Post on 13-Aug-2020
0
UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA
FACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CIENCIAS AMBIENTALES
INFORME FINAL DE PRÁCTICA PRE PROFESIONAL
CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA Y MADUREZ DEL
COMPOST DE LAS CIUDADES DE TINGO MARIA Y AUCAYACU
MEDIANTE TEST DE AUTOCALENTAMIENTO
EJECUTOR : CHÁVEZ PÉREZ, Patricia.
ASESOR : Ing. BETETA ALVARADO, Víctor Manuel
LUGAR DE EJECUCION : Laboratorio de Calidad ambiental de la
Universidad Nacional Agraria de la
Selva
FECHA DE INICIO : 16 de enero
FECHA DE CULMINACIÓN : 16 de abril
TINGO MARÍA - PERÚ
2015
1
INDICE
Página
I. INTRODUCCIÓN ......................................................................................... 6
1.1. Objetivo general .................................................................................... 7
1.1.1. Objetivos específicos ...................................................................... 7
II. REVISIÓN DE LITERATURA ...................................................................... 9
2.1. Los residuos sólidos urbanos ................................................................ 9
2.1.1. Definición ........................................................................................ 9
2.1.2. Clasificación de los residuos .......................................................... 9
2.2. El compostaje ...................................................................................... 10
2.2.1. Etapas del proceso de compostaje ............................................... 12
2.2.2. Factores que influyen en el proceso de compostaje..................... 15
2.2.3. Clasificación del compost ............................................................. 21
2.1.1. Calidad del compost ..................................................................... 23
2.2. Métodos y parámetros para evaluar la madurez del compost ............. 24
2.2.1. Métodos de observación directa ................................................... 24
2.2.2. Test de autocalentamiento ........................................................... 25
2.2.3. Métodos químicos ........................................................................ 27
2.2.4. Métodos biológicos ....................................................................... 30
2.3. Estabilidad biológica, “humificación” y madurez .................................. 33
2.4. Efecto del compost inmaduro en el sistema suelo-planta .................... 37
III. MATERIALES Y MÉTODOS ..................................................................... 40
2.1. Ubicación de la zona de trabajo .......................................................... 40
2.2. Muestras de compost .......................................................................... 41
2.2.1. Ubicación del punto de recolección de muestras ......................... 41
2.2.2. Características de la muestra ....................................................... 41
2.3. Materiales y equipos ............................................................................ 41
2.3.1. Materiales ..................................................................................... 41
2.3.2. Equipos ........................................................................................ 42
2.4. Metodología ......................................................................................... 42
2.4.1. Montaje del sistema de test de autocalentamiento ....................... 42
2
2.4.2. Parámetros fisicoquímicos ........................................................... 44
2.4.3. Grado de madurez del compost ................................................... 48
2.4.4. Prueba de germinación ................................................................ 49
IV. RESULTADOS .......................................................................................... 50
4.1. Parámetros fisicoquímicos .................................................................. 50
4.2. Variación de la temperatura de las muestras e influencia de la
temperatura ambiente ......................................................................... 56
4.3. Prueba de germinación ....................................................................... 62
V. DISCUSIÓN ............................................................................................... 65
5.1. Parámetros fisicoquímicos .................................................................. 65
5.2. Variación de la temperatura de las muestras e influencia de la
temperatura ambiente ......................................................................... 67
5.3. Índice de germinación ......................................................................... 68
VI. CONCLUSIONES ...................................................................................... 70
VII. RECOMENDACIONES.............................................................................. 71
VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................... 72
ANEXOS .......................................................................................................... 77
3
ÍNDICE DE CUADROS
1. Niveles de estabilidad.................................................................... 27
2. Medias de los parámetros fisicoquímicos de las
muestras de compost .................................................................... 50
3. Porcentaje del contenido de humedad .......................................... 51
4. pH y conductividad de las muestras de compost .......................... 52
5. Densidad aparente ........................................................................ 54
6. Contenido de materia orgánica ..................................................... 55
7. Contenido de humedad para el test de autocalentamiento ........... 58
8. Grado de madurez del compost .................................................... 61
9. Índice de germinación ................................................................... 62
4
ÍNDICE DE FIGURAS
1. Evolución de la temperatura y el pH durante las
diferentes etapas del compostaje .................................................. 19
2. Ubicación del Laboratorio de Calidad Ambiental ........................... 40
3. Esquema del sistema de Test de Autocalentamiento .................... 43
4. Test del puño ................................................................................. 46
5. Porcentaje de humedad del compost final ..................................... 51
6. pH de las muestras del compost final ............................................ 53
7. Conductividad de las muestras del compost final .......................... 54
8. Densidad aparente de las muestras de compost final ................... 55
9. Porcentaje de materia orgánica del producto final ........................ 56
10. Variación de la Temperatura en función de la
temperatura ambiente ................................................................... 57
11. Variación de la Temperatura del compost de Tingo María ............ 59
12. Variación de la Temperatura del compost de Aucayacu ............... 59
13. Variación de la Temperatura neta del compost de
Tingo María ................................................................................... 60
14. Variación de la Temperatura neta del compost de Aucayacu ....... 61
15. Porcentaje del índice de germinación de semillas de rabanito ...... 63
16. Porcentaje de semillas germinadas ............................................... 64
5
17. Montaje del Equipo de Test de Autocalentamiento ....................... 77
18. Preparación de muestras para el Test de Autocalentamiento ....... 77
19. Medición directa de la humedad (Test del Puño) .......................... 78
20. Incubación de los envases de Test de
Autocalentamiento a temperatura constante ................................. 78
21. Toma de datos de Temperatura .................................................... 79
22. Medición de la temperatura ambiente ........................................... 79
23. Preparación de muestras para la medición de los
parámetros fisicoquímicos ............................................................. 80
24. Medición de la conductividad ........................................................ 80
25. Medición del pH ............................................................................. 81
26. Determinación de la densidad aparente ........................................ 81
27. Determinación del porcentaje de humedad y materia
orgánica ......................................................................................... 82
28. Preparación de muestras para el Ensayo de Germinación ........... 82
29. Incubación de las semillas ............................................................. 83
30. Conteo del número de semillas germinadas ................................ 83
31. Medición de la radícula de las semillas germinadas ..................... 84
6
I. INTRODUCCIÓN
En el contexto del medio ambiente, nuestra sociedad se enfrenta,
entre otros, a dos grandes retos: el incremento de los gases que potencian el
efecto invernadero y la generación exponencial de residuos (CARIELO, 2007).
En la actualidad se ha tratado de buscar solución al problema de los residuos,
implementado la Gestión de Residuos Sólidos. Una de las técnicas
implementadas por el Ministerio del Ambiente en el Perú para el
aprovechamiento de los residuos sólidos orgánicos urbanos es el compostaje,
el cual se define como descomposición de residuos orgánicos por la acción
microbiana. Esta alternativa es la más usada debido a que permite tratar
cantidades altas de residuos, siendo el caso de la generación de los residuos
sólidos urbanos.
La determinación de la estabilidad y madurez en el compost es de
interés porque indica el final del proceso, sin embargo siempre ha sido difícil
establecer el grado de estabilidad a partir de uno o pocos parámetros debido a
las distintas características de los materiales compostables y de la poca
uniformidad de los productos finales.
7
El test de autocalentamiento, aplicado a un compost
insuficientemente estable, pone en evidencia su actividad biológica a través de
cambios de temperatura, al aislar una cantidad relativamente pequeña de
material en un vaso Dewar. Los incrementos superiores de temperatura indican
materiales más inestables. En teoría, cuando el proceso está finalizando, el
compost debería alcanzar temperaturas cercanas a las ambientales. En
muchos casos esto no es así debido a la gran cantidad de material almacenado
y a sus características térmicas. El fundamento del método es sencillo y claro
pero presenta problemas en el establecimiento de las condiciones de trabajo.
En este trabajo se estudió el método de test de autocalentamiento
utilizado tradicionalmente para el compost, con el fin de establecer el grado de
madurez del compost.
1.1. Objetivo general
Caracterizar fisicoquímicamente y determinar la madurez del
compost de las ciudades de Tingo María y Aucayacu mediante test de
autocalentamiento.
1.1.1. Objetivos específicos
- Evaluar los parámetros fisicoquímicos del compost final: pH,
conductividad, contenido de humedad, contenido de materia orgánica y
densidad aparente.
8
- Estudiar la variación de la temperatura de las muestras de compost
(temperatura máxima) determinada por el test de autocalentamiento y la
influencia de la temperatura ambiente.
- Determinar el índice de germinación en semillas de rabanito de los
compost de Tingo María y Aucayacu.
9
II. REVISIÓN DE LITERATURA
2.1. Los residuos sólidos urbanos
2.1.1. Definición
Según Normativa Medioambiental Gestión de Residuos Orgánico
de la comunidad europea (Directiva 2006/12/CE), residuo es cualquier
sustancia u objeto del cual se desprenda su poseedor o tenga la obligación de
desprenderse en virtud de las disposiciones vigentes. Los Residuos Sólidos
son los restos de actividades humanas, considerados por sus generadores
como inútiles, indeseables o desechables (RODRIGUEZ, 2000). En el caso
específico de los residuos agrícolas se define como todo aquel material
sobrante o desperdiciable generado en un establecimiento agropecuario
(PRAVIA, et al., 1999).
2.1.2. Clasificación de los residuos
La clasificación por la naturaleza química permite establecer dos
categorías de residuos: residuos inorgánicos o abiógenos y residuos orgánicos
o biógenos (PRAVIA, et al., 1999).
10
A. Residuos inorgánicos
Incluye todos aquellos residuos de origen mineral y sustancias o
compuestos sintetizados por el hombre. Dentro de esta categoría se incluyen
habitualmente metales, plásticos, vidrios, etc. Desechos provenientes de
agrotóxicos, agroquímicos, fitosanitarios y agroveterinarios, son en su mayoría
de origen sintético y con un gran efecto residual. Si bien estos residuos
requieren un análisis particular y no son objeto de este trabajo, debe
considerarse que los mismos representan importantes insumos en los sectores
productivos y su efecto residual puede modificar sustancialmente las
características y propiedades de los residuos orgánicos (PRAVIA, et al., 1999).
B. Residuos orgánicos
Se refiere a todos aquellos que tienen su origen en los seres
vivos, animales o vegetales. Incluye una gran diversidad de residuos que se
originan naturalmente durante el “ciclo vital”, como consecuencia de las
funciones fisiológicas de mantenimiento y perpetuación o son producto de la
explotación por el hombre de los recursos bióticos (PRAVIA, et al., 1999).
2.2. El compostaje
El compostaje es un proceso que supone una serie de
transformaciones de los residuos orgánicos, mejorando las propiedades físicas
y químicas del material original, aumenta la fertilidad potencial y
11
simultáneamente la cantidad de humus estable (FIABANE Y MELÉNDEZ,
1997).
