Practica Pre Profesional 3

 

 

0

UNIVERSIDAD UNIVERSID AD NACIONAL NACION AL AGRARIA DE LA SELVA SELVA  FACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CIENCIAS AMBIENTALES

INFORME FINAL DE PRÁCTICA PRE PROFESIONAL CARACTERIZACIÓN CARACTERIZACI ÓN FISICOQUÍMICA Y MADUREZ DEL COMPOST DE LAS CIUDADES DE TINGO MARIA Y AUCAYACU MEDIANTE TEST DE AUTOCALENTAMIENTO 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

I.

Página  Página  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................. compostaje..................... .... 15

2.2.3. 2.1.1.

Clasificación del compost ............. .......................... .......................... .......................... ...................... ......... 21 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.............................. 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 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

fisicoq fisicoquímicos uímicos

del compost

fina final:l:

pH,

conductividad, contenido de humedad, contenido de materia orgánica y densidad aparente.

 

 

8

-

Estudiar la vvariación ariación de la temperatura d de e las muestras de ccompost ompost (temperatura máxima) determinada por el test de autocalentamiento y la influencia de la temperatura ambiente.

-

Determinar el índice de germinación en semillas de rabanito 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 aumenta hasta los 40 ºC aproximadamente aproximadamente en entrando trando 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 metabólic metabólica a 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 policondensanció n 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% ces cesa a 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 may mayor or superficie may mayor or actividad biológica y una may mayor or 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 abierto o cerrado (MOHEDO, (MOHEDO, 2002). Según KIEH KIEHL L (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 mineraliz mineralizables ables por los microorg microorganismos. anismos. 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: t emperatura: -

Etapa

mesofílica:

Comienza

a

temperatura

ambiente,

los

microorganismos mesófilos se multiplican, hasta alcanzarse los 40ºC. -

Etapa termofílica: a medida que aumenta la temperatura ces cesa a 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 ho hongos ngos proliferan en la masa al d descender escender la temperatura a 60ºC y, en este momento, comienza el ataque a la celulosa.

-

Etapa de m maduración: aduración: La tem temperatura peratura se es estabiliza tabiliza a valores valores ccercanos ercanos 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 para evaluar la madurez del compost 2.2.1. Métodos de observ observación ación 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 olores desaparecen desaparecen a medida que se se estabiliz estabiliza a 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 compost se oscurece a medida que va madura madurando, ndo, hast hasta a 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 Algunos autores han des descrito crito método métodoss basados en en sistemas colorimétricos estándar 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 au autocalentamiento tocalentamiento 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 r esultados (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

0 - 10°C

I

Muy estable, bien madurado

10 - 20°C

II

Moderadament Moderadamente e estable, maduro

20 - 30°C

III

Material en descomposición, Compost Activo

30 - 40°C

IV

Compost Inmaduro o muy activo

>40°C

V

Compost fresco

Grupo mayoritario

Compost Acabado

Compost Activo

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 ( 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 química de o oxígeno xígeno (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 estable si la DQ DQO O 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 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. humificación. Los resultados varían en func función ión 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 O 2  será elevado y si por el contrario existe una alta estabilidad el consumo de O 2  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 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 de estos métodos vuelve a ser la sofisticación de dell 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 f ase 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 orgá nica 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 inmad inmaduro uro 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 O 2 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 biodisponibilidad de los metales pesado pesadoss 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.

2.1.

MATERIALES Y MÉTODOS

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). 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: 

% =

(−) (−)

100 

(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 t iene 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): 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: 

% =

(−) (−)

100 

(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 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.

 =

°      ∗

 =

°      

ó  í   ∗ ó  í   

 =

∗

100

 

 

 

(3)

(4)

(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 Humedad (%) Conductividad Conductivi dad (mS/cm) pH Densidad Aparente (kg/L) Materia Orgánica (%)

Compost Tingo María Aucayacu 23.73 25.64 2.50 2.95 8.24 7.72 0.90 0.56 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 m uestras de compost. Compost

Repetición

% Humedad

1

24.43

2

23.03

1

25.32

2

25.96

Tingo María  Aucayacu 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).

25.96 26 25.32

25.5 25

24.43

    ) 24.5    %     (     d 24    a     d    e    m23.5    u    H

Tingo María 23.03

Aucayacu

23 22.5 22 21.5 1

2 Repeticiones

Figura 5. Porcentaje de humedad de las muestras de compost.

 

 

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

Conductivi Conductividad dad (mS/cm)

1

8.44

2.43

2

8.03

2.56

1

7.57

2.94

2

7.86

2.95

Tingo María

 Aucayacu 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

8.6

8.44

8.4 8.03

8.2 8    H    p 7.8

7.86 Aucayacu 7.57

Tingo María

7.6 7.4 7.2 7 R1

R2 Repeticiones

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).

 

 

54

2.95

2.94 3

2.56

2.43 2.5     )    m    c     / 2    S     d     (     d    a     d    i 1.5    v    i    t    c    u     d 1    n    o    C

Aucayacu Tingo María

0.5 0 R1

R2 Repeticiones

Figura 7. Conductividad de las muestras del compost final. f inal. 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 Tingo María

 Aucayacu

Repetición

Densidad Aparente (Kg/L)

1

0.94

2

0.85

1

0.55

2

0.57

Fuente: Elaboración propia

 

 

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.

