustrato de
partida y los que colonizan el material desde el entorno (Figura 2) (Moreno-
Casco & Moral-Herrero, 2008).
El compostaje induce un alto nivel metablico en los microorganismos que
se desarrollan en una elevada densidad; los cambios constantes en las
condiciones (temperatura, pH, aireacin, humedad, disponibilidad de sustratos,
etc.) promueven el crecimiento exponencial as como fases estacionarias
durante su desarrollo. Los consorcios evolucionan reemplazndose en breves
perodos de tiempo (Daz et al., 2007).
La capacidad de los microorganismos para asimilar la materia orgnica
depende de la habilidad para producir enzimas necesarias para la degradacin
del sustrato. Por otro lado, un tamao molecular elevado en el sustrato, as como
la presencia de enlaces qumicos complejos, dificultan la biodegradacin, de esta
manera las molculas orgnicas monomricas (azcares y aminocidos) son
ms fcilmente degradadas que las polimricas como protenas, lpidos,
hemicelulosa y la lignina, en orden decreciente de biodegradabilidad (Moreno-
Casco & Moral-Herrero, 2008).
Bacterias.
Son los microorganismos ms numerosos durante el compostaje (Rynk et
al., 1992) y responsables de la mayor proporcin de la descomposicin y
generacin de calor durante el proceso, se estima que son los responsables del
80 a 90% de la actividad microbiolgica del proceso (Stoffella & Kahn, 2001).
Son el grupo ms rico en nutrientes, y utilizan un amplio rango de enzimas para
romper qumicamente gran variedad de compuestos, son el grupo que alcanza
3636
mayor desarrollo en la primera fase mesoflica y termoflica, pero decrecen
considerablemente en la fase de maduracin (Trautmann y Krasny, 1997;
Moreno-Casco & Moral-Herrero, 2008). Se trata de los microorganismos ms
pequeos y simples, son bacterias unicelulares, muchas de las cuales tienen la
capacidad de trasladarse por sus propios medios (Trautmann & Krasny, 1997).
Durante la primera etapa su metabolismo provoca la oxidacin de los H,
sulfuros, nitrificacin y fijacin de N y crecen exponencialmente debido al
aprovechamiento de azcares y almidones, provocando el rpido aumento de la
temperatura en la masa de residuos (Trautmann & Krasny, 1997). Las razones
de su xito se fundamentan en su elevada velocidad de crecimiento y su gran
diversidad metablica, la capacidad de formar esporas resistentes a la
temperatura y la presencia de especies que se desarrollan en un gran rango de
temperaturas, lo que les permite adaptarse fcilmente a cambios rpidos de
disponibilidad de sustratos y otros parmetros que caracterizan las primeras
fases (Rynk et al., 1992; Moreno-Casco & Moral-Herrero, 2008).
El rango de temperaturas de 50 65 C resulta ventajoso y selectivo para
las bacterias termoflicas (Daz et al., 2007).
Actinomicetes.
Estos microorganismos forman micelios de manera similar a los hongos, se
desarrollan ms lentamente que otras bacterias y tienen la capacidad de
degradar compuestos complejos como la celulosa, lignina, quitina y protenas
(Trautmann & Krasny, 1997; Moreno-Casco & Moral-Herrero, 2008). Estos
microorganismos no son competitivos frente a otros en el consumo de azcares
durante la primera fase mesoflica, sin embargo sus enzimas son capaces de
romper qumicamente residuos resistentes como tallos o cortezas de madera y
papeles, que se encuentran prcticamente inaccesible para otras bacterias y/u
hongos (Trautmann & Krasny, 1997; Stoffella & Kahn, 2001). Muchos
actinomicetes pueden inhibir el crecimiento de microorganismos patgenos
debido a la produccin de antibiticos, enzimas lticas y parasitismo (Moreno-
Casco & Moral-Herrero, 2008).
3737
Pueden ser numerosos al punto de observarse a simple vista como
manchas blancas o en una capa blanquecina, adems son los agentes
responsables del olor a tierra hmeda que caracteriza al compost debido a la
volatilizacin de geosmina (Stoffella & Kahn, 2001; Moreno-Casco & Moral-
Herrero, 2008). Suelen tener la capacidad de formar esporas y sobrevivir a
condiciones de baja humedad (Rynk et al., 1992; Stoffella & Kahn, 2001), sin
embargo se desarrollan ms favorablemente en condiciones clidas, bien
aireadas, neutras a un poco alcalinas (Trautmann & Krasny, 1997).
Hongos
Su variedad es mayor que la de las bacterias y actinomicetes (Stoffella &
Kahn, 2001), pueden encontrarse en forma de moho y levaduras, predominan
en las fases de enfriamiento (2 fase mesoflica) y de maduracin (al igual que
los actinomicetes), cuando los nutrientes asimilables han sido agotados y los
polmeros constituyen los nicos sustratos disponibles, por esto, son
responsables de la descomposicin de sustancias complejas como la celulosa y
lignina. Atacan residuos que disponen poco o nada de N, poca humedad y/o un
pH cido. La mayora de los hongos segregan enzimas digestivas sobre su
alimento, y luego absorben los productos de la digestin extracelular (Trautmann
& Krasny, 1997).
Predominan las especies mesoflicas, y en condiciones de baja humedad y
pH, durante la fase termoflica suelen ubicarse en las capas externas del material
en descomposicin, por lo que su rol es poco significativo durante esta fase. Los
mohos son estrictamente aerbicos y de suma importancia en las ltimas fases
(enfriamiento y maduracin), cuando el agua comienza a escasear (Trautmann &
Krasny, 1997; Daz et al., 2007).
Protozoos.
Son organismos microscpicos unicelulares que se alimentan de bacterias y
hongos. Representan una baja proporcin de la biomasa del compost
(Trautmann & Krasny, 1997).
3939
2.3 Sistemas de compostaje tradicionales.
La descomposicin de los residuos orgnicos ocurre a una mayor velocidad
si el proceso es aerbico, los sistemas de compostaje determinan la manera en
que se abastece de este oxgeno a los microorganismos involucrados. De la
misma manera, el sistema elegido tendr influencia en los mecanismos de
control de la temperatura, mezcla de los materiales, control del olor, etc (Rynk et
al., 1992; Stoffella & Kahn, 2001).
El mecanismo de aireacin tiene como objetivo renovar la fase gaseosa
dentro de la masa en compostaje y disponible para los microorganismos. Esta
renovacin puede lograrse fsicamente al mover las partculas a una nueva
posicin con exposicin al aire, o bien, desplazando la capa gaseosa mientras
las partculas permanecen estticas (Daz et al., 2007).
Un mismo sistema puede dar respuesta a diferentes cantidades de residuos
a tratar, adversidades climticas o distintas caractersticas econmicas y
sociales del entorno. Es importante considerar que no existe necesariamente
una relacin directamente proporcional entre el tamao o complejidad de un
sistema y sus resultados, sino que deberan buscarse los parmetros
indicadores para un funcionamiento sostenible (Moreno-Casco & Moral-Herrero,
2008), y deber tenerse siempre presente que todos los sistemas de compostaje
dependen de los microorganismos que transforman a los residuos en compost
(Stoffella & Kahn, 2001).
Los sistemas de compostaje se clasifican bsicamente en dos grupos:
Sistemas abiertos conformando hileras o pilas (windrows or piles) y Sistemas
cerrados en reactores (in-vessel) (Stoffella & Kahn, 2001; Daz et al., 2007).
2.3.1 Compostaje en sistemas abiertos.
En estos sistemas las condiciones ambientales no son controladas. Se
denominan pilas o hileras dependiendo del la extensin de la configuracin
(Stoffella & Kahn, 2001). Mientras una hilera tiene entre 20 40 m de longitud, 3
6 m de ancho y de 1,5 a 2,5 m de alto, las pilas tienen forma cnica, con unaaltura caracterstica de 1,2 m y un dimetro de base de 2,4 m (Daz et al., 2007).
4040
(i) Hileras o pilas estticas aireadas:
Implican el uso de un sistema de aireacin forzada, mediante una bomba desoplado o extraccin de aire, unido a un sistema de caeras o red dedistribucin del aire que adems contribuye a enfriar la masa que se composta,remover el vapor de agua, el CO2 y otros productos de la descomposicin(Stoffella & Kahn, 2001). Estas caeras se ubican normalmente por debajo delos residuos y sobre ellas una capa de material poroso. El material que secomposta puede cubrirse con una capa de compost maduro, evitando as laexposicin a lluvias, ambientes muy fros, el secado de las capas superiores yfuncionar como filtro de olores. Este sistema provee un control directo sobre elproceso y es aplicable a grandes cantidades de residuos (hileras). En estossistemas el volteo o la agitacin es mnima, mientras se garantice una correctadistribucin del aire y en cantidades adecuadas (Figura 3). En condicionesptimas el proceso completo puede reducirse a 5 semanas (Rynk et al., 1992).
De acuerdo a Daz et al. (2007) este sistema implica los siguientes pasos:
Mezclado de un agente estructurante con los residuos que desean
compostarse
Construccin de la hilera o pila
Proceso de compostaje
Tamizado del compost para extraer el agente estructurante para ser
reutilizado
Curado
Almacenado
Figura 3: Esquema de sistema de compostaje en pilas estticas aireadas. Tomadode Rynk et al. (1992)
4141
(ii) Hileras con volteo
Este es probablemente el mtodo ms utilizado. Se forman hileras de
material a compostar, el cual es volteado peridicamente utilizando mquinas
especiales. La operacin de volteo ayuda a mezclar el material, favoreciendo la
oxigenacin, la liberacin de gases y calor atrapado, mejora la distribucin del
agua, nutrientes, microorganismos, conduciendo a una descomposicin ms
homognea de los residuos (Figura 4). La altura de las pilas vara (1 a 3,5 m)
dependiendo de la densidad de los materiales que se composten. El ancho de
las hileras va de los 3 a 6 m y el largo a partir de los 10 m en adelante,
dependiendo del sitio en donde se realice el compostaje. Las dimensiones de las
hileras dependen en gran medida del equipamiento que se utilice para las
operaciones de volteo (Rynk et al., 1992; Stoffella & Kahn, 2001).
Figura 4: Esquema de sistema de compostaje en hileras con volteo. Tomado deRynk et al. (1992).
4242
(iii)Pilas o hileras aireadas pasivamente:
Incorporan caeras perforadas, que favorecen una oxigenacin asistida (no
forzada) de los materiales y se elimina de esta manera la necesidad de realizar
volteos peridicamente (Rynk et al., 1992). El flujo de aire es promovido por
difusin molecular, viento y/o conveccin trmica. Es comn que los sistemas
que aplican un mecanismo de aireacin pasiva se utilicen para compostar
materiales de lenta degradacin, y en casos que se requiera una mnima
atencin del proceso, dado que se reducen al mnimo las tareas de volteo. Estos
sistemas suelen ser ms lentos que el resto, y presentan las siguientes
limitantes: i) se aplica sobre todo a material homogneo, ii) requiere un sistema
de aireacin pasiva mvil, iii) requiere una base de material estable y absorbente
y iv) una capa de material estable por sobre la hilera o pila (14 cm aprox.) que
retenga la temperatura, humedad y filtre los olores (Figura 5) (Stoffella & Kahn,
2001).
Figura 5: Esquema de compostaje con aireacin pasiva. Tomado de Rynk et al.(1992).
4343
2.3.2 Compostaje en Sistemas cerrados.
Estos sistemas van desde recipientes simples hasta sistemas muy
complejos que combinan agitacin mecnica y aireacin forzada de los residuos
a compostar. En trminos generales, los materiales son introducidos en un
recipiente o contenedor diseado a tal fin, en el cual se desarrolla
principalmente, la fase activa o termfila del proceso (Rynk et al., 1992; Daz et
al., 2007). Pueden ser verticales u horizontales, los horizontales a su vez pueden
configurarse en canales, celdas, containers o tneles, y segn incorporen
funciones de mezclado, llamarse estticos o dinmicos. A continuacin se
describen brevemente los sistemas ms comunes:
(i) Compostaje en cajones (Bin composting):
El ms simple dentro de los denominados Sistemas tipo tanque (In-Vesselsystems), muchas veces incluye un techo, y sus paredes suelen estarconstruidas con madera. Al estar cubiertos, resuelven el problema de exceso deagua por lluvias o nevadas, pueden contener los olores y proveer un control de latemperatura. Pueden funcionar como una pila esttica aireada, incluyendoalguna forma de aireacin, pueden o no disponer de un mecanismo de volteo(Figura 6) (Rynk et al., 1992).
Figura 6: Esquema de compostaje tipo cajn. Tomado de Trautmann & Krasny(1997)
4444
(ii) Camas rectangulares de agitacin (Rectangular Agitated Beds):
En este caso se combinan aireacin controlada y volteos peridicos,
adems se puede incluir un sistema de riego y frecuentemente se instalan bajo
techo. El compostaje se produce entre paredes que forman largos canales
rectangulares, llamados camas o canales (de 2 - 6 m de ancho, 1 - 3 m de
profundidad, y de 30 m o ms de largo), las cuales tienen adosadas un sistema
de volteo que se mueve mediante rieles ubicados en la zona superior de las
paredes (Figura 7). La aireacin normalmente est provista mediante un sistema
de caeras ubicadas en la base de las camas. Pueden operarse de manera
continua o en lotes. El tiempo sugerido para el compostaje en estos sistemas va
de 2 a 4 semanas ms un tiempo de maduracin extendido (Rynk et al., 1992;
Daz et al., 2007).
Figura 7: Esquema de compostaje en camas rectangulares de agitacin. Tomadode Rynk et al. (1992).
4545
(iii)Silos o reactores verticales:
Generalmente conformados por un cilindro o tanque aislado trmicamente.Este sistema permite extraer el compost desde la base del silo, y la
incorporacin de material nuevo se realiza por la parte superior de este.Disponen de un sistema de aireacin que bombea el aire desde la base, y en laparte superior se encuentra el mecanismo mediante el cual se pueden filtrar los
gases con malos olores (Figura 8). El tiempo de residencia depender del casoparticular, pero es estimado en 14 das, luego de lo cual el compost seencontrar estabilizado. Estn diseados para operar de manera continua, su
diseo es aplicable al tratamiento que va desde unos pocos metros cbicos
hasta aproximadamente 1500 m3. Estos sistemas minimizan el rea requerida, y
pueden no incluir un mecanismo de volteo (Rynk et al., 1992; Daz et al., 2007).
Figura 8: Esquema de sistema de comopostaje en silos. Tomado de Rynk et al.(1992).
(iv)Tambores rotativos (Rotating Drums):
Consisten en un tambor rotativo horizontal, que permite el mezclado,
aireacin y movimiento del material a lo largo del sistema. Suelen no incluir un
mecanismo de aireacin forzado, pero s mecanismos de monitoreo del oxgeno
y humedad. El ingreso del aire se realiza mediante el extremo por el cual se
descarga el material estabilizado. Pueden o no, incluir un mecanismo de riego.
Sus dimensiones oscilan entre 30 45 m de longitud y 2 4 m de dimetro
(Figura 9). El tiempo de residencia est determinado por la inclinacin del tambor
4646
y la velocidad de giro del tambor. Un tambor preparado para una carga diaria de
50 tn (3 m de dimetro y 36 m de largo) tiene un tiempo de residencia
aproximado de 3 das, luego de este, el material debe completar el proceso en
una segunda etapa de maduracin. Estos sistemas pueden adaptarse para
funcionar a una menor escala, reciclando equipos como mezcladores de
cemento, mezcladores de piensos o viejos hornos de cemento. Las funciones de
mezclado, aireacin y de activacin del proceso de compostaje se mantendrn.
ltimamente se han desarrollado modelos aplicables al compostaje en el hogar o
jardines residenciales (Rynk et al., 1992; Stoffella & Kahn, 2001).