Es así como los residuos orgánicos biodegradables, se degradan
mediante una oxidación química, generando CO2 y H2O, energía calórica y
materia orgánica estabilizada (VARNERO et al., 2002).
Para aprovechar el potencial que los desechos orgánicos tienen
como abonos, estos deben pasar por un proceso previo antes de su integración
al suelo, de forma tal que, el material que definitivamente se aporte, haya
transcurrido por los procesos más enérgicos de la mineralización, de la
biodegradación hasta su forma más estable posible, y con los macro y micro
nutrientes en las formas más asimilables posibles para los productores
primarios. Unas de las técnicas que permite esta biodegradación controlada de
la materia orgánica previa a su integración al suelo es el compostaje y el
producto final es conocido como Compost. Se define el compostaje como la
descomposición y estabilización biológica de substratos orgánicos, bajo
condiciones que permiten el desarrollo de temperaturas termófilas como
resultado del calor producido biológicamente, para producir un producto final
estable, libre de patógenos y semillas, y que puede ser aplicado de forma
beneficiosa al suelo (BARRENA, 2006).
12
2.2.1. Etapas del proceso de compostaje
Durante el proceso de compostaje, las actividades combinadas de
microorganismos hace que se puedan dividir en 4 etapas dependiendo de la
temperatura: mesofílica, termofílica, enfriamiento y maduración (ARCOS, DIOS
Y ROSAL, 2005).
2.2.1.1. Etapa mesofílica
Durante el inicio de esta etapa el proceso de compostaje se
encuentra a temperatura ambiente lo que facilita el desarrollo y la acción de la
microbiota mesofílica (mayoritariamente bacterias mesofílica) que
descomponen los compuestos orgánicos fácilmente biodegradables (azúcares
sencillos, aminoácidos, proteínas).
Como resultado de la biodegradación es frecuente que el pH se
acidifique debido a la producción de compuesto de naturaleza ácida, tipo
aminoácidos procedentes de las proteínas, lo que favorece la aparición de
hongos mesofílicos más tolerantes a estas condiciones.
Debido a la actividad metabólica de todos estos microorganismos,
la temperatura aumenta hasta los 40 ºC aproximadamente entrando en la
etapa termófila.
Es importante que la relación C/N en esta fase del proceso se
encuentre en torno a 30 pues los microorganismos necesitan el carbono para
13
realizar los procesos metabólicos y el nitrógeno para sintetizar nuevas
moléculas. Si la proporción es mayor la actividad metabólica disminuiría y si es
menor la acumulación de amoniaco, tóxico para la población bacteriana,
pararía el proceso (GALEA, 2013).
2.2.1.2. Etapa termofílica
En esta etapa, por encima de los 40ºC, aparecen bacterias y
hongos termofílicos, además de los primeros actinomicetos y se inicia la
degradación de compuestos más complejos.
La actividad microbiana es máxima en esta fase haciendo que la
temperatura aumente constantemente hasta alcanzar valores en torno a los
70ºC. La degradación de los ácidos producidos de la etapa anterior hace que el
pH vuelva a estar en torno a la neutralidad.
Debido a las altas temperaturas alcanzadas se produce la
higienización del material orgánico, eliminando agentes patógenos o semillas
de malas hierbas que pudieran contener los materiales de partida.
Con la escasez de los materiales biodegradables y las altas
temperaturas solo sobreviven algunas bacterias que no son capaces de
mantener la actividad metabólica y la temperatura empieza a caer entrando en
una nueva fase mesofílica o de enfriamiento (GALEA, 2013).
14
2.2.1.3. Etapa de enfriamiento
En esta etapa aparecen de nuevo los microorganismos
mesofílicos con una predominancia de hongos procedentes de las esporas
formadas en la etapa anterior.
La materia orgánica fácilmente degradable ya ha sido asimilada
en las etapas anteriores y solo quedan moléculas complejas como la lignina y
la celulosa y la biomasa de las microorganismos anteriores. Esto hace que la
actividad metabólica se ralentice (GALEA, 2013).
2.2.1.4. Etapa de maduración
En esta etapa la temperatura y el pH se estabilizan, la actividad
metabólica está ralentizada y predomina la humificación con reacciones de
policondensanción y polimerización.
Durante esta fase predominan los actinomicetos que intervienen
en la formación de ácidos húmicos y son productores de antibióticos que
inhiben el crecimiento de bacterias y patógenos. Además aparecen otros
organismos como nemátodos o lombrices que al remover los materiales
exponen nuevas superficies para que los microorganismos puedan colonizarlas
y seguir con el proceso de maduración.
15
Una vez finalizado el proceso quedará un producto estable o
maduro en el que la descomposición microbiana es casi inexistente o se hace
de forma muy lenta (GALEA, 2013).
2.2.2. Factores que influyen en el proceso de compostaje
Como se ha dicho anteriormente para que el compostaje se lleve
a cabo de forma satisfactoria se han de controlar los siguientes parámetros:
2.2.2.1. Humedad
Es uno de los parámetros más importantes a controlar, ya que si
es excesiva (>60%) el agua desplazará los espacios intersticiales y se
desencadenará una digestión anaerobia por la falta de oxígeno, en la cual se
pueden producir compuestos fitotóxicos e indeseables además de malos
olores. Por otra parte el agua es imprescindible para el desarrollo de los
microorganismos; según GOLUEKE (1975) citado por MOHEDO (2002) una
humedad inferior al 40% reduce la actividad de los microorganismos; por
debajo del 30% se convierte en un factor limitante, y a partir del 12% cesa
prácticamente toda actividad biológica.
2.2.2.2. Conductividad
La conductividad eléctrica (C.E.) es un indicador de las sales
solubles contenidas en la matriz orgánica. El compost de RSU puede alcanzar
niveles de salinidad considerables debido a la presencia de sales en los
materiales originales y a su concentración relativa durante la mineralización
16
parcial de los mismos. Un exceso de salinidad puede tener efectos limitantes
sobre el crecimiento vegetal tanto debido a factores osmóticos como al efecto
de iones específicos. La salinidad de un compost puede variar ampliamente en
función de los materiales originales empleados en el proceso, y puede alcanzar
valores de en torno a 10 mS·cm-¹ (BARKER, 1997). La CE se debe controlar
durante el compostaje y sobre todo en el producto final lo deseable es que se
encuentre en un intervalo comprendido entre 1.500 -2.000 mS/cm (MOHEDO,
2002).
2.2.2.3. Aireación
El compostaje es un proceso bioxidativo lo que significa que se
produce una oxidación por parte de los microorganismos de la materia orgánica
y estos microorganismos se desarrollan en condiciones aerobias. En ausencia
de aire la materia orgánica se descompone de forma anaerobia generándose
los problemas antes citados y retrasándose la fermentación. Un exceso de
aireación enfriaría la masa a compostar impidiendo que se alcance la
temperatura necesaria para la higienización del producto (MOHEDO, 2002).
2.2.2.4. Tamaño de partícula
El tamaño de partícula está estrechamente relacionado con la
actividad microbiana, esta actividad se realiza en principio sobre la superficie
de las partículas, a mayor superficie mayor actividad biológica y una mayor y
más rápida descomposición. No hay que olvidar que el tamaño de partícula
también afecta a la porosidad y un producto demasiado fino impediría que la
17
masa se aireara correctamente. Las dimensiones óptimas varían en función del
material a compostar, el tamaño de la pila, el manejo (frecuencia de volteo), el
sistema de compostaje, abierto o cerrado (MOHEDO, 2002). Según KIEHL
(1985) citado por MOHEDO (2002) podría situarse entre 1 y 5 cm de diámetro
equivalente.
2.2.2.5. Microorganismos
Son muchos los microorganismos que intervienen en el proceso
de compostaje; bacterias, hongos, actinomicetos, etc.; las poblaciones se
suceden durante la estabilización de la materia orgánica y en función de la
temperatura (Figura 3), el pH, etc.
Algunos residuos orgánicos contienen suficientes
microorganismos para su fermentación; es el caso de los lodos de depuradora
y el de la materia orgánica procedente de la recogida selectiva urbana.
Además estos residuos contienen cantidades considerables de
nitrógeno y fósforo que son mineralizables por los microorganismos. Así el
compost que se genera en el procesado de estos residuos suele tener un alto
contenido en microorganismos y su aporte al suelo favorece su fertilidad al
actuar sobre la eficiencia de los ciclos biológicos (ciclo del C, N, del P, etc) y
favorecer la movilidad de macro y micronutrientes (MUSTIN, 1987 citado por
MOHEDO, 2002).
18
2.2.2.6. Temperatura
Según MOHEDO (2002), los restos orgánicos de animales y
plantas se descomponen por la acción de los microorganismos que utilizan los
azúcares, los hidratos de carbono y las proteínas de rápida asimilación. Debido
a estas reacciones y a la cantidad de materia orgánica apilada, es mayor el
calor que se genera que el que se pierde y por lo tanto la temperatura de la
masa en compostaje aumenta (Figura 1). El proceso se puede dividir en cuatro
etapas en función de la temperatura:
- Etapa mesofílica: Comienza a temperatura ambiente, los
microorganismos mesófilos se multiplican, hasta alcanzarse los 40ºC.
- Etapa termofílica: a medida que aumenta la temperatura cesa la
actividad mesofílica, en torno a los 60ºC, mueren los hongos
termofílicos y comienzan a proliferar las bacterias formadoras de
esporas y los actinomicetos. En esta etapa se pueden alcanzar hasta
80ºC de temperatura. Aunque la celulosa y las ligninas se degradan
poco, las ceras, proteínas y hemicelulosas sí lo hacen.
Tras el consumo de los materiales fácilmente biodegradables, el calor
que se genera no supera las pérdidas y la masa empieza a enfriarse,
comenzando así la siguiente etapa; a esta etapa algunos autores la
denominan de higienización ya que a estas temperaturas se destruyen la
mayoría de los microorganismos patógenos, por ello es importante que
toda la masa a compostar pase por ella.
19
- Etapa de enfriamiento: Los hongos proliferan en la masa al descender la
temperatura a 60ºC y, en este momento, comienza el ataque a la
celulosa.
- Etapa de maduración: La temperatura se estabiliza a valores cercanos a
la del ambiente y la actividad microbiana se limita principalmente a la
formación de ácidos húmicos (A.H).
Fuente: MOHEDO (2002)
Figura 1. Evolución de la temperatura (___) y el pH(…...) durante las diferentes
etapas del compostaje (Dalzell 1981).
2.2.2.7. pH
El pH de un compost es un buen indicador de cómo ha
evolucionado el proceso degradativo. Durante las primeras horas el pH
desciende ligeramente a valores cercanos a 5.0 para subir después a medida
20
que el material se descompone y estabiliza, permaneciendo finalmente en
valores en torno a 7.0-8.0 (Figura 3) (FINSTEIN y MORRIS, 1975; CÁRDENAS
y WANG, 1980 citado por ROFRIGUEZ et al., 2007). Valores de pH ácidos
indican ausencia de madurez debido generalmente a un tiempo de compostaje
demasiado corto o a la ocurrencia de procesos anaeróbicos en la masa.
La evolución del pH a lo largo del compostaje, al igual que la
temperatura, sigue una curva típica en función de la etapa. Normalmente se
suele producir una acidificación inicial durante la primera fase mesófila como
consecuencia de la producción microbiana de ácidos orgánicos, seguida de
una alcalinización durante la fase termófila por el consumo y volatilización de
dichos ácidos y la hidrólisis de proteínas, que libera amonio, y finalmente el pH
vuelve a reducirse hasta alcanzar valores cercanos a la neutralidad en el
producto final debido a la formación de compuestos húmicos que tienen
propiedades tampón (KUTZNER, 2000; BUENO et al, 2011).
2.2.2.8. Materia orgánica
A lo largo del compostaje el contenido en materia orgánica total
(MOT) debe ir disminuyendo, en más o menos proporción, en función del
desarrollo del proceso pero también del tipo de material orgánico y de su
degradabilidad. Aunque algunos autores indican que el contenido en MOT
puede informar del avance del proceso, incluso de la madurez del compost,
siempre debe valorarse con precaución porqué depende mucho del punto de
partida. No se puede valorar de manera absoluta sino relativa.
21
El compost u otros materiales orgánicos con pretensión de ser
aplicados al suelo deben presentar contenidos destacables de materia orgánica
(se aconseja superiores a 40% sms) pero, paralelamente un elevado
porcentaje de ésta debe ser resistente a la descomposición biológica. La
materia orgánica total se determina por una gravimetría indirecta en la que se
mide la pérdida de peso causada por la combustión. Si el contenido en materia
orgánica se quiere expresar como carbono se divide entre 2 en el caso de
residuos orgánicos y compost (ZUCCONI Y BERTOLDI, 1987). El contenido en
materia orgánica de un compost es importante en caso de aplicación en el
suelo ya que: 1) incidirá, de forma global, sobre todas las propiedades del suelo
(físicas, químicas y biológicas); y 2) favorecerá, al mismo tiempo, los ciclos
geoquímicos. En caso de ser utilizado como substrato, la M.O. influirá así
mismo sobre sus propiedades físicas. Sin embargo, a pesar de la
trascendencia de los niveles de M.O., es indispensable conocer además su
estabilidad.
2.2.3. Clasificación del compost
Los tipos de compost se pueden clasificar atendiendo a la etapa
en que se encuentre el compost, esto es, dependiendo del grado de
transformación que haya alcanzado durante el proceso, se pueden clasificar en
frescos, maduros y curados. (MADRID, 1999).
22
2.2.3.1. Compost fresco
El material a compostar ha pasado por una fase termófila,
habiendo experimentado una descomposición parcial y habiéndose eliminado
los patógenos, pero aún no está estabilizado.
Al continuar con el proceso de degradación una vez añadido al
suelo, no es conveniente aplicarlo directamente a los cultivos pues podría
provocar reacciones adversas (MADRID, 1999). Sin embargo, se logra una
buena estabilización para la recuperación de suelos degradados o la
preparación del suelo entre cosechas, aplicándolo a una profundidad de 5-10
cm (MENOYO, 1995).
2.2.3.2. Compost maduro
El material a compostar ha sufrido una fase de maduración, es el
producto final de la fase de maduración y cumple los requisitos específicos
sanitarios y de estabilización. Este tipo de compost se puede aplicar sobre los
cultivos aunque no conviene que esté en contacto directo con el sistema
radicular porque podría causar efectos negativos sobre el crecimiento de las
plantas (MADRID, 1999).
2.2.3.3. Compost curado
El material a compostar ha sufrido un largo proceso de
maduración y mineralización por lo que es un producto altamente estabilizado.
23
Este tipo de compost se puede aplicar a los cultivos como sustrato, incluso
aunque esté en contacto directo con el sistema radicular (MADRID, 1999).
2.1.1. Calidad del compost
Dado que el compost tiene la finalidad de ser empleado como
sustrato de cultivo o como enmienda orgánica de suelos, debe cumplir unas
características y/o unos criterios de calidad que no comprometan el buen
funcionamiento de los sistemas.
El material de partida juega un papel muy importante pues
determinará la calidad del material final, un material con alto contenido de
nutrientes, materia orgánica y un contenido bajo en metales pesados, dará
como resultado un compost que cumplirá con buena parte de las necesidades
nutricionales de cultivos y suelos.
También hay que asegurar que durante el proceso de compostaje
se hayan dado temperaturas elevadas, durante el tiempo necesario para
eliminación de organismos patógenos o malas hierbas y que el proceso de
maduración se haya dado correctamente y el compost final sea un producto
estable.
El aspecto y el olor, la granulometría, la capacidad de retención
de agua, la humedad y la relación C/N son otros parámetros a tener en cuenta
(MADRID, 1999).
24
2.2. Métodos y parámetros para evaluar la madurez del compost
2.2.1. Métodos de observación directa
2.2.1.1. Olor
La FORSU y los LODOS procedentes de las EDARs en sus
primeras fases de descomposición tienen un olor característico debido
posiblemente a los ácidos orgánicos: acético, propiónico, butírico, etc; y
también a los olores típicos de fermentaciones anaerobias como el ácido
sulfhídrico, amoniaco (muy común con relaciones C/N bajas) y mercaptanos.
Estos olores desaparecen a medida que se estabiliza el compost, y pasa a
tener un olor agradable (parecido al humus o a tierra mojada) olor producido
por los actinomicetos (MOHEDO, 2002).
2.2.1.2. Temperatura estable
Como se ha visto en la figura 3, la temperatura durante el
compostaje evoluciona hasta que finalmente se sitúa próxima a la del ambiente
y no varía prácticamente con el volteo (MOHEDO, 2002).
2.2.1.3. Color
El compost se oscurece a medida que va madurando, hasta
llegar a un color marrón oscuro o casi negro, esto es debido a la formación de
grupo cromóforos, fundamentalmente compuestos con dobles enlaces
conjugados, aunque las reacciones y los mecanismos que regulan estos
cambios no están del todo claros. Algunos autores han descrito métodos
basados en sistemas colorimétricos estándar aceptables para ser empleados
25
como índices de madurez, pero estos índices están demasiado influenciados
por los materiales de partida (MOREL, 1982).
2.2.1.4. Densidad aparente
La densidad aparente de un compost es un parámetro importante
en cuanto a su transporte, manejo y aplicación se refiere, además de influir en
el volumen de poros dentro del volumen total del compost, necesarios para su
correcta aireación y oxigenación. El nivel óptimo de densidad aparente para
sustratos de cultivo se encuentra en < 0.4 g/cm3 (ANSORENA, 1994).
Se incrementa con el compostaje, van desde un 0.2-0.5 hasta un
0.5-0.9, en el caso de FORSU (DIOS, 2008).
Estos métodos descritos tan sólo dan una idea aproximada de la
realidad, y eso para un observador experimentado que siempre trabaje con los
mismos tipos de residuos; en general estas técnicas pueden inducir a errores
graves (MOHEDO, 2002).
2.2.2. Test de autocalentamiento
La determinación de la estabilidad mediante el test de
autocalentamiento (KOENING y BARI, 2000) se acepta como una técnica
simple, y económica capaz de hacer una buena aproximación a la estabilidad
real del sustrato.
26
Cuando un compost no está suficientemente estabilizado existen
todavía gran cantidad de microorganismos y una materia orgánica fácilmente
biodegradable. Con la aireación y humedad adecuadas y si aislamos
térmicamente el sistema se manifestará un aumento de temperatura que
permite medir la intensidad del fenómeno del autocalentamiento. Podemos
relacionar el valor máximo alcanzado con el estado de degradación del
compost. Es muy importante utilizar siempre la misma metodología de trabajo y
el mismo residuo para poder comparar resultados (MOHEDO, 2002).
La estabilización de la materia orgánica puede cuantificarse de
acuerdo con el incremento de la temperatura que se produce en el material
respecto a la temperatura de incubación, 20ºC en nuestro caso (VEEKEN et.
al., 2004a).
BRINTON et al., (1995) proponen cinco niveles de estabilidad. Las
clases I y II son las que identifican a un compost maduro, mientras que las
clases de III y IV de estabilidad están relacionadas con compost todavía
inacabados o activos.
Temperaturas de autocalentamiento superiores a los 40ºC
identifican a compost fresco o residuos orgánicos sin fermentar.
27
Cuadro 1. Niveles de estabilidad propuestos por BRINTON et al., (1995)
Incremento de
temperatura
Clase de
Estabilidad Descripción del grupo Grupo mayoritario
0 - 10°C I Muy estable, bien madurado Compost Acabado
10 - 20°C II Moderadamente estable, maduro
20 - 30°C III Material en descomposición,
Compost Activo Compost Activo
30 - 40°C IV Compost Inmaduro o muy activo
>40°C V Compost fresco Compost Fresco
Fuente: DIOS, 2008.
2.2.3. Métodos químicos
2.2.3.1. Determinación del pH
Generalmente es un parámetro que, en compost de RSU,
desciende ligeramente al principio para subir posteriormente conforme lo hace
la temperatura, después baja ligeramente en la fase de estabilización (Figura 1)
(MOHEDO, 2002).
2.2.3.2. Relación C/N
Es el criterio que con más asiduidad se ha empleado en la
determinación de la estabilidad del compost, tiene el gran inconveniente de su
variación en función del residuo a compostar.
La relación C/N disminuye con el tiempo de compostaje. Lo
correcto es hacer un seguimiento de la relación C/N a lo largo del proceso de
28
compostaje y estudiar los cocientes iniciales y finales, lo que proporciona más
información sobre la estabilidad de los materiales. (JUSTE Y POMMEL 1977
citado por MOHEDO, 2002). Por lo general un compost de RSU se considera
maduro cuando la relación C/N es menor de 20 o lo más cercano a 15; en la
práctica el valor depende de la relación C/N inicial; si existe gran cantidad de
carbono en formas resistentes (celulosas, ligninas) la relación C/N final será
mayor.
Cuando en los compost se utilizan RSU, esta relación es muy
utilizada para determinar el grado de estabilidad, pero cuando los residuos
empleados son lodos de depuradora o purines (residuos ganaderos) con altos
contenidos en nitrógeno, deja de ser fiable ya que al inicio del proceso se sitúa
en torno a 10, cuando los valores iniciales de C/N son tan bajos, se pierde
mucho nitrógeno en forma de amoniaco; a veces se pierde tanto nitrógeno, que
la relación C/N se mantiene casi invariable a lo largo del proceso (MOHEDO,
2002).
2.2.3.3. Determinación de NH4+ y SH2
Si al final del proceso de compostaje se detectan cantidades
apreciables de estos productos, sería indicativo que durante el mismo ha
existido un potencial redox inadecuado de los materiales, la cantidad de ión
amonio del compost maduro, no debe superar el 0.04% (SPOHN, 1978 citado
por MOHEDO, 2002).
29
2.2.3.4. Determinación de la demanda química de oxígeno
(DQO) de los extractos acuosos
La determinación de la DQO a los extractos acuosos proporciona
un control rápido para determinar el grado de estabilización. Un compost puede
considerarse estable si la DQO de su extracto acuoso es inferior a 700 mg
O2/100 g aunque dicho valor se reduce si se deja madurar más tiempo
(LOSSIN, 1971 citado por MOHEDO, 2002). Como en otros casos estas
afirmaciones se han visto, posteriormente, muy matizadas en función del tipo
de material que se composte.
2.2.3.5. Determinación de la capacidad de cambio catiónica
(CCC)
COSTA et al. (1990) citado por MOHEDO (2002), han puesto de
manifiesto que la capacidad de cambio catiónico aumenta al progresar los
procesos de compostaje y maduración, encontrando además que este
parámetro está estrechamente relacionado con la relación C/N. Al final del
proceso, la CCC se estabiliza en valores superiores a 60 meq/100 g. Otros
autores han estudiado la relación
Capacidad de Cambio Catiónico / Carbono Orgánico Total
(CCC/COT) en diversos materiales, llegando a la conclusión de que a mayor
estabilidad mayor es dicha relación, ya que existirán más grupos funcionales
por unidad de carbono (MOHEDO, 2002).
30
2.2.3.6. Determinación de los sólidos volátiles
Como ya se ha dicho el compostaje es una biooxidación en la que
los microorganismos emplean todo el carbono que pueden degradar, por lo
tanto a medida que avanza el proceso de compostaje se pierde carbono y
disminuye la cantidad de microorganismos y de sólidos volátiles
(AVNIMELECH et al., 1996 citado por MOHEDO, 2002).
2.2.3.7. Determinación de los ácidos húmicos
La estabilización de la materia orgánica implica una síntesis
anabólica y de polimerización, en la cual los productos húmicos deben ser
predominantes. El contenido en ácidos húmicos es un indicativo claro del
proceso de humificación. Los resultados varían en función de los materiales a
compostar ya que todos no van a mineralizar por igual la materia orgánica
(MOHEDO, 2002).
2.2.4. Métodos biológicos
Se basan en la hipótesis inicial de que la madurez de un compost
está directamente relacionada con la estabilidad biológica del producto.
Proporcionan una medida de la actividad de la biomasa microbiana o
determinan algunos de los constituyentes fácilmente biodegradables y
susceptibles de degradación, y pueden ser adecuados para establecer el grado
de estabilidad de un producto (MOHEDO, 2002).
31
2.2.4.1. Métodos respirométricos.
Estos métodos consisten en medir el consumo de O2 por parte de
los microorganismos en una suspensión preparada con una muestra de
compost; si el compost no está suficientemente estabilizado el consumo de O2
será elevado y si por el contrario existe una alta estabilidad el consumo de O2
será menor. Los métodos respirométricos son considerados muy buenos para
determinar la estabilidad, algunos de los inconvenientes que presentan estos
métodos son, que el proceso de incubación puede ser relativamente lento y
que la complejidad de los aparatos sea más o menos sofisticada, no obstante
hoy en día existen ya algunas técnicas simplificadas que reducen el tiempo del
ensayo y la complejidad de los dispositivos (ADANI, 2001; LASARIDI et al.,
1998; LANNOTTI et al 1994 citado por MOHEDO, 2002).
Como método respirométrico también se incluye la medida del
CO2, desprendido por los microorganismos, en la oxidación de la materia
orgánica de una suspensión preparada con una muestra de compost
(WILLIAM, 1995 citado por MOHEDO, 2002).
2.2.4.2. Análisis de parámetros bioquímicos de la biomasa de
los compost
Tanto en la fase de fermentación como en el enfriamiento se
pueden medir las variaciones que experimentan ciertos parámetros
bioquímicos como son la actividad enzimática (enzimas hidrolíticas) o la
32
concentración de ATP. Estos parámetros tienden a decrecer con el tiempo de
compostaje, este decrecimiento ocurre durante la etapa termogénica y se
completa cuando la temperatura se sitúa entre 50 y 60 ºC.
Otras medidas referentes a la biomasa microbiana se ocupan de
la determinación del contenido en fosfolípidos de la membrana celular.
La desventaja de estos métodos vuelve a ser la sofisticación del
material empleado, su elevado coste, así como la necesidad de personal
bastante cualificado para llevar a cabo los análisis. WILEY et al. (1957),
YOUNGBERG, et al. (1992) y GARCÍA et al. (1999) citado por MOHEDO
(2002).
2.2.4.3. Test biológico de germinación
En los últimos años se han desarrollado un gran número de test
de tipo biológico con objeto de evaluar la estabilidad del compost. Básicamente
un test biológico de germinación consiste en determinar frente a un blanco el
poder germinativo de un compost, en placas petri y en condiciones idóneas de
germinación. ZUCCONI et al. (1981) utilizan esta técnica empleando semillas
de Lepidium sativum L., ya que son semillas rápidas de germinar y muy
sensibles a la presencia de compuestos fitotóxicos. El índice de germinación
(IG) ha sido estimado como un indicador del grado de madurez de los residuos
orgánicos, considerándose maduro cuando alcanza el valor de 50% o superior
(Zucconi, 1985).
33
Según EMINO Y WARMAN (2004) valores de IG inferiores a 50%
indican una alta fitotoxicidad del material; IG entre 50% y 80% indican
fitotoxicidad moderada y valores superiores a 80% el material no presenta
fitotoxicidad.
La fitotoxicidad de los residuos está relacionado con el elevado
contenido de sales que presentan, lo cual suprimiría drásticamente el desarrollo
radicular (ZAPATA et. al 2005).
2.2.4.4. Ensayos de respuesta vegetal
Los ensayos de respuesta vegetal aunque laboriosos, podrían ser
recomendables para estudiar el efecto del compost sobre la producción
vegetal. Utilizando diferentes tipos de suelos y como planta testigo Lolium
rigidum, debido a su capacidad de extracción de los nutrientes del suelo y
porque permite cortes sucesivos con los que evaluar la acción del compost
sobre la producción de biomasa en distintos periodos de tiempo desde la
aplicación de la enmienda (NEGRO Y SOLANO, 1996).
2.3. Estabilidad biológica, “humificación” y madurez
En el compostaje de los residuos orgánicos se puede diferenciar
una fase biooxidativa, donde predominan las reacciones enzomáticas
degradativas de las moléculas orgánicas (en condiciones termófilas
fundamentalmente) y una fase de maduración, con reacciones de
34
condensación y polimerización semejantes al proceso de humificación en el
medio natural.
La separación en el tiempo de estas dos fases es realmente
artificial y se realiza por motivos prácticos ya que ambos procesos, aunque
comportan velocidades de reacción diferentes, son independientes en ciertos
aspectos y en parte presentan un elevado grado de simultaneidad. En efecto,
en la fase biooxidativa predominan las reacciones biodegradativas a altas
temperaturas, pero también ocurren, en menor medida, reacciones de
condensación típicas de la humificación, sobre todo al final de esta fase,
fundamentalmente con productos de degradación de la lignina. Por el contrario,
en la fase de maduración, aunque predominen las reacciones de condensación
y polimerización a baja temperatura, aún perdura una cierta actividad
biooxidativa, fundamentalmente de las fracciones o polímeros más
biorresistentes, fundamentalmente celulosa y lignina debido a poblaciones de
hongos y actinomicetos mesófilos. Por tanto se puede decir que al final de la
fase biooxidativa el compost estabilizado ha adquirido cierto grado de madurez
que puede ser suficiente en algunos casos para su utilización agronómica
incluso, en determinados casos, como es su uso para combatir problemas de
erosión y estabilizar la estructura del suelo no es necesario alcanzar un alto
grado de madurez, ya que determinadas estructuras orgánicas presentes en el
compost inmaduro, capaces de formar puentes catiónicas, pueden actuar como
agentes de unión de las fracciones minerales, fundamentalmente polisacáridos
excretados por microorganismos así como poliurónicos y compuestos fenólicos,
aparte de la presencia de microorganismos filamentosos.
35
Si el control del proceso se realiza de forma exhaustiva y se aplica
determinados criterios científicos, es posible obtener a escala industrial un
producto orgánico de alto valor agrobiológico, cuya aplicación a los suelos de
cultivo puede incrementar de forma notable el contenido de materia orgánica
“humificada”. Sin embargo más que el “input” total de materia orgánica
incorporada, nos debe interesar la calidad de esta materia orgánica, entendida
en términos de estabilidad biológica y de “humificación”.
Ambos términos, estabilidad biológica y “humificación”,
considerados de forma conjunta es lo que desde un punto de vista
estrictamente científico supone el concepto de madurez del compost. Desde un
punto de vista práctico se entiende como compost maduro un material
técnicamente estabilizado, lo cual no implica necesariamente una estabilización
biológica, como veremos más adelante.
El concepto de estabilidad biológica del compost se entiende
como la tasa o grado de descomposición de la materia orgánica, que se puede
expresar como una función de la actividad microbiológica y se determina
normalmente por medidas respirométricas (medida del consumo de O2 o
liberación de CO2), o por la liberación de calor como resultado de la actividad
de los microorganismos.
Sin embargo, existe controversia en cuanto al concepto de
madurez, que suele emplearse con frecuencia como sinónimo de estabilidad.
Actualmente existe una corriente muy extendida entre la comunidad científica
36
(y cada vez más aceptada) que define el grado de madurez sinónimo
únicamente de ausencia de fitotoxicidad en el producto final, producida por
determinados compuestos orgánicos fitotóxicos (amoniaco, ácidos orgánicos,
compuestos fenólicos hidrosolubles, etc), que se forman durante la fase activa
del compostaje (fase biooxidativa). Por tanto la madurez del compost implica
una relación directa con el crecimiento y desarrollo vegetal, desde este punto
de vista, el grado de madurez puede determinarse simplemente mediante la
respuesta vegetal, y se han propuesto numerosos bioensayos para este fin. El
más popular es el método de ZUCCONI, F y Col (1981a, 1981b) o test de
germinación de Lepidium sativum L. Sin embargo la fitotoxicidad puede ser
causada por otros factores, como la presencia de altas concentraciones de
metales pesados potencialmente fitotóxicos de algunos residuos y/o una alta
concentración de sales solubles, lo cual limita la aplicación del test de
fitotoxicidad para la determinación de la madurez de algunos compost.
Desde un punto de vista de la calidad del producto final, un
compost altamente “humificado”, cuya materia orgánica ha evolucionado
durante un largo periodo de tiempo de maduración hacia formas más
resistentes a la biodegradación (y que presenta numerosas similitudes a las
propiedades de la materia orgánica humificada del suelo), es un compost
altamente maduro, que implícitamente está biológicamente estabilizado y
además carece de sustancias orgánicas fitotóxicas. Por tanto, desde un punto
de vista, el término madurez conceptualmente engloba el término estabilidad.
Es decir, cuando se indica que un compost es inmaduro implícitamente se
37
entiende que no está estabilizado biológicamente. Este es el criterio que debe
entenderse como operativo o práctico para la utilización directa del compost.
La evaluación de la madurez del compost ha sido reconocida
como el más importante problema concerniente a su utilización agronómica, ya
que la aplicación a los suelos de cultivo de un compost inmaduro es una de las
causas más frecuentes de los fracasos observados en ocasiones en el
rendimiento de los cultivos. Pues bien, la determinación correcta del grado de
madurez de la materia orgánica, constituye en la actualidad un problema
pendiente en relación al control del proceso de compostaje, para la obtención
del compost de alta calidad. Numeroso métodos y criterios (físicos, químicos y
biológicos) han sido propuestos, pero la mayoría, aisladamente, no son
operativos para su aplicación práctica a todo tipo de materiales. Es decir, no
existe un único método universal para su aplicación a cualquier tipo de compost
y por tanto es imprescindible la aplicación combinada de determinados
parámetros indicadores de la actividad microbiana durante el compostaje y de
la “humificación” del material para evitar los serios riesgos que conlleva la
aplicación a los suelos de cultivo de compost insuficientemente maduros
(LANNOTTI et al., 1994).
2.4. Efecto del compost inmaduro en el sistema suelo-planta
La rápida descomposición en el suelo de un compost inmaduro,
con un alto contenido en C lábil, induce un rápido y espectacular incremento de
38
la actividad microbiana, lo cual puede provocar un aumento de la tasa de
mineralización de la materia orgánica nativa del suelo.
Sin embargo, la aplicación de un compost con un grado de
madurez insuficiente provoca como efecto más sobresaliente un bloqueo
biológico del nitrógeno asimilable del suelo por las poblaciones de
microorganismos, lo cual puede dar lugar a graves deficiencias de N en la
planta y por tanto a un efecto depresivo en el rendimiento de los cultivos. La
inmovilización del N mineral se produce como consecuencia del elevado ratio
C/N que normalmente caracteriza al compost inmaduro, lo cual ocasiona un
aumento considerable de la microbiota edáfica que descompone el exceso de
compuestos hidrocarbonados lábiles, produciéndose una fuerte competencia
por el N asimilable entre los microorganismos y la planta. Lógicamente también
es inmovilizado el escaso contenido de nitrógeno mineral aportado por el
compost inmaduro (fundamentalmente N-NH4+ ya que la nitrificación está
inhibida durante la fase termogénesis del compostaje) y el N orgánico que es
mineralizado. Por el contrario en compost altamente maduros, como
demuestran IGLESIAS y ALVAREZ (1993) e IGLESIAS (2001) con compost de
residuos sólidos urbano (RSU), se produce una inmovilización parcial del N
asimilable incorporado con el compost pero el resultado global es una
mineralización neta positiva, pudiendo aportar cantidades importantes de N
disponible a los cultivos en un periodo corto de tiempo.
Por otra parte, la rápida descomposición del compost no
estabilizado provoca un rápido descenso de la concentración de O2 a nivel de
39
la raíz y del Eh (potencial de óxido-reducción) del suelo y por tanto la creación
de condiciones reductoras y fuertemente anaerobias a nivel de la rizósfera.
Además de un descenso en la velocidad de nitrificación y pérdidas de N por
desnitrificación, la creación de condiciones anóxicas, junto con el descenso del
pH asociado a la producción de ácido carbónico, da lugar a un incremento del
grado de biodisponibilidad de los metales pesados potencialmente fitotóxicos
aportados por ciertos residuos, como RSU y lodos de depuradora, pudiendo
llegar a alcanzar niveles fitotóxicos en planta. Además, la creación de estas
condiciones reductoras, junto con el aumento de temperatura del suelo a nivel
radicular hasta valores incompatibles con sus funciones fisiológicas normales,
provoca un descenso general de la tasa metabólica de la planta, reduciéndose
la respiración de las raíces y la absorción de nutrientes, y produciendo una
ralentización en la síntesis de giberelinas y citoquininas y su transporte a las
partes aéreas, así como la inhibición de la germinación de las semillas.
La producción de compuestos fitotóxicos durante la
descomposición en el suelo del compost inmaduro es otra de las causas de los
graves efectos observados en la fisiología de las plantas y en la germinación de
las semillas. El efecto fitotóxico en las semillas y plantas está ocasionando
fundamentalmente por la emisión de amoniaco, óxido de etileno y ácidos
orgánicos de bajo peso molecular.
40
III. MATERIALES Y MÉTODOS
2.1. Ubicación de la zona de trabajo
El trabajo se desarrolló en las instalaciones del laboratorio de
Calidad Ambiental, laboratorio de Microbiología y el laboratorio de Suelos de la
Universidad Nacional Agraria de la Selva, ubicado en la ciudad de Tingo María,
distrito de Rupa Rupa, provincia de Leoncio Prado, región Huánuco, a una
altitud de 668 msnm.
Fuente: Elaboración propia
Figura 2. Ubicación del Laboratorio de Calidad Ambiental.
41
2.2. Muestras de compost
2.2.1. Ubicación del punto de recolección de muestras
Las muestras de compost se obtuvieron de la planta de
compostaje de la Municipalidad Provincial de Leoncio Prado, ubicado en el
distrito de Naranjillo y de la Municipalidad de Aucayacu ubicados en el Km 1.5
de la ciudad de Aucayacu con salida a Tocache.
2.2.2. Características de la muestra
Las muestras de compost se tomaron de la fase final del proceso
de compostaje que se encuentran listos para la aplicación en la agricultura.
El tiempo de compostaje para el compost de Tingo María es de un
mes con una temperatura promedio de 28°C y para el compost de Aucayacu es
de dos meses con una temperatura promedio de 30°C.
2.3. Materiales y equipos
2.3.1. Materiales
₋ Botellas de vidrio 1.5L - Matraz
₋ Microporoso - Vasos precipitados de vidrio
₋ Esponja - Muestras de compost
₋ Tecnopor - Tijera
₋ Madera prensada - Guantes
₋ Silicona líquida - Frascos de vidrio
42
2.3.2. Equipos
- Balanza analítica - Conservadora
₋ Mufla - pH-metro
₋ Estufa - Conductímetro
2.4. Metodología
2.4.1. Montaje del sistema de test de autocalentamiento
Se utilizaron cuatro envases de vidrio de 1.5 L de capacidad por
cada muestra. Las dimensiones de las botellas han sido de 22 cm. de altura,
10.5 cm. de diámetro externo y 5.7 cm. de diámetro interno. A cada envase se
forró con materiales aislantes de temperatura, la primera capa de esponja y la
segunda de microporoso, se le ha colocado una tapa de tecnopor (de 7 cm de
diámetro, 2.5 cm. de espesor y dos aberturas centrales de 1cm de diámetro,
uno para introducir el termómetro y el otro para una buena aireación),
finalmente se colocó en una caja de dos capas la primera de tecnopor y la
segunda madera prensada, esto para evitar pérdidas de calor pero sin
obstaculizar la entrada del aire.
El sistema de lectura está formado por un termómetro de mercurio
que se introduce dentro de la muestra de compost unos 15 cm.
aproximadamente el centro del envase. Las lecturas de temperatura se
tomaron dos veces al día en un intervalo de 8 horas para su posterior estudio.
43
El objetivo es conocer la evolución de la temperatura y la
temperatura máxima (U.S. COMPOSTING COUNCIL 1997, KOENING y BARI
2000). Tras introducir el compost en los envases, éstos se dejaron en un
armario de incubación (WTW modelo TS 606/2) que aísla a la muestra de la luz
y mantiene la temperatura a la recomendada, 20ºC ± 1ºC (WU et al.,2001),
durante el tiempo del ensayo que suele ser de siete a diez días
aproximadamente. En este tiempo se registra el aumento de la temperatura,
cuya velocidad e intensidad es función del grado de madurez del compost. En
el caso de que se hiciera de forma hermética, el tiempo de ensayo se reduce
considerablemente y el parámetro característico de control del proceso es el
área a las 72 horas (COSTECH INTERNACIONAL, 1999).
Fuente: Elaboración propia
Figura 3. Esquema del sistema de Test de Autocalentamiento.
44
2.4.2. Parámetros fisicoquímicos
2.4.2.1. pH y conductividad eléctrica
Ambos parámetros se determinan sobre el extracto acuoso de
una muestra fresca. Para la obtención del extracto acuoso, las proporciones
muestra/agua más comúnmente utilizadas son 1/5 y 1/25 (US Departament of
Agriculture and Council, 2001).
Preparación del extracto 1/5: Se pesan 10g de muestra en una
balanza digital y se introducen en un Erlenmeyer de 250mL junto con 50mL de
agua destilada. Se agita durante 30 minutos en un agitador magnético y
después se filtra.
Medida de pH: se realiza la lectura de pH mediante el pH-metro
previamente calibrado, con el electrodo sumergido en el extracto acuoso.
Medida de conductividad: Se realiza la lectura de conductividad
con el conductímetro, sumergiendo el electrodo en el extracto acuoso.
2.4.2.2. Humedad
Este parámetro se han determinado según el procedimiento
descrito por US Departament of Agriculture and Council (2001). Se han
determinado por duplicado por ser materiales heterogéneos según el
procedimiento que se detalla a continuación:
45
Pesar en un crisol de porcelana previamente tarado (T) en una
balanza analítica de precisión (±0,01g) la muestra húmeda (P0).
Secar la muestra en la estufa a 105°C por 24 horas. Sacar la
muestra de la estufa, dejar enfriar en el desecador y pesar (Pf).
Determinar el porcentaje en humedad (%H) y el porcentaje en
materia seca (%MS) según ecuación 1:
%𝐻 =(𝑃0−𝑃𝑓)
(𝑃0−𝑇)𝑥100 (1)
Métodos rápidos y aproximados de la determinación del contenido
de humedad.
Test del puño
La muestra de compost se coge con la mano y se presiona
cerrando el puño. Si rezuma agua, la muestra está demasiado húmeda. Si al
abrir la mano la muestra se deshace, está demasiado seca. Si no se da
ninguno de los casos, el material tiene la humedad adecuada.
46
Fuente: Barrera, 2006.
Figura 4. Test del puño. De izquierda a derecha: material seco; material con
humedad adecuada; material demasiado húmedo.
2.4.2.3. Materia orgánica
La determinación del porcentaje de materia orgánica total se
realiza por gravimetría indirecta en la que se mide la pérdida de peso a causa
de la combustión de la materia orgánica, a temperaturas entre 470 y 560°C,
siguiendo el procedimiento que se detalla a continuación (US Departament of
Agriculture and Council, 2001):
Introducir las cápsulas de porcelana (de 20mL de capacidad) en la
mufla a 550°C durante media hora. Transcurrido este tiempo, sacar y dejar
enfriar sobre una superficie adecuada durante unos minutos. A continuación,
47
introducirlas en el desecador y dejar que se enfríen completamente antes de
tararlas (T).
Pesar en una balanza analítica aproximadamente 1,5g de muestra
seca y molida dentro de la cápsula de porcelana previamente tarada (P0).
Introducir la muestra en la mufla para la combustión a 550°C
durante 2h.
Retirar las muestras de cenizas de la mufla, dejarlas enfriar
brevemente sobre una superficie adecuada e introducirlas en el desecador.
Cuando se extraen, se dejan enfriar. Una vez completamente frías, se pesan
con precisión (Pf).
Determinar la cantidad de materia orgánica (%MO) de la muestra
según indica la ecuación 2:
%𝑀𝑂 =(𝑃0−𝑃𝑓)
(𝑃0−𝑇)𝑥100 (2)
2.4.2.4. Densidad aparente
Para la determinación de la densidad aparente se utilizó material
desecado no triturado, con el que se rellenó un recipiente de volumen
conocido. Se pesó el material con el que se rellenó el recipiente utilizado, y el
valor de la densidad aparente se obtuvo considerando el volumen del recipiente
48
y el peso del material. La densidad aparente resulta de dividir el peso de
material por el volumen del recipiente y se expresó en g/mL.
2.4.3. Grado de madurez del compost
Tamizar la muestra a 10 mm y comprobar la humedad mediante el
test del puño (ver figura) realizando un ajuste de la misma si fuera necesario.
Pesar 400 g de muestra tamizada e introducir en los envases del
test de autocalentamiento de 1,5 L sin compactarla (se aconseja ir golpeando
suavemente el recipiente contra la superficie blanda a medida que se va
introduciendo el material).
Colocar el termómetro más o menos a una profundidad de 2/3 de
la profundidad total de material.
Registrar la temperatura del material hasta que los valores de ésta
empiezan a disminuir. El tiempo de ensayo puede oscilar entre 7 y 10 días.
Paralelamente se registra la temperatura ambiente en la que se encuentra el
recipiente, restándose el valor de la temperatura ambiente al valor máximo de
temperatura alcanzando por el material. Este resultado indica el grado de
estabilidad del material, como refleja en el Cuadro 1. Se recomienda realizar la
prueba de cada muestra al menos por duplicado.
49
2.4.4. Prueba de germinación
Basado en la metodología descrita por ZUCCONI et al (1981), se
prepararon tres repeticiones con una disolución en proporción de 1:5; con
residuos de materia orgánica (compost).
Se colocaron 5 mL del extracto en placas petri, las que contenían
10 semillas de rabanito sobre papel filtro, éstas se compararon con un testigo
con agua destilada. Las placas se mantuvieron durante 72 horas en cámara de
germinación a 25ºC.
Mediante las siguientes fórmulas, descritas por TIQUIA (2000) se
obtuvo el IG para los distintos residuos.
𝐺𝑅 =𝑁° 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑚𝑖𝑙𝑙𝑎𝑠 𝑔𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑑𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑎𝑐𝑡𝑜∗100
𝑁° 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑚𝑖𝑙𝑙𝑎𝑠 𝑔𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑑𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑡𝑒𝑠𝑡𝑖𝑔𝑜 (3)
𝐸𝑅 =𝐸𝑙𝑜𝑛𝑔𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑑í𝑐𝑢𝑙𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑎𝑐𝑡𝑜∗100
𝐸𝑙𝑜𝑛𝑔𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑑í𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑡𝑒𝑠𝑡𝑖𝑔𝑜 (4)
𝐼𝐺 =𝐵𝑅∗𝐸𝑅
100 (5)
Donde:
GR es el Porcentaje de Germinación Relativo., ER es el Crecimiento de
Radícula Relativo e IG es el Índice de Germinación.
50
IV. RESULTADOS
4.1. Parámetros fisicoquímicos
En el Cuadro 2 se muestran los valores promedios de los
resultados obtenidos de los análisis fisicoquímicos del producto final de los dos
tipos de compost: Tingo María y Aucayacu. Se observa que hay mucha
variación en cuanto a la densidad aparente siendo mayor en el compost de
Tingo María (0.90 kg/L) que en el compost de Aucayacu (0.56 kg/L); el pH del
compost de Tingo María (8.24) es ligeramente alcalino mientras que el de
Aucayacu (7.72) está cercano a la neutralidad y la conductividad fue mayor en
el compost de Aucayacu (2.95 dS/cm) que en el de Tingo María (2.50 dS/cm).
.Cuadro 2. Medias de los parámetros fisicoquímicos de las muestras compost.
Parámetros Compost
Tingo María Aucayacu
Humedad (%) 23.73 25.64
Conductividad (mS/cm) 2.50 2.95
pH 8.24 7.72
Densidad Aparente (kg/L) 0.90 0.56
Materia Orgánica (%) 42.01 30.98
Fuente: Elaboración propia
En el Cuadro 3 se muestran el porcentaje de humedad para cada
compost, observándose mayor porcentaje en el compost de Aucayacu.
51
Cuadro 3. Contenido de humedad de las muestras de compost.
Compost Repetición % Humedad
Tingo María 1 24.43
2 23.03
Aucayacu 1 25.32
2 25.96
Fuente: Elaboración propia
El porcentaje de humedad del compost de Tingo María fue de
23.03% y 24.43% y del compost de Aucayacu de 25.32% y 25.96% para las
repeticiones 1 y 2 respectivamente (Figura 5, Cuadro 3).
Figura 5. Porcentaje de humedad de las muestras de compost.
21.5
22
22.5
23
23.5
24
24.5
25
25.5
26
1 2
24.43
23.03
25.32
25.96
Hu
me
dad
(%
)
Repeticiones
Tingo María
Aucayacu
52
En el Cuadro 4 se muestran los valores de pH y conductividad
para cada una de las repeticiones, presentando valores superiores en cuanto a
pH el compost de Tingo María y valores mayores de conductividad el compost
de Aucayacu.
Cuadro 4. pH y conductividad de las muestras de compost.
Compost Repetición pH Conductividad (mS/cm)
Tingo María 1 8.44 2.43
2 8.03 2.56
Aucayacu 1 7.57 2.94
2 7.86 2.95
Fuente: Elaboración propia
En la Figura 6 se muestran los valores de pH para los dos tipos de
compost. Los valores de pH en el compost de Aucayacu estuvieron cercanos a
la neutralidad (7.57 y 7.86) y el compost de Tingo María presentó valores
ligeramente alcalinos (8.44 y 8.03) para las repeticiones 1 y 2 respectivamente.
53
Figura 6. pH de las muestras de compost.
La conductividad eléctrica del compost de Tingo María fue de 2.43
dS/cm y 2.56 dS/cm y para Aucayacu, 2.94 mS/cm y 2.95 mS/cm para la
repetición 1 y 2 respectivamente. Se observa que el compost de Aucayacu
tiene mayor contenido de sales (Figura 7, Cuadro 4).
7
7.2
7.4
7.6
7.8
8
8.2
8.4
8.6
R1 R2
7.57
7.86
8.44
8.03
pH
Repeticiones
Aucayacu
Tingo María
54
Figura 7. Conductividad de las muestras del compost final.
En el Cuadro 5 se muestran los valores de densidad aparente,
presentando el compost de Tingo María valores superiores (0.94kg/L y
0.85kg/L) que el compost de Aucayacu (0.55kg/L y 0.57kg/L) para las
repeticiones 1 y 2 respectivamente.
Cuadro 5. Densidad aparente
Compost Repetición Densidad Aparente (Kg/L)
Tingo María 1 0.94
2 0.85
Aucayacu 1 0.55
2 0.57
Fuente: Elaboración propia
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
R1 R2
2.94 2.95
2.43 2.56
Co
nd
uct
ivid
ad(d
S/cm
)
Repeticiones
Aucayacu
Tingo María
55
La Figura 8 muestra que la densidad aparente del compost de
Tingo María es mayor que la de Aucayacu que indica una mayor
descomposición y una reducción del tamaño de las partículas.
Figura 8. Densidad aparente de las muestras de compost final.
En el Cuadro 6 se muestras los valores del porcentaje de materia
orgánica de las muestras de compost por repetición, conteniendo mayor % de
materia orgánica el compost de Tingo María.
Cuadro 6. Contenido de materia orgánica
Compost Repetición Materia Orgánica (%)
Tingo María 1 42.03
2 42.00
Aucayacu 1 30.86
2 31.10
Fuente: Elaboración propia
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
R1 R2
0.55 0.57
0.94
0.85
De
nsi
dad
Ap
are
nte
(K
g/L)
Repeticiones
Aucayacu
Tingo María
56
En las muestras de compost analizadas el contenido en materia
orgánica osciló entre un 30 y un 42 % para el compost de Aucayacu y Tingo
María respectivamente (Cuadro 6).
La Figura 9 evidencia que el porcentaje de materia orgánica del
compost de Tingo María es mayor (42.03% y 42%) que el de Aucayacu
(30.86% y 31.10%) para la repetición 1 y 2 respectivamente.
Figura 9. Porcentaje de materia orgánica del producto final.
4.2. Variación de la temperatura de las muestras e influencia de la
temperatura ambiente
En la Figuras 10 se muestran las temperaturas alcanzadas de las
muestras de compost de Tingo María y la variación de la T° ambiente
(temperatura de laboratorio) durante el ensayo de autocalentamiento. Se
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
45.00
R1 R2
42.03 42.00
30.86 31.10
Mat
eri
a O
rgán
ica
(%)
Repeticiones
Tingo María
Aucayacu
57
observan que la variación de la T° de los recipiente fue en función de la
temperatura ambiente, cuando la T° ambiente aumenta la temperatura de las
muestras también aumentan, la repetición 2 de alcanzó valores temperaturas
superiores en comparación de la repetición 1 y la T° ambiente.
Figura 10. Variación de la temperatura de las muestras de compost en función
de la temperatura ambiente.
La humedad inicial media de las repeticiones es de 23.73% y
25.64% para el compost de Tingo María y Aucayacu respectivamente, dado
que la humedad adecuada para dicha prueba es de 50 a 80%, se ajustó la
humedad inicial a valores óptimos (Cuadro 7).
21.5
22
22.5
23
23.5
24
24.5
25
25.5
26
26.5
0 24 48 72 96 120 144 168 192 216
TEM
PER
ATU
RA
(°C
)
TIEMPO (HORAS)
Repetición 1
Repetición 2
T° Ambiente
58
Cuadro 7. Porcentaje del contenido de humedad para el test de
autocalentamiento.
Compost Repetición Inicial
Para el Test Autocalentamiento
% Humedad % Humedad
Tingo María 1 24.43 53.52
2 23.03 52.01
Aucayacu 1 25.32 42.32
2 25.96 42.97
Fuente: Elaboración propia
En las Figuras 11 y 12 se muestran la variación de la temperatura
de las muestras, manteniéndose éstas ligeramente por encima de la
temperatura ambiente (20°C), las diferencias entre unas y otras siempre
estuvieron por debajo de 2 ºC. Las temperaturas máximas alcanzadas fueron
de 26.5 y 24°C para la repetición 1 y 2 respectivamente del compost de Tingo
María y 23.5 y 24 ºC para la repetición 1 y 2 respectivamente del compost de
Aucayacu. Se descartan los datos de la repetición 1 de la Figura 11 dado que
difieren bastante de la repetición 2 y de la temperatura ambiente, esto debido al
uso del termómetro de una escala diferente a las demás.
59
Figura 11. Variación de la temperatura del compost de Tingo María.
Figura 12. Variación de la temperatura del compost de Aucayacu.
22
22.5
23
23.5
24
24.5
25
25.5
26
26.5
27
0 24 48 72 96 120 144 168 192 216
TEM
PER
ATU
RA
(°C
)
TIEMPO (HORAS)
REPETICIÓN 1
REPETICIÓN 2
22
22.5
23
23.5
24
24.5
0 24 48 72 96 120 144 168 192 216
TEM
PER
ATU
RA
(°C
)
TIEMPO (HORAS)
REPETICIÓN 1
REPETICIÓN 2
60
La temperatura aumenta a lo largo de las horas de incubación,
pero debe restarse la temperatura ambiente (20°C), para la comparación y
clasificación de las muestras (temperatura neta). En las Figuras 13 y 14 se
muestran las temperaturas netas para cada muestra. Se descartan los datos de
la repetición 1 de la Figura 13 dado que difieren bastante de la repetición 2 y de
la temperatura ambiente, esto debido al uso del termómetro de una escala
diferente a las demás.
Figura 13.Variación de la temperatura neta del compost de Tingo María.
0
1
2
3
4
5
6
7
0 24 48 72 96 120 144 168 192 216
TEM
PER
ATU
RA
(°C
)
TIEMPO (HORAS)
REPETICIÓN 1
REPETICIÓN 2
61
Figura 14. Variación de la temperatura neta del compost de Aucayacu.
En el Cuadro 8 se muestran los resultados del grado de madurez
alcanzado por cada una de las muestras de compost, observándose que
ambas muestras se encuentran muy estables, bien madurados con variaciones
mínimas de la temperatura máxima.
Cuadro 8. Grado de madurez del compost
Compost ΔT Grado Descripción
Tingo María 4 °C I Muy estable, bien
madurado
Aucayacu 3.75 °C I Muy estable, bien
madurado
Fuente: Elaboración propia
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
0 24 48 72 96 120 144 168 192 216
TEM
PER
ATU
RA
(°C
)
TIEMPO (HORAS)
REPETICIÓN 1
REPETICIÓN 2
62
4.3. Prueba de germinación
En el Cuadro 9 se muestran los resultados de la prueba en placa
de Petri de los dos compost, que no presentaron efectos fitotóxicos ni sobre la
germinación ni sobre la longitud de las raíces.
Cuadro 9. Índice de germinación
Muestras Repeticiones Índice de
germinación % Semillas germinadas
Longitud media de las raíces
Tingo María
R1 60.00 20 0.24
R2 80 30 0.16
R3 75.00 30 0.3
Aucayacu
R1 51.67 10 0.6
R2 0 0 0
R3 0 0 0 Fuente: Elaboración propia
El índice de germinación fue mayor en el compost de Tingo María
llegando a ser un 60% para la repetición 1, 80% para la repetición 2 y 75% para
la repetición 3, frente al índice de germinación del compost de Aucayacu que
fue 51.67% para la repetición 1 y 0% para la repetición 2 y 3 (Figura 15).
63
Figura 15. Porcentaje del índice de germinación de semillas de rabanito.
El compost de Tingo María presentó mayores porcentajes de
semillas germinadas (20, 30 y 30% para las repeticiones 1, 2 y 3
respectivamente) en comparación del compost de Aucayacu que sólo presentó
un 10% en la repetición 1 y 0% en las repeticiones 2 y 3 (Figura 16). Se puede
decir que esto debe a la mayor conductividad que tiene (Figura 7).
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
R1 R2 R3
60.00
80 75.00
51.67
0 0
% IG
REPETICIONES
Tingo María
Aucayacu
64
Figura 16. Porcentaje de semillas germinadas.
0
5
10
15
20
25
30
R1 R2 R3
20
30 30
10
0 0
% S
EMIL
LAS
GER
MIN
AD
AS
REPETICIONES
TINGO MARÍA
AUCAYACU
65
V. DISCUSIÓN
5.1. Parámetros fisicoquímicos
El pH de un compost es un buen indicador de cómo ha
evolucionado el proceso degradativo. Normalmente se suele producir una
acidificación inicial durante la primera fase mesófila como consecuencia de la
producción microbiana de ácidos orgánicos, seguida de una alcalinización
durante la fase termófila por el consumo y volatilización de dichos ácidos y la
hidrólisis de proteínas, que libera amonio, finalmente el pH vuelve a reducirse
hasta alcanzar valores cercanos a la neutralidad en el producto final debido a la
formación de compuestos húmicos que tienen propiedades tampón (KUTZNER,
2000; BUENO et al., 2011). En el compost de Tingo María, los valores de pH
en promedio fueron 8.24 y en el compost de Aucayacu 7.72 (Cuadro 4 y Figura
6), los valores observados en los productos finales se podrían considerar
ligeramente alcalinos, probablemente debido a la ausencia de una fase de
maduración. Esto puede deberse a los valores ligeramente alcalinos, del
material de partida.
La conductividad eléctrica (C.E.) es un indicador de las sales
solubles contenidas en la matriz orgánica. El compost de residuos sólidos
urbanos puede alcanzar niveles de salinidad considerables debido a la
66
presencia de sales en los materiales originales y a su concentración relativa
durante la mineralización parcial de los mismos. Un exceso de salinidad puede
tener efectos limitantes sobre el crecimiento vegetal tanto debido a factores
osmóticos como al efecto de iones específicos. La salinidad de un compost
puede variar ampliamente en función de los materiales originales empleados en
el proceso, y puede alcanzar valores de en torno a 10 mS·cm-¹ (BARKER,
1997). Tal y como se muestra en el Cuadro 4 y Figura 7, la C.E. promedio en el
compost de Tingo María es 2.50 y de Aucayacu es 2.95 mS/cm.
Según el DECRETO 824/2005 sobre productos fertilizantes, el
producto debe tener un contenido en humedad moderado ente 30 y 40%, con
la finalidad de minimizar el transporte de agua y facilitar las operaciones de
cribado y almacenaje. En el Cuadro 3 y Figura 5, se observa que los dos tipos
de compost (producto final) tuvieron niveles humedad muy bajos alrededor del
23 % para Tingo María y 25% para Aucayacu. Aunque dicho nivel está por
debajo del rango de 30% a 40%, este parámetro no supone ningún problema
ya que puede ajustarse sin problemas para la comercialización del producto.
El compost u otros materiales orgánicos con pretensión de ser
aplicados al suelo deben presentar contenidos destacables de materia orgánica
(se aconseja superiores a 40% sms) pero, paralelamente un elevado
porcentaje de ésta debe ser resistente a la descomposición biológica
(ZUCCONI y BERTOLDI, 1987). El compost final de Tingo María presentó 42%
de materia orgánica, valor superior al 40%, límite que marca la legislación
española para compost vegetal, mientras que el compost de Aucayacu
67
presenta un contenido del 30.98% que tendría que ser clasificado como
enmienda húmica. El contenido en materia orgánica de un compost es
importante en caso de aplicación en el suelo ya que: 1) incidirá, de forma
global, sobre todas las propiedades del suelo (físicas, químicas y biológicas); y
2) favorecerá, al mismo tiempo, los ciclos geoquímicos.
El nivel óptimo de densidad aparente para sustratos de cultivo se
encuentra en < 0.4 g/cm3 (ANSORENA, 1994), los dos tipos de compost
presentaron valores superiores, 0.56 g/cm3 para el compost de Aucayacu y
0.90 g/cm3 para el compost de Tingo María. Aunque no podemos tomar ese
valor como una referencia estricta, puesto que está realizado para sustratos y
no para compost y se utiliza un método diferente al de los procedimientos
normalizados, se puede usar como dato general, pero si podemos considerar
dentro del rango descrito según DIOS (2008) en el proceso de compostaje que
van desde un 0.2-0.5 hasta un 0.5-0.9 g/cm3, en el caso de fracción orgánica
de residuos sólidos urbanos.
5.2. Variación de la temperatura de las muestras e influencia de la
temperatura ambiente
Las condiciones óptimas de operación para este sistema son
temperatura ambiente constante de 20°C, humedad de 50 a 80%, aireación
adecuada y volumen representativo de la muestra (DIOS, 2008). La humedad
para todos los casos se ajustó dentro del rango de operación 50 a 80%, dado
que valores superiores o inferiores reduce la actividad de los microorganismos
68
(GOLUEKE, 1975), se trabajó con un volumen de muestra representativo de
400g y la temperatura a la que se mantuvo los envases en la primera prueba
fue a temperatura de laboratorio, observándose en la Figura 10 una relación
directa entre la variación de la T° ambiente y la T° de las muestras.
Según BRINTON et al., 1995 el incremento máximo de
temperatura para catalogar un compost como maduro debe ser muy cercana a
10, a medida que avanza el proceso de compostaje las temperaturas máximas
alcanzadas disminuyen y el producto se considera estabilizado cuando una
masa de compost en estas condiciones no muestra este fenómeno de
autocalentamiento. Los resultados obtenidos mostrados en las Figuras 11 y 12
para el compost de Tingo María y Aucayacu respectivamente se observa el
incremento máximo para el compost de Tingo María de 24 ºC a las 80 h para la
repetición 2; en el compost de Aucayacu el incremento máximo fue de 23.5 ºC
a las 56 y 72 h para la repetición 1 y de 24 °C a las 48, 56 y 72 h para la
repetición 2. Dado que los incrementos de temperatura fueron menores de
10ºC (Figura 13 y 14), se considera que los productos resultantes del
compostaje corresponden a compost muy estable, finalizado, clasificado como
de Clase I.
5.3. Índice de germinación
El índice de germinación (IG) ha sido estimado como un indicador
del grado de madurez de los residuos orgánicos, considerándose maduro
cuando alcanza el valor de 50% o superior (ZUCCONI,1985), de acuerdo a los
69
resultados, el compost de Tingo María tuvo un índice de germinación de 60, 80
y 75% para las repeticiones 1, 2 y 3 respectivamente y el compost de
Aucayacu 51.67% para la repetición 1, no obteniéndose índice de germinación
para las repeticiones 2 y 3 ya que no hubo germinación en dichas placas e
incluso en el control el número de semillas germinadas eran mínimas; esto
puede deberse básicamente a la composición, calidad y tiempo de almacenaje
de las semillas como también a la conductividad que fue mayor para este
compost.
Según EMINO y WARMAN (2004) valores de IG inferiores a 50%
indican una alta fitotoxicidad del material; IG entre 50% y 80% indican
fitotoxicidad moderada y valores superiores a 80% el material no presenta
fitotoxicidad. Los resultados obtenidos (Cuadro 9 y Figuras 15 y 16) indican que
el compost de Tingo María y Aucayacu mostró una fitotoxicidad moderada
respecto al extracto control. La fitotoxicidad de los residuos estaría relacionado
con el contenido de sales que presentan (Cuadro 4 y Figura 7), lo cual
suprimiría drásticamente el desarrollo radicular, tal como señalan ZAPATA et
al. (2005), como es el caso del compost de Aucayacu que presentó mayor
conductividad y menor índice de germinación que el compost de Tingo María.
70
VI. CONCLUSIONES
1. El compost de Tingo María y Aucayacu están muy estables y bien
madurados para poder ser aplicados en la agricultura.
2. Los parámetros fisicoquímicos de mayor influencia para determinar la
madurez del compost de Tingo María y Aucayacu son: la temperatura, pH,
conductividad y materia orgánica.
3. La variación de la temperatura de las muestras fueron mínimas en ambos
compost, 4°C (repetición 2) para el compost de Tingo María y 3.5 y 4°C
para el compost de Aucayacu (repetición 1 y 2 respectivamente).
4. La temperatura ambiente influye de manera significativa en la temperatura
del test de autocalentamiento, éstas varían en función directa cuando la
temperatura ambiente no es constante de 20°C.
5. El índice de germinación para el compost de Tingo María fue de 60, 80 y
75% para las repeticiones 1, 2 y 3 respectivamente y para el compost de
Aucayacu fue 51.67% para la repetición 1, siendo menor en el compost de
Aucayacu.
71
VII. RECOMENDACIONES
1. Calibrar los equipos antes de realizar las mediciones de los parámetros
fisicoquímicos.
2. Tomar los datos de temperatura a la hora exacta para la mejor
observación e interpretación de los resultados.
3. Utilizar un sistema de lectura de temperatura automático para obtener
valores más exactos y precisos para la mejor interpretación de los
resultados.
4. La aireación y humedad son condiciones importantes para la operación
del sistema de test de autocalentamiento.
5. Es muy importante utilizar siempre la misma metodología de trabajo y el
mismo residuo para poder comparar resultados.
72
VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ADANI, F. 2004. Bioestablización de residuos sólidos Municipales. Waste
Manageament. Brucelas, Bélgica. 775 p.
ANSORENA, J.1994. Sustratos. Propiedades y caracterización .Ediciones
Mundi-Prensa. Madrid; ISBN: 84-7114-481-6.
BARRENA, G. 2006. Compostaje de residuos sólidos orgánicos. Aplicación de
técnicas respirométricas en el seguimiento del proceso. Tesis para optar
al grado de Doctor. Barcelona, España. Universidad Autónoma de
Barcelona. 315 p.
BARKER, A.V. 1997 ‘Composition and Uses of Compost’ In: Rechling, J.E. and
Mackinnon, H.C. (Eds.) “Agricultural uses of by-products and wastes” ACS
Symposium Series Nº 668, vol. 10, American Chemical Society,
Washington, DC (1997) pp 140-162.
BRINTON, W. F., E. EVANS, M. L. DROFFENER, and R. B. BRINTON.,
1995.Standardized test for evaluation of compost self-heating. BioCycle,
64-69.
BUENO, P., DÍAZ, M.J. y CABRERA, F. 2011. Factores que afectan al proceso
de compostaje. En: Compostaje (Moreno, J. y Moral, R. Eds.), pp. 111-
140. Mundi Prensa: Madrid. Universidad Pablo de Olavide. 66p.
73
CAMACHO, G. 2013. Ensayo de producción y caracterización de compost a
partir de residuos de guacamole, poda y gallinaza. Tesis Lic. Ciencias
ambientales. Sevilla
COSTECH INTERNACIONAL. 1999. Manual del Sistema portátil Dewar-Combi
CO2. Biomass™.
DIOS, M. 2008. Estudio y desarrollo de técnicas respirométricas para el control
de la estabilidad del compost. Tesis doctoral en ciencias. Córdova.
Universidad de Córdova. 357p.
DIRECTIVA 2006/12/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 5 de abril
de 2006, relativa a los residuos (Texto pertinente a efectos del EEE).
EMINO E., WARMAN P. 2004. Biological Assay for Compost Quality. Compost
Sdence & Utilization, Vol 12, No. 4,342-348.
FIABANE, C y MELÉNDEZ, L. 1997. Elaboración de compost utilizando aserrín
de pino (Pinus radiata D. Don) y su evaluación como fertilizante en un
cultivo de lechuga (Lactuca sativa L.). Memoria de Ingeniero Agrónomo.
Santiago, Universidad de Chile, Facultad de agronomía. 112p.
IGLESIAS J. E., ALVAREZ C.E. 1993. Apparent availability of nitrogen in
composted municipal refuse. Biol. Fertil. Soils, 16: 313-318.
IGLESIAS J. E. 2001. Nitrogen availability from a mature urban compost
determined by the N isotope dilution method. Soil Biol. Biochem., 33: 409-
412.
KUTZNER, H.J. 2000. Microbiology of composting. En: Biotechnology, A multi-
volume comprehensive treatise (Klein, J., Winter, J. Eds), vol. 11c,
Environmental Processes III, 2nd Ed., pp. 518. John Wiley and Sons, Inc.
74
KOENIG A., BARI Q.H. 2000. Application of self-heating test for indirect
estimation of respirometric activity of compost: Theory and Practice.
Compost science & utilization, 8 (2), pp. 99-107.
LANNOTTI D.M., Grebus M.E., Toth B.L, Madden L.V. and Hoitink H.A.J.1994.
“Oxygen respirometry to assess stability and maturity of composted
MSW”. Environmental Quality . 23, 1177-1183.
MADRID, F., 1999. Caracterización y utilización de los compost de residuos
urbanos de la planta de Villarrasa (Huelva).Tesis Doctoral.
MENOYO, A., 1995.Valoración agronómica de la gallinaza: compostaje. Tesis
doctoral. Universidad del País Vasco.
MOHEDO, J. 2002. Estudio de la estabilidad durante el compostaje de residuos
municipales. Tesis doctoral. Córdoba. Universidad de Córdoba. 175p.
MOREL J.L.1982. “L’Evaluation de la maturité des compost urbains par une
méthode colorimétrique”. Compost Information. 10, 4-9.
NEGRO M.J. y SOLANO M.L.1996. “Laboratory composting assays of the solid
residue resulting from the flocculation of oil mill wastewater with different
lignocellulosic residues”. Compost Science and Utilization. 4(4), 62-71.
PRAVIA, M. SZTERN, D. 1999. Manual para elaboración de compost, bases
conceptuales y procedimientos. Oficina de Planeamiento y Presupuesto
Unidad de Desarrollo Municipal. Monte Video, Uruguay. 69p.
RODRIGUEZ C., A. 2000. Marco Normativo para la Producción y uso de
compost. Madrid, España. [En línea]: MINAM (mie.esab.es/ms/informa, 25
Jul. 2013).
75
RODRIGUEZ, A.; DOMINGUEZ, M.; PATINO, J.; CEREIJO, D.; FERRO, J.;
VILLAR, I.; MATO, S. 2007. Estudio comparativo sobre la aptitud para el
compostaje de la fracción orgánica separada en origen y por separación
mecánica (1-8).
U.S. COMPOSTING COUNCIL. 1997. Test methods for the examination of
composting and compost, P.B. Leege and W.H.Thompson (Eds.). The
U.S. Composting Council, Bethesda, Maryland, USA, pp. 9207-9216.
VARNERO, M., GONZALES, P. Y SILVA, G. 2002. Avances en Restauración
Ambiental con Énfasis en Recuperación Ecológica. Proyecto FONDEF
D9811036. Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Forestales,
Departamento Manejo de Recursos Forestales. Publicaciones
Misceláneas Forestales Nº 4. Santiago, Chile. 111p.
VEEKEN A.H.M., WILDE V., WOELDERS H., HAMELERS H.V.M., 2004a.
Advanced bioconversión of biowaste for production of a peat substitute
and renewable energy. Bioresource Technology, 92(2), 121-131.
WU L., MA L.Q. 2001. Effects of Sample Storage on Biosolids Compost Stability
and Maturity Evaluation. Journal Environmental Quality, 30, pp. 222-228.
ZAPATA, N.; GUERRERO, F. POLO, A. 2005. Evaluación de corteza de pino y
residuos urbanos como componentes de sustratos de cultivo. Agricultura
Técnica, vol. 65 Nº 4, 378- 387.
ZUCCONI, F., FORTE, M., MONACO, A., BERTOLDI, M. (1981a). Biological
evaluation of compost maturity. BioCycle, 22: 27-29.
ZUCCONI, F., PERA, A., FORTE, M., BERTOLDI, M. (1981b). Evaluating toxiity
of immature compost. Biocycle, 22: 54-57.
76
ZUCCONI, F.; FORTE, M.; MÓNACO, A.; DE BERTOLDI, M. (1985).
Phytotoxins during the stabilization of organic matter. p.73-86. In: J.
Gasser (Ed.). Composting of agricultural and other wastes. Elsevier
Applied Science Publishing. London, England.
ZUCCONI F., BERTOLDI M. 1987. Composts specifications for the production
and characterization of compost from municipal solid waste. Pp. 30-50. In
M. de Bertoldi, M.P. Ferranti, P.L´Hermite, and F. Zucconi (Eds.) Compost:
Production, Quality and Use. Elsevier Applied Science, London.
77
ANEXOS
Figura 17. Montaje del Equipo de Test de Autocalentamiento.
Figura 18. Preparación de muestras para el Test de Autocalentamiento.
78
Figura 19. Medición directa de la humedad (Test del Puño).
Figura 20. Incubación de los envases de Test de Autocalentamiento a
temperatura constante.
79
Figura 21. Toma de datos de Temperatura.
Figura 22. Medición de la temperatura ambiente.
80
Figura 23. Preparación de muestras para la medición de los parámetros
fisicoquímicos.
Figura 24. Medición de la conductividad.
81
Figura 25. Medición del pH.
Figura 26. Determinación de la densidad aparente.
82
Figura 27. Determinación del porcentaje de humedad y materia orgánica.
Figura 28. Preparación de muestras para el Ensayo de Germinación.
83
Figura 29. Incubación de las semillas.
Figura 30. Conteo del número de semillas germinadas.
84
Figura 31. Medición de la radícula de las semillas germinadas.