Proceso de compostaje – Tipos, fases y factores que influyen

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El compostaje es un proceso de descomposición de la materia orgánica proveniente de materiales que la contienen, por medio de una gran variedad de microorganismos; para ello se requiere de un medio húmedo y aireado con el fin de generar en su etapa final un material rico en humus, muy utilizado en el mejoramiento o enmienda orgánica de suelos empobrecidos y agotados.

Es de resaltar que el vocablo compost proviene del latín “componere” que significa juntar; por lo tanto, puede ser considerado como la agrupación de un conjunto de restos orgánicos que a través de un proceso de fermentación origina un producto inodoro y con alto contenido de humus.

¿Qué ocurre dentro de la pila de compostaje?

El proceso de compostaje debe estar bajo vigilancia constante de manera que parámetros tales como: oxígeno o aireación, la humedad de substrato, temperatura, pH y la relación C:N estén siempre dentro de un rango óptimo; también va a depender en gran medida de las condiciones ambientales, el método utilizado, las materias primas empleadas, entre otros elementos (FAO, 2014).

En la figura 1 se presentan en el eje “X” las distintas fases de este proceso de compostaje; mientras que en el eje de las “Y” se observan las temperaturas que las condicionan.

Gráfico de la evolución de la temperatura y el pH durante el proceso de compostaje
Evolución de la temperatura y el pH durante el proceso de compostaje de residuos orgánicos (Gray y Biddlestone, 1981, tomado de Lampkin, 1998)

Fases del proceso de compostaje

Las fases del proceso de compostaje son: mesófila, termófila, enfriamiento, y maduración; especialmente condicionadas por las temperaturas, que van desde los 30 ºC hasta más o menos los 70 ºC.

Igualmente, existe una actividad microbiana que origina diferentes reacciones en cada fase donde interactúan distintos tipos de organismos (virus, hongos, bacterias, actinomicetos, entre otros); que a su vez modifican el pH por la generación de diferentes compuestos.

Fase mesófila

En un principio, los microorganismos que actúan en la fase mesófila, a temperatura ambiente, empiezan a descomponer los materiales; como resultado, se desprende calor y la temperatura aumenta, entonces el pH desciende como se observa en la curva (Figura 1) produciendo ácidos orgánicos.

Fase termófila

Por encima de 40 °C predominan los microorganismos que actúan en la fase termófila, la temperatura asciende aproximadamente hasta los 60 °C dejando de actuar los hongos; entonces, se mantiene la continuidad del proceso por los actinomicetos y otras bacterias formadoras de esporas.

En consecuencia, se consumen rápidamente las sustancias fácilmente degradables como azúcares, almidones, grasas y proteínas; al contrario de la fase anterior el pH se hace alcalino en la medida que se libera el amonio de las proteínas.

Fase de enfriamiento

La velocidad de la reacción disminuye dado que a partir de este punto se atacan los materiales más resistentes; de ahí que comienza a bajar la temperatura en la pila de compostaje.

Fase de maduración

A medida que desciende la temperatura, los hongos termófilos que habían desaparecido vuelven a invadir los residuos empezando a degradar la celulosa.

Entonces, actúan nuevamente los microorganismos mesófilos, y finalmente los residuos transformados llegan a la etapa de maduración; por esta razón, las reacciones deben ocurrir de forma continua.

Es decir, que se debe garantizar una técnica de compostaje que permita paso a paso no detener esta secuencia; por esta razón, la temperatura y el pH son los mejores indicadores que se pueden utilizar para evaluar la eficiencia de la misma, cuya medición se puede realizar inclusive de forma diaria.

Pila de compost

Características generales de un compost comercialmente aceptable

En el Cuadro 1 se presentan las características generales de un compost comercialmente aceptable; se debe tener en cuenta que la calidad del mismo estará sujeta al uso que se pretenda dar.

Por ejemplo, las normativas para la fertilización de plantas ornamentales en embellecimiento de taludes urbanos, jamás serán igual que para la nutrición de cultivos comestibles.

Cuadro 1. Características generales de un compost comercialmente aceptable.

Característica Rango óptimo Característica Rango óptimo
Nitrógeno (%) > 2 Fósforo (%) 0,15-1,5
C:N < 20 Color Pardo-negro
Cenizas (%) 10-20 Olor Tierra
Humedad 10-20<40 CICE (cmoles.kg-1 ) 75-100
Fuente: Paul y Clark (1996).

Debido a que nutrientes como el nitrógeno y el fosforo son indispensables para las plantas; de allí que la relación Carbono:Nitrógeno (C:N) muestra la madurez de la mezcla en compostaje.

Asimismo, parámetros como cenizas, color, olor, humedad y la capacidad de intercambio catiónico efectiva exponen que tan eficiente fue el proceso de compostaje de los materiales; también la calidad de producto final.

Escobar y otros (2012) señalan la necesidad de monitorear la temperatura, humedad y el pH, entre otras variables; ya que de no realizar un control adecuado el proceso de compostaje empezaría a presentar problemas que dificultan su continuidad.

Monitoreo de variables en el compost

Défaz y Gualoto (2020) señalan igualmente que para determinar el estado de madurez del compost se debe monitorear los parámetros temperatura, pH y humedad; mientras que para evaluar la calidad del producto final hay que realizar análisis de Nitrógeno Total (N-Total), materia orgánica, relación C:N, entre otros.

De manera que en su investigación evaluaron la eficiencia del suero de leche, fermento de alfalfa y microorganismos eficientes autóctonos como activadores biológicos; para ello fueron aplicados en pilas de compostaje elaboradas en un ecosistema de páramo con el fin de optimizar su tiempo de maduración.

Como resultado encontraron que los valores de pH coinciden con lo señalado inicialmente en este artículo, produciéndose un ligero descenso en las primeras semanas; debido a la formación de ácidos orgánicos producto de la actividad microbiana en la materia orgánica más frágil y a partir de la sexta un aumento por la transformación de amonio en amoniaco.

Medidores de pH y conductividad eléctrica de campo

Figura 3. Medidores de pH y conductividad eléctrica de campo utilizados en estudios de suelos resultan útiles a la hora de monitorear estas variables en el proceso de compostaje de residuos sólidos orgánicos.

Compost comercial vs compost experimental

Al comparar los valores de un compost obtenido del compostaje de la mezcla de lodo residual (LR) y paja común (PC) con hojas secas (HS) para ser utilizado con fines agrícolas con un compost comercial (CC); ciertamente se reflejan las cualidades del primero.

En el Cuadro 2 se observa que este compost posee una adecuada concentración de nitrógeno y fósforo, además presenta una baja concentración de nitrato comparado con el CC, lo que representa una gran ventaja; sobre todo porque este elemento es un compuesto muy móvil, fácilmente lixiviado del suelo y transportado por el agua, representando un serio contaminante.

Cuadro 2. Comparación del compost obtenido de la mezcla de lodo residual y paja común con hojas secas con un compost comercial (CC).

Compost pH

N-Total

(%)

P

(%)

K

(%)

Mn

(%)

Zn

(mg/100g)

NO3-N

(mg kg-1)

LR+PC+HS 8,6 1,66 1,61 0,44 0,02 23,25 16
CC 7,57 0,64 00003 0,26 0,007 0,02 43,2
Fuente: Jiménez (2005).

Importancia del compostaje

Este estudio destaca la importancia del proceso de compostaje como una opción de saneamiento; en especial para la disposición segura de lodos provenientes de plantas de tratamiento de aguas residuales.

Las diferentes reacciones que se generan durante el proceso de compostaje producen estabilidad y madurez del material original confirmado por los índices determinados; por consiguiente, los hacen más aceptables al medio ambiente donde sean depositados, condición que es ratificada a través de la prueba agronómica.

Relación carbono: nitrógeno

Paul y Clark (1996) indican que la relación C:N debe ser menor a 20 para que un compost sea comercialmente aceptable; cabe destacar que el compost ejemplo presentó una relación C:N de 12,19.

Asimismo, las variables presentadas señalan un material orgánico potencialmente apto para ser utilizado como enmienda de suelo o fertilizante de liberación lenta; ya que sus características podrían hacerlo competir con otros materiales similares comercialmente utilizados para tal fin.

Por ejemplo, el nitrógeno (1,66 %) se encuentra en concentraciones adecuadas en comparación con datos presentados por Bailón y Florida (2020).

En este sentido, estos autores encontraron valores promedio entre 1,43 a 2,48 % con diferencias estadísticas entre compost elaborados a partir de mezclas de restos vegetales, estiércoles varios, residuos sólidos orgánicos municipales, entre otros, en pilas aeróbicas; con valores aceptables excepto un 2,48 % superior al resto.

Sin embargo, los valores reportados se encontraron dentro de los rangos establecidos por la FAO (2013) 0,4 a 3,5 %; así como la INN (2004), mayor de 0,8 %, y el ICNTC (2011) que exige mayor a 1% de N (fuentes citadas por estos autores).

Por lo tanto, la eficiencia de la tecnología de compostaje utilizada está en correspondencia a las condiciones ambientales imperantes en cada localidad; en especial medidas por la temperatura.

Pruebas agronómicas para evaluar la calidad del compost

El grado maduración de los compost evita que se puedan generar problemas de contaminación y toxicidad a las plantas.

En el cuadro 3 se presentan valores de número de hojas por planta, ancho de la hoja más grande (cm), longitud de planta (cm), y el rendimiento en peso fresco (g) medidas en un cultivo de rábano (Raphanus sativum L.).

Para ello fue sembrado en condiciones de invernadero con uso de una dosis de 20 Mg/ha de un proceso de compostaje que sería el tratamiento 1 "T1", un material orgánico sin compostar (conocido como T2 o tratamiento 2); igualmente un tratamiento sin ningún tipo de enmienda (o tratamiento "0").

Este cultivo por ser de crecimiento temprano arroja resultados rápidos; en lo que respecta al residuo compostado, fue un lodo de una planta de tratamiento de aguas residuales perteneciente a una empresa de fabricación de alimentos (LR+PC+HS).

Cuadro 3. Características biométricas medidas en el cultivo de rábano (Raphanus sativum L.) sembrado en condiciones de invernadero.

Parámetro Tratamiento*
T0 T1 T2
Número de hojas 5,43b 7,2a 4,3c
Ancho de la hoja más grande (cm) 2,63b 3,26a 1,76c
Longitud de la planta (cm) 20c 25b 14,06d
Peso fresco de la planta (g) 0,59b 1,22a 0,35b

* En cada columna valores seguidos de distinta letra difieren al nivel del 5 % según el test de Duncan.

Fuente: Jiménez (2005).

Efecto en características biométricas

El número de hojas es un indicativo del estado de desarrollo de las plantas, los mayores valores se registraron en el tratamiento T1, siendo menor en T2 donde se utilizó el material sin compostar; de hecho, esta tendencia se repite en la variable siguiente (ancho de la hoja más grande).

Con respecto al tratamiento T0, donde no se utilizó ningún tipo de enmienda; en efecto, se observa que los valores de las diferentes variables se encontraron por debajo del tratamiento que utilizó el compost (T1).

Pero a su vez, estos valores fueron mayores a los registrados en el tratamiento T2 utilizando el residuo sin compostar; de esta forma se evidencia un efecto negativo sobre las características biométricas medidas en el cultivo de rábano.

maquina volteando compost
Pila de compostaje de residuos sólidos orgánicos aireada con volteo mecánico del material para favorecer la ventilación natural.

Algunos riesgos

El uso de materiales sin compostar así como la falta de madurez en un compost puede producir efectos negativos en las cosechas (Acosta y col., 2012). Por ello de su uso se derivan riesgos como:

  • La disminución de la concentración de oxígeno a nivel radicular.
  • Residuos con elevada relación C/N conllevan a una inmovilización de N.
  • Un aumento de la temperatura del suelo.
  • Acumulación de sustancias orgánicas fitotóxicas.
  • Destrucción incompleta de los organismos patógenos.

Con respecto a esta variable se presentó una diferencia significativa que siguió la misma tendencia de los parámetros anteriores; de igual forma el rendimiento en peso fresco total (g) es una de las medidas más consistentes a la hora de evaluar el estado de desarrollo de una planta.

El compost ideal

En conclusión, un compost debe presentar una cantidad de materia orgánica estable; así como cantidades adecuadas de macro y micronutrientes para la nutrición de las plantas.

Asimismo no debe presentar vidrio, plástico, metales pesados, entre otros, cuyo manejo lo hagan riesgoso para la persona que lo manipule; además de ser una fuente de contaminación para los ecosistemas.

Compilador:

Raúl Jesús Jiménez Solórzano

Ing. Agr. MSc. en Ciencia del Suelo

Referencias consultadas

Acosta, Y.; El Zauahre, M.; Rodríguez, L.; Reyes, N.; Rojas, D. 2012. Indicadores de calidad bioquímica y estabilidad de la materia orgánica durante el proceso de compostaje de residuos orgánicos. MULTICIENCIAS. 12 (4): 390 – 399.5.

Bailón, M.; Florida, N. 2020. Caracterización y calidad de los compost producidos y comercializados en Rupa Rupa-Huánuco. Enfoque UTE. 12 (1): 1-11.

Défaz, G.; Gualoto, H. 2020. Evaluación de la eficiencia de tres activadores biológicos aplicados a pilas de compostaje ubicadas en San Francisco de Cruz Loma. Escuela Politécnica Nacional. Facultad de Ingeniería Civil y Ambiental. Quito, Ecuador. 120 p.

Escobar, F.; Sánchez, J.; Azero, M. 2012. Evaluación del proceso de compostaje con diferentes tipos de mezclas basadas en la relación C/N y la adición de preparados biodinámicos en la Granja Modelo Pairumani. Rev. Acta Nova. Cochabamba. 5 (3): 390-410.

García, D.; Lima, L.; Ruíz, L.; Calderón, P. 2014. Métodos y parámetros para determinar la madurez en el compost a nivel de fincas. [Disponible en línea]. Instituto Superior de Tecnología y Ciencias Aplicadas. Universidad Internacional del Ecuador. Revista electrónica de la Agencia de Medio Ambiente. http://ama.redciencia.cu/articulos/26.03.pdf

Jiménez, R. 2005. Eficiencia de la técnica de compostaje para el mejoramiento de la calidad de lodos de plantas de tratamiento de aguas residuales. Trabajo de grado. Universidad Central de Venezuela. Facultad de Agronomía. Postgrado en Ciencia del Suelo. Maracay, Aragua. 75 p.

Lampkin, N. 1998. Agricultura Ecológica. 1ra edición. Ediciones Mundi-Prensa, España. 724 p.

Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura. 2013. Manual de compostaje del agricultor. [Disponible en línea]. Experiencias en América Latina Oficina Regional para América Latina y el Caribe. Santiago de Chile. https://bit.ly/3dijhrO

Paul, E.; F. Clark. 1996. Soil Microbiology and Biochemistry. 2 ed. Academic Press. 340 p.

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hortalizas y compost
vegetales en proceso de descomposición
pila de vegetales para ser compostados
caja de madera con compost
plántulas creciendo en el compost madurado
manos sosteniendo compost
persona compostando residuos de hortalizas
pila de restos de hortalizas que serán fermentadas para producir compost
mano sosteniendo compost
barril abierto que sirve como compostero
manos sosteniendo compost
manos sosteniendo compost proveniente de la fermentación de hortalizas
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