0.94

1.00

0.85

0.90     ) 0.80    L     /    g    K 0.70     (    e    t 0.60    n    e    r    a 0.50    p    A     d 0.40    a     d    i    s 0.30    n    e    D0.20

0.57

0.55

Aucayacu Tingo María

0.10 0.00 R1

R2 Repeticiones

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 (%)

1

42.03

2

42.00

1

30.86

2

31.10

Tingo María

 Aucayacu Fuente: Elaboración propia

 

 

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. r espectivamente.

45.00

42.03

40.00     ) 35.00

42.00

31.10

30.86

   %     (    a 30.00    c    i    n     á 25.00    g    r    O 20.00    a    i    r    e    t 15.00    a    M

Tingo María Aucayacu

10.00 5.00 0.00 R1

R2 Repeticiones

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

 

 

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.

26.5 26 25.5     ) 25    C    °     (    A24.5    R    U    T 24    A    R    E    P 23.5    M    E    T 23

Repetición 1 Repetición 2 T° Ambiente

22.5 22 21.5 0

24 48 72 96 120 144 168 192 216 TIEMPO (HORAS)

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).

 

 

58

Cuadro 7. Porcentaje del contenido de humedad para el test de autocalentamiento.

Compost

Tingo María  Aucayacu

Inicial

Para el Test nto  Autocalentamie  Autocalentamiento

1 2 1

% Humedad 24.43 23.03 25.32

% Humedad 53.52 52.01 42.32

2

25.96

42.97

Repetición

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 1 11 1 dado que difieren bastante de la repetición 2 y de la temperatura t emperatura ambiente, esto debido al uso del termómetro de una escala diferente dif erente a las demás.

 

 

59

27 26.5 26     ) 25.5    C     (    °    A 25    R    U    T 24.5    A    R    E    P 24    M    E    T 23.5

REPETICIÓN 1 REPETICIÓN 2

23 22.5 22 0

24 48 72 96 120 144 168 192 216 TIEMPO (HORAS)

Figura 11. Variación de la temperatura del compost de Tingo María.

24.5

24     )    C    °     (    A23.5    R    U    T    A    R    E    P    M 23    E    T

REPETICIÓN 1 REPETICIÓN 2

22.5

22 0

24 48 72 96 120 144 168 192 216 TIEMPO (HORAS)

Figura 12. Variación de la temperatura del compost de Aucayacu.

 

 

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.

7 6     ) 5    C    °     (    A    R4    U    T    A    R    E 3    P    M    E    T

REPETICIÓN 1 REPETICIÓN 2

2 1 0 0

24

48

72

96 120 144 168 192 216

TIEMPO (HORAS)

Figura 13.Variación de la temperatura neta del compost de Tingo María.

 

 

61

4.5 4 3.5     )    C     (    ° 3    A    R2.5    U    T    A    R 2    E    P    M    E 1.5    T

REPETICIÓN 1 REPETICIÓN 2

1 0.5 0 0

24 48 72 96 120 144 168 192 216 TIEMPO (HORAS)

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

 

 

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

Tingo María

 Aucayacu

Repeticiones

Índice de germinación

% Semillas germinadas

Longitud media de las raíces

R1 R2 R3 R1 R2 R3

60.00 80 75.00 51.67 0 0

20 30

0.24 0.16

30 10 0 0

0.3 0.6 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

80 75.00

80.00 70.00

60.00

60.00 51.67 50.00    G    I 40.00    %

Tingo María Aucayacu

30.00 20.00 10.00

0

0

0.00 R1

R2

R3

REPETICIONES

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).

 

 

64

30

30

30

   S    A

25 20

   D    A    N20    I    M    R    E    G15    S    A    L    L    I    M10    E    S    %

TINGO MARÍA 10

AUCAYACU

5

0

0

0 R1

R2

R3

REPETICIONES

Figura 16. Porcentaje de semillas germinadas.

 

 

65

V.

5.1.

DISCUSIÓN

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 influen influencia cia 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 la lass 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.

1.

CONCLUSIONES

El co compost mpost 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 ííndice ndice 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.

1.

RECOMENDACIONES

Calibrar los equipos antes de realizar las mediciones de los parámetros parámetros fisicoquímicos. 

2.

Tomar los datos de temp temperatura eratura a la ho hora ra exacta exacta para la mejo mejorr observación e interpretación de los l os 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 ope operación ración 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. 111140. 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: 409412. KUTZNER, H.J. 2000. Microbiology of composting. En: Biotechnology, A multivolume 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 Vi llarrasa (Huelva).Tesis Doctoral. MENOYO, A., 1995.Valoración agronómica de la gallinaza: compostaje. Tesis doctoral. Universidad del País Vasco. MOHEDO, J. 2002. Estudio de la l a 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 procedimien procedimientos. tos. 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. 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. 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.

 

 

Figura 19. Medición directa de la humedad (Test del Puño).

Figura 20. Incubación de los envases de Test de Autocalentamiento a temperatura constante.

78

 

 

Figura 21. Toma de datos de Temperatura.

Figura 22. Medición de la temperatura t emperatura ambiente.

79

 

 

Figura 23. Preparación de muestras para la medición de los parámetros fisicoquímicos.

Figura 24. Medición de la conductividad.

80

 

 

Figura 25. Medición del pH.

Figura 26. Determinación de la densidad aparente.

81

 

 

Figura 27. Determinación del porcentaje de humedad y materia orgánica.

Figura 28. Preparación de muestras para el Ensayo de Germinación.

82

 

 

Figura 29. Incubación de las semillas.

Figura 30. Conteo Conteo del número de semillas germinad germinadas. as.

83

 

 

Figura 31. Medición de la radícula de las semillas germinadas.

84