VALOR AGREGADO: RESIDUOS ORGÁNICOS
Revista: El Cultivo de Lulo "La Selva" en el Departamento de Risaralda
ISBN: 978-958-8097-38-1
Autores: Adriana Patricia Restrepo Gallón1
Dirección General del Proyecto: Elizabeth Villamil Castañeda2
Coordinación y Edición Científica: Mónica Betancourt Vásquez3
Páginas: 51 - 59
Las prácticas agrícolas generan de forma continua residuos orgánicos (rastrojos, bagazos, restos de podas, tallos, fibras, frutas, cáscaras entre otros), procedentes de diversas especies cultivadas que si no se tratan adecuadamente pueden repercutir en alteraciones al medioambiente. No obstante, estos residuos pueden emplearse de forma benéfica, principalmente a través de la valorización. La forma más sencilla e inmediata de valorizar cualquier residuo orgánico es su aplicación directa al suelo como fertilizante. Sin embargo el inadecuado uso y aplicación puede suponer un riesgo en el ecosistema, incidiendo negativamente en el agua, suelo y planta, por lo que el compostaje puede ser un tratamiento viable de estabilización de dichos residuos que permitan aprovechar adecuadamente la carga orgánica y fertilizante que estos poseen para la utilización en la agricultura nuevamente.
La valorización por compostaje de los residuos vegetales en los sistemas productivos es un tema poco explorado y subestimado en la región cafetera, ya que no se acostumbra a compostar correctamente los residuos producto de las actividades agrícolas, algunos de los residuos más comunes y abundantes del departamento de Risaralda provienen del cultivo de café, plátano y cultivos transitorios como puede ser el lulo.
El uso del compost además de ser un procedimiento de obtención de un producto de gran valor agronómico, es un sistema de tratamiento de residuos orgánicos económico y adecuado, desde el punto de vista ambiental, es por ello que esta guía ofrece un aporte al conocimiento de abonos orgánicos que se pueden producir con los cultivos más comunes de la región, y de esta manera puede divulgarse y apropiarse de la correcta implementación de esta técnica entre los productores.
EL COMPOSTAJE
El compostaje es un proceso bio-oxidativo controlado (temperatura, humedad y aireación), en el que intervienen numerosos y variados microorganismos, que requieren de una humedad adecuada y sustratos orgánicos heterogéneos en estado sólido, seguida por una estabilización y maduración del producto (compost), que sea útil como fertilizante, por tanto no puede transcurrir espontáneamente, sino que debe de controlarse los parámetros para garantizar un bajo costo y una calidad, ya que el compostaje es un método adecuado para la eliminación de los fitopatógenos presentes en los residuos vegetales (Figura 34).
Figura 34. Esquema simplificado del proceso de compostaje
FASES DEL PROCESO DE COMPOSTAJE
El proceso biológico del compostaje ocurre en presencia de oxigeno (aeróbico), una adecuada temperatura y humedad responde a una transformación higiénica de los residuos orgánicos, en el proceso los microorganismos aprovechan como alimento equilibrado el nitrógeno y carbono para generar; A) calor el cual debe ser controlado y verificado garantizando que pase por las diferentes fases del compostaje, B) materia orgánica estable (compost).
El compostaje es un proceso constituido por una serie de etapas, cada una de las cuales presenta unas
características específicas. Las fases o etapas del compostaje son las siguientes (Figura 35):
Figura 35. Hongo indicador de la fase mesófila de enfriamiento
I) La fase inicial o mesófila: al comienzo del proceso o elaboración de la pila la masa está a temperatura ambiente y al poco tiempo la temperatura aumenta puede llevarse horas o días (aprox. 1 a 8 días). Durante esta etapa se produce el incremento de la temperatura como consecuencia de la actividad microbiana (degradación de azúcares y aminoácidos por la acción principalmente de grupos de bacterias), y el pH puede bajar lo que ocasiona la transición cuando alcanza 42 a 45 C, iniciando la fase termófila.
II) La fase termófila: la actividad microbiana comienza a generar calor aumentando la temperatura hasta llegar a los 60-70ºC, esta temperatura higieniza el medio, eliminando patógenos, larvas y esterilizando las semillas. Sin embargo, conforme se va descomponiendo, disminuye la actividad bacteriana, y con ella la temperatura. En esta etapa, los materiales pierden suaspecto original y se observa una gran disminución del volumen de la pila hasta en un 60% del volumen dependiendo de los materiales.
En condiciones idóneas se alcanzan temperaturas de hasta 70º C en el interior de la pila, recuerde que si supera esta temperatura debe realizar un volteo para disminuirla
III) La fase mesófila de enfriamiento: se caracteriza por un descenso marcado en la temperatura y por la disminución en la actividad microbiana por el agotamiento de alimento las fuentes de carbono y nitrógeno. La masa es recolonizada por microorganismos mesófilos, degradándose compuestos más resistentes, como la celulosa, hemicelulosa y lignina, a simple vista pueden aparecer hongos visibles como en la Figura 35 y 36.
Figura 36. Evolución de la temperatura ( – ) y el pH ( - - ) durante el proceso de maduración. Fuente: Laos, 2003
Esta fase puede confundirse con la fase de maduración y requiere varias semanas
¡Estas tres etapas anteriores constituyen la fase bio-oxidativa del proceso de compostaje o de crecimiento activo de los microorganismos, en la que existe una elevada disposición de los nutrientes!
IV) La fase de maduración: al haberse ralentizado la actividad de los microorganismos la temperatura es próxima a ambiente y puede durar meses, predominando las reacciones de polimerización y policondensación de compuestos carbonados, desciende el consumo de oxígeno y desaparece la fitotoxicidad, formándose un producto final llamado compost.
RESULTADOS DEL PROCESO DE VALORIZACIÓN EN CAFÉ, PLÁTANO Y LULO
Con el objetivo de evaluar el potencial los principales cultivos de la zona de influencia del proyecto para la producción de compost, se utilizaron residuos de café, plátano y lulo y se evaluó la producción de compost a partir de mezclas (Figura 37).
Figura 37. Tipos de residuos utilizados para compost. A. Café, B. Plátano, C. Lulo.
continuación se describen los pasos del proceso de compostaje:
A. Selección y adecuación del área para la elaboración de la pila
Se recomienda, áreas protegidas, secas, firmes, con poca pendiente para evitar lixiviados, ya que estos materiales presentan mucha humedad, el suelo puede estar permeabilizado (cemento, plástico o madera) con drenaje para la recolección de los líquidos (Figura 38).
Figura 38. Compostera tipo, ubicación y construcción
¡Recuerde las composteras no deben de encontrarse cerca de nacimientos de agua para no provocar contaminaciones por la acción de la lixiviación!
B) Identificación de los residuos a compostar:
Podemos distinguir entre dos tipos de material orgánico a compostar: A) material rico en hidratos de carbono (material marrón o estructural), B) material rico en nitrógeno- proteínas (material verde o pobre en estructura).
Para este ejemplo se propone compostar residuos de cosecha de la producción de café (beneficio húmedo del grano) este material es de consistencia fibrosa mucilaginosa, y restos de los cultivos de plátano y lulo (tallos, hojas, fruto u otro), son materiales con un destacado carácter lignocelulósico que aportarían el carbono. Además, el lulo aportaría fuente de nitrógeno para equilibrar la relación C/N, como fuente de humedad para el riego se puede sugerir el lixiviado proveniente de la misma pila ya que son materiales con un elevado contenido de humedad (Tabla 5).