Figura 9: Esquema de compostaje en tambores rotativos. Tomado de Rynk et al.(1992).
(v) Contenedores (Containers):
Consiste en recipientes rectangulares con una capacidad volumtrica que
vara de 20 a 40 m3. Frecuentemente se instalan en mdulos, con los cuales sepuede dar tratamiento a un rango de 3000 5000 tn/ao (Figura 10)(configuracin de 6 a 8 contenedores en mdulo). La aireacin es forzada desdela base del contenedor y luego de atravesar la masa en compostaje esrecolectado y tratado en filtros. Cuentan con un sistema de riego, y en caso deexceso de humedad, sta es removida por gravidez mediante perforaciones enla base del contenedor. El tratamiento tpico se realiza por lotes (batches), y el
4747
tiempo de residencia sugerido es de 8 15 das, el que una vez completado,
ser seguido por un perodo de maduracin (Stoffella & Kahn, 2001; Daz et al.,
2007).
Figura 10: Compostaje en contenedores a gran escala.
2.4 El compostaje descentralizado.
El compostaje descentralizado (CD) se puede definir como una opcin en la
estrategia para la gestin de los residuos de una comunidad, en la cual los
residuos orgnicos son compostados en diversos puntos de la ciudad (pequeas
plantas de compostaje), realizados por iniciativas barriales, instituciones
gubernamentales, organizaciones no gubernamentales, empresas privadas, el
hogar y/o una combinacin de stas; y no de manera centralizada o en una nica
planta predestinada al tratamiento de los residuos urbanos. Las plantas de CD
se caracterizan por tener una capacidad de tratamiento de 50 a 5000 kg/da
aproximadamente, hacer uso de tecnologas simples y de bajo costo, as como
de constituir una fuente de trabajo alternativa a los circuitos informales asociados
al reciclaje (Zurbrgg et al., 2004; Zurbrgg et al., 2005).
El CD ha sido una respuesta a sistemas de gestin de residuos deficientes,
ligados a bajos presupuestos, en los cuales por ejemplo, el servicio de
recoleccin no dispone de la capacidad necesaria para acceder a todos los
puntos de generacin de manera regular, resultando en la acumulacin de
residuos en la va pblica durante varios das; al fracaso de plantas de
compostaje o a la necesidad de disponer de mayores cantidades de nutrientes
4848
(fertilizantes y/o enmiendas orgnicas) para la agricultura (Ali et al., 2004;
Zurbrgg et al., 2004; Krner et al., 2008). En pases con mayor desarrollo
econmico, sin problemas de presupuesto para la gestin de los residuos, pero
con una alarmante disminucin de las capacidades de los rellenos sanitarios y
escasa disponibilidad de tierras para la disposicin final de residuos, el CD ha
surgido como una opcin para aumentar la efectividad en el logro de objetivos
asociados a polticas de desvo de residuos con destino final en rellenos
sanitarios, que han promovido nuevas y ms exigentes normativas ambientales
(Gies, 1996; Woodard et al., 2004; Bench et al., 2005).
De acuerdo a Krner et al. (2008) el CD es sugerido por la poltica de la
Unin Europea como una prctica importante para la gestin de los residuos y
puede adoptar distintas formas (estructura organizacional, capacidad de
tratamiento, tecnologa, financiamiento, etc.). Pueden instalarse plantas
descentralizadas de bajo nivel tecnolgico en sitios como plazas y terrenos
municipales, escuelas, viveros y chacras entre otros. Es posible su aplicacin en
reas urbanas con una elevada densidad poblacional aunque una porcin
importante de los hogares carezca de espacio o jardines para el compostaje en
el domicilio. Una segunda alternativa consiste en implementar tcnicas de