Aspectos Ambientales delProceso de Compostaje

Parámetros de Calidad yMaquinarias para Compostaje

Dra. Gladys Carrion C.CEMTRAR – UNALM

Lima, octubre 2013

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINACentro Modelo de Tratamiento de Residuos

CEMTRAR

Durante el proceso de compostaje pueden producirse emisiones

polvo esporas de hongo olores agua de infiltración

Además puede suceder que el material básico contenga agentes patógenos y semillas de mala hierba.

Concentración de esporas - valores medios alrededor de diferentes tipos de recipientes de residuos

Tipo de contenedor concentración media de esporas/m3

Contenedor para restos de desechos urbanos (no incluye orgánicos, papel, vidrios, plástico); al aire libre

9,1

Contenedor para restos de desechos urbanos; en lugar cerrado

1,3

Contenedor de residuos orgánicos; al aire libre 13,2

x)

Contenedor de residuos orgánicos; al aire libre 14,2

Contenedor de residuos orgánicos; en lugares elegidos arbitrariamente

3,4

Esporas de hongo y polvo

Las esporas de moho provocan aproximadamente un 5 % de todas las alergias respiratorias. La potencia alergizante de las esporas de hongo es mucho menor que la de polenes. Las enfermedades causadas por Aspergillus fumigatus estallan o bien debido a escasa resistencia, por ejemplo, después de enfermedades graves, o bien a raíz de cierta predisposición hereditaria (incidencia).

Aspergillus fumigatus es un moho que aparece frecuentemente en todas partes y la esporulación se realiza todo el año. Es uno de los mohos más frecuentes también en casa. Durante el proceso de compostaje, el hongo Aspergillus fumigatus se da principalmente en la etapa de la intensa descomposición de celulosa. En el proceso del compostaje técnico, esta etapa está caracterizada por temperaturas entre 30°C y aproximadamente 50°C (la temperatura óptima bajo la que florece Aspergillus fumigatus es de aproximadamente 37°C.

Emisiones de polvo pueden darse, sobre todo, en lugares donde se mueve material seco.

durante el transporte

al partir, particularmente desechos verdes y residuos producidos en cementerios al mezclar y apilar de nuevo el material de degradación seco al cribar y preparar el compost en el área donde se halla almacenado el compost

Exámenes médicos para empleados

El personal directamente afectado por una supuesta carga de esporas de hongo debe ser sometido a una prueba de alergia antes de empezar a trabajar. Trabajadores que sufren una alergia conocida o trabajadores que tienden a alergias, no pueden ser empleados en áreas donde se registran altas concentraciones de esporas.

OLORES

Las emisiones de olores constituyen un problema central en el compostaje técnico. Ya al suministrar los residuos pueden producirse sustancias químicas volátiles o productos metabólicos de fermentación. Sustancias olfatorias características del proceso, se dan particularmente durante la primera fase de la degradación, emitiéndose al aire libre durante procesos de traslado o por aireación forzada.

Olores desagradables se producen, sobre todo, por condiciones anaerobias del proceso. Bajo tales condiciones se dan sulfuros, bajos ácidos carboxílicos en altas concentraciones, aminas, compuestos orgánicos de azufre y terpenos. En el ambiente aeróbio puede emitirse también amoníaco, siempre y cuando exista una estrecha relación entre carbón y nitrato.

Olor a amoníaco se da especialmente al pudrirse hierba fresca o material que se produce al segar el talud.

Evaluación de potenciales emisiones de olor

La posible intensidad relativa de olor en el aire (=índice de olor) depende tanto de la presión de vapor como del valor umbral de olor de la sustancia investigada y de la temperatura del material. A través de la presión de vapor y el valor umbral de olor puede llevarse a cabo una evaluación relativa de potenciales sustancias olfatorias.

Indice para olor de bajos ácidos carboxílicos (VERSCHUEREN; K.: Handbook of Environmental Data on Organic Chemicals, 1977)

ácido acético 15.000 ácido propionico112.000 soácido butírico 340.000 ácido butírico 50.000 isoácido valeriánico 365.000 ácido valeriánico 255.000

Multiplicando y sumando, por ejemplo, las concentraciones de bajos ácidos carboxílicos con el respectivo índice de olor y el „volumen de la masa“ (1 kilogramo tiene 1.000.000 miligramo), puede sacarse un „número característico de olor“ como comparativa para una posible reflexión de olor generada por ácidos carboxílicos bajos (suponiendo las mismas temperaturas. Esta evaluación permite sólo una comparación relativa y no representa una afirmación sobre la verdadera emisión de sustancias olfatorias.

Influencia del almacenamiento de material

Un almacenamiento anaerobio largo del material del bio-tonel lleva a la elevación de concentraciones de nitrógeno y ácidos carbónicos bajos. La fase de reposo se alarga notoriamente, la desintegración de carbonos dentro de los 12 días de duración del experimento se reduce casi a la mitad. El potencial de olor se eleva notoriamente.

De lo anterior se deriva que para el tratamiento biológico de desechos es necesario el manejo biógeno más rápido posible. Deben evitarse los intervalos largos de almacenamiento y/o el almacenamiento por varios días de desechos entregados.

Aspectos ambientales del Compostaje

Parámetros ambientales más importantes

Metales pesados Olores Esterilización Contaminantes inerte Esporas

Metales pesados. La presencia de metales pesados en el compost ha causado impacto en el público, lo que ha llevado a disminuir la aceptación del producto compost. Los metales incluyen el mercurio, el cadmio, el cobre y el zinc. Estos metales se encuentran sobre todo en los RSU como baterías, pinturas, plásticos, papeles, etc. El cobre y el zinc son los menos dañinos ya que son elementos trazas esenciales que se suelen encontrar en exceso. El cadmio, el cromo y el mercurio los toman las plantas y pueden entrar en las cadenas alimenticias. Estos son altamente tóxicos y sus fuentes incluyen baterías, pieles y plásticos. El compostaje de una fracción alimentaria

separada en origen produce un compost aceptable en las concentraciones de metales pesados.

Olores. Los olores son comunes en las plantas de compostaje, pero aún más en los sistemas no aireados. Los sistemas de compostaje cerrados y las pilas estáticas aireadas deben manejarse para lograr una disminución de los niveles de olores. El aire de la ventilación del compost se suele tratar en biofiltros. En los sistemas externos, para reducir el olor hay que tapar la hilera o la pila con un compost estabilizado

Esterilización. La higienización completa del compost se logra a temperaturas termofílicas (55 a 60 °C) durante 2 a 3 semanas. También se puede conseguir a temperaturas más altas durante períodos más cortos, pero resulta menos completa y se han originado casos de patógenos revividos. No existe posibilidad de comprobar si se ha esterilizado el 100% del producto.

Contaminantes inertes. Es esencial una selección previa de los residuos si la cantidad de contaminantes del vidrio, del metal, de la goma y del papel parcialmente descompuesto va a ser insignificante

• Requisitos microbiológicos.• Requisitos fisicoquímicos

–

Contenido de nutrientes–

Olores–

Humedad–

Metales pesados–

Conductividad eléctrica–

Relación carbono nitrógeno–

Madurez–

pH–

Materia orgánica–

Presencia de semilla viables de malezas–

Tamaño de partículas–

Materias inertes–

Densidad aparente

CALIDAD DEL COMPOST

Agua de infiltraciónAl hablar de agua de infiltración hay que diferenciar entre agua de infiltración endógena, es decir, agua de infiltración que se produce en el transcurso de la degradación, y agua de infiltración exógena que se da por precipitaciones y medidas de irrigación. Agua a presión se clasifica como agua de infiltración endógena.

La emisión de agua de infiltración endógena depende mucho de las cualidades físicas del material. En el caso de desechos verdes generalmente no se dan emisiones endógenas de agua de infiltración.

La cantidad y la composición del agua de infiltración dependen esencialmente de condiciones que, por lo menos, pueden ser parcialmente influenciadas, como la composición del material básico, la dirección, y estado de degradación, el clima y medidas constructoras.

Composición del agua de infiltración

Agua de infiltración endógena - se produce sobre todo en la fase inicial de la degradación - está cargado, sobre todo, de sustancias orgánicas fáciles de descomponer y de sal neutra.

En el transcurso de la degradación se va reduciendo el porcentaje de las sustancias orgánicas fáciles de descomponer; a finales de la degradación predominan en el agua de infiltración las sustancias orgánicas difíciles de descomponer y/o ya elementos de ácidos húmicos.