Tabla 5 Caracterización de los residuosvegetales locales
C) Características a tener en cuenta de los materiales antes de elaborar el compostaje:
Tamaño de partícula: es necesario reducir el tamaño de los residuos entre 1 a 10 cm para facilitar su descomposición y transformación a través de los microorganismos, esta actividad puede realizarse manual (Figura 39A,C) o mecánicamente (Figura 39 B,D) (machete, palas, pica pastos u otros).
¡Recuerde si el tamaño de partícula es muy pequeña puede provocar compactación y aumento de números volteos, y si es muy grande provoca el exceso de aireación, disminuyendo posiblemente la temperatura del proceso!
En el caso de los materiales utilizados en este trabajo, solo fue necesario disminuir el tamaño de los residuos de lulo y plátano, la pulpa de café se dejó en el tamaño natural (Figura 39).
Figura 39. Procedimientos para la elaboración del compost
Relación Carbono/Nitrógeno (C/N): para poder transformar diferentes restos orgánicos en compost, los microorganismos necesitan materiales de los dos grupos, pero en una proporción equilibrada: la denominada relación carbono/nitrógeno (C/N) debe estar entre 20-30:1. En la mezcla final de restos orgánicos la relación ha de mantenerse en un cociente en torno a 10:1, puede obtenerse a través de valores de referencias de los materiales, un buen balance de esta relación garantiza la alimentación de los microorganismos implicados en el proceso del compostaje.
De forma orientativa se puede decir que la relación de restos de café, plátano y lulo es de C/N aprox. 2:2:1.
Tamaño de la pila: para un adecuado funcionamiento de proceso de compostaje es recomendable que como mínimo elaboremos una pila con una tonelada de residuo orgánico, ya que a mayor volumen por consiguiente mayor número de microorganismos y mayor calor dentro de la pila, por lo que a continuación se presentan las relaciones y pesos de la mezcla de residuos de la zona:
Peso de los materiales de la pila a elaborar: 500 Kg de Pulpa de café (PC) + 450 Kg Residuo de plátano (RP) + 50 Kg Residuo de lulo (RL).
¡Recuerde que por la humedad inicial una pila de una tonelada pierde hasta un 60 % del tamaño inicial, por lo que estaríamos hablando que nos quedaría alrededor de 400 Kg de compost!
Una vez establecidas las proporciones de mezcla entre los residuos sujetos a compostaje se pesarían las cantidades necesarias de cada residuo para la pila de compost.
D) Elaboración de la pila:
Una vez establecidas las mezclas con las condiciones óptimas iniciales se desarrolla el sistema de compostaje a través de las condiciones del entorno, ventilación natural mediante volteos periódicos que realizará el operario.
La pila sugerida ha de tener una forma piramidal de dimensiones de 1,5 m de anchura y 1 m de altura, aproximadamente de una tonelada, para no dificultar la labor de volteo, si no se dispone de un mezclador mecánico puede realizarlo intercalando capas de cada material utilizado, es decir una de café, otra de plátano y otra de lulo, pero manteniendo las cantidades indicadas para cada uno de materiales.
E) Seguimiento del proceso de compostaje:
Es importante realizar un seguimiento oportuno de los parámetros indicadores del proceso de compostaje, a nivel de temperatura, humedad y aireación por parte del productor.
Temperatura: señor productor si usted no dispone de termómetro para verificar la temperatura y comprobar en qué fase estamos o en qué momento voltear la pila, puede hacerlo manual con una barra de metal o un machete, la introduce en diferentes puntos de la mezcla y manipula manualmente comprobando un aproximado de la temperatura según la fase de compostaje y observando las temperaturas recomendadas en cada fase.
Humedad: la humedad de la pila es esencial para los organismos que participan en el proceso, se debe mantener la humedad entre un 40 a 60%, ya que el agua distribuye los nutrientes por la masa, el control manual de humedad se realiza con la prueba del puño.
La prueba de puño consiste en introducir la mano a la pila, sacar un puñado del material y se exprime con fuerza la mano, si observar que en la palma de la mano exceso de agua está muy humedad y debe de voltearse o emplear más material que pueda absorber, como por ejemplo, aserrín o la paja, si no pierde agua y cuando abrimos la mano el material se desmenuza, es que la mezcla está muy seca y por lo tanto, debe añadir lixiviado o agua; si cae alguna gota de agua y cuando abrimos la mano el material se mantiene compacto es que tenemos la humedad adecuada.
Aireación: la ventilación debe ser adecuada sobre todo en las tres primeras etapas pero nunca excesiva, ya que al igual que el sol, puede secar demasiado la pila. El nivel óptimo de saturación del oxígeno es de 10-18 %, la aireación se consigue con tamaño de partícula adecuada y con volteos periódicos, sin excederse ya que aumentaría los costos de mano de obra, para este compostaje el total de volteos es alrededor de tres en todo el proceso.
Se recomienda realizar controles de aspecto visual, de olor (mal olor), temperatura (inferior a 70 °C), humedad (prueba de puño) para verificar el momento oportuno del volteo.
F) Verificación de la etapa final de compostaje:
recuerde que al final del proceso la pila debe estar a temperatura ambiente, para conocer si el proceso ha finalizado con éxito y con una adecuada maduración puede realizar lo siguiente:
I) Se puede toman varios puntos de muestreó de la pila y verificar su estado físico en aspecto y olor. Debe presentar apariencia oscura, con un olor similar al de suelo húmedo, no debe presentar humedad en el momento de realizar la prueba del puño.
II) En una bolsa plástica llena de aire, se toman varios puntos de muestreó de la pila y se introduce en la misma, dejándola dos días en un lugar seco, si al cabo de ese tiempo la bolsa presenta condensación y este se hincha es indicador de que aún le falta por terminar esta etapa.
III) Mediante el machete se pude verificar si aún se desarrollan altas temperaturas o si aún presenta humedad, si se tiene alguna duda voltear la pila y si una vez realizado el volteo no aumenta la temperatura es señal de que ha finalizado esta etapa.
IV) Además se pude enviar una muestra al laboratorio para su respectivo análisis.
En un material que no haya terminado el proceso de compostaje correctamente, el nitrógeno está presente en forma de amonio en lugar de nitrato. Igualmente, un material sin terminar de compostar contiene compuestos químicos inestables como ácidos orgánicos que resultan tóxicos para las semillas y plantas.
Importante: cuando se aplica al suelo un material que aún está en fase de descomposición, los microorganismos utilizarán el oxígeno presente en el suelo para continuar con el proceso, agotándolo o reteniéndolo y por lo tanto, no estará disponible para las plantas.
Una vez finalizado el proceso, el compost puede ser cernido para quitar impurezas como piedras, vidrios, metales y demás elementos gruesos, y almacenado en un lugar fresco y seco.
RECUERDE:
- Se recomienda utilizar equipo de protección: guantes, mono, gafas, botas, y mascarilla.
- Bioseguridad: el manipulador de residuos orgánicos debe estar vacunado contra el tétano.
- Una vez que se inicie la pila de compostaje debe de regarse dos veces a la semana aproximadamente durante un 30 a 45 días, lo cual puede variar en función de la humedad.
- El tiempo aproximado de un compostaje a base de residuos de café, plátano y lulo, con una adecuada estabilización del compost es de 80 a 120 días.
Se recomienda además realizarle un seguimiento de control que permita la verificación adecuada de los parámetros del proceso del compostaje (Tabla 6).
Tabla 6 . Cuadro control para seguimiento del compost
1 Ingeniera Agrónoma. Ph D. Ciencias Ambientales, Docente UNISARC.
2 Rectora UNISARC, Ingeniera Industrial, M. Sc en Administración de Empresas y Gestión de Producción, M. Sc. En Dirección Universitaria, Especialista en Autoevaluación Institucional y Especialista en Gestión Empresarial.
3 Ingeniera Agrónoma, Ph. D. Ciencias Agrarias.