Medidas para reducir las emisiones

en el caso de residuos recién suministrados

limitar el tiempo de deposito de material orgánico de contenedores para residuos orgánicosconstrucción técnica de depósitos que no dejan entrar el líquidocobertura de los depósitos

en el caso de compostaje en pilas abiertascomposición y estructura óptima del material básicomedidas que protegen contra las precipitaciones (cobertura, vellón)construcción de terrenos de degradación técnicamente impermeables, tomando en cuenta una cantidad límite (véase sección 5.1)un traslado que corresponde al contenido de aguaañadidura dosificada de agua recolección controlada de lixiviados

•

Requisitos sanitarios: Todas las clases de compost deben cumplir con los requisitos de tolerancia de patógenos como se establece en Tabla siguiente:

•

La norma también establece que para que el producto este libre de patógenos deberá

como mínimo mantener una temperatura igual o superior a los 52 C por 3 días consecutivos, de esta manera se produce la eliminación de los patógenos.

Tipo de microorganismo Tolerancia

1. Coliformes

fecales < a 1 000 NMP por gramo de compost, en base seca

2. Salmonella

sp 3 NMP en 4 g de compost, en base seca

3. Huevos de helmintos viables 1 en 4 g de compost, en base seca

NMP = Número Más Probable.El análisis sólo será

exigible a requerimiento expreso de la Autoridad Competente.

REQUISITOS MICROBIOLOGICOS

CONTENIDO DE NUTRIENTES:•

El compost debe tener contenidos de nitrógeno total mayor o igual a 0,5%, expresado sobre base seca. Se recomienda el uso de la metodología TMECC 04.02-D

OLORES:•

El compost debe presentar olores característicos de este producto sin olores desagradables como por ejemplo, compuestos sulfurosos, amoniacales, mercaptanos

y/o de azufre reducido, entre otros. El compost deberá

presentar un olor a tierra de cultivo.

HUMEDAD:•

El compost debe presentar un contenido de humedad entre 30% y 45% de la masa del producto, en base húmeda.

REQUISITOS FISICOSQUIMICOS

METALES PESADOS:•

El compost Clase A,

Debe cumplir con los requisitos de concentraciones máximas de metales pesados indicados en la siguiente tabla:

Metal pesado Concentración máxima en mg/kg

de 

compost (base seca)

Arsénico 15

Cadmio  2

Cobre  100

Cromo 120

Mercurio  1

Níquel  20

Plomo  100

Zinc  200

Concentraciones expresadas como contenidos totales

•

El compost Clase B,

Deberá

cumplir con los requisitos de concentraciones máximas permitidas de metales pesados

Metal pesado Concentración máxima en mg/kg

de 

compost (base seca)

Arsénico 20

Cadmio  8

Cobre  1 000

Cromo 600

Mercurio  4

Níquel  80

Plomo  300

Zinc  2 000

Concentraciones expresadas como contenidos totales

CONDUCTIVIDAD ELECTRICA: Las distintas clases de compost deben cumplir con los requisitos de conductividad eléctrica, medida en base a una dilución 1:5, siguientes:

•

Para el compost Clase A, la conductividad eléctrica debe ser menor a 3 dS/m.

•

Para el compost Clase B, la conductividad eléctrica debe ser menor o igual a 8 dS/m.

RELACIÓN CARBONO NITRÓGENO (C/N), expresada como el cociente entre carbono orgánico total y nitrógeno total: Las distintas clases de compost deben cumplir con los requisitos de relación C/N siguientes:

• Para el compost Clase A, la relación C/N debe ser menor o igual a 25.

• Para el compost Clase B, la relación C/N debe ser menor o igual a 30.

•

MADUREZ: La relación C/N debe ser menor o igual a 20. Si no cumple esta condición, el compost se considera inmaduro y no se le aplica otro ensayo.

Test del Grupo 1 Rangos de aceptación para compost

Evolución de CO2

(Respiración) Menor 

o 

igual 

a 

8 

mg

de 

C‐CO2

/g 

de 

materia 

orgánica 

por día

Absorción de O2Menor 

o 

igual 

a 

3,5 

mg

de 

oxígeno/g 

de 

materia 

orgánica por día

Autocalentamiento Menor o igual a 20°CTest del Grupo 2

Relación Amonio / Nitrato Menor o igual a 3

Concentración de Amonio Menor o igual a 500 mg/kg

Contenido 

de 

ácidos 

orgánicos 

volátiles Menor o igual a 300 mg/kg

Germinación de rabanitos Mayor o igual a 80%El análisis sólo será

exigible a requerimiento expreso de la Autoridad Competente.

•

La etapa de maduración o de estabilización, se encuentra marcada por una baja tasa de actividad microbiana, al agotarse los sustratos

se produce una caída gradual de la temperatura, la cual se iguala a la del medio ambiente, lo que indica el término de la elaboración del compost.

•

Durante esta etapa los productos resultantes de la etapa de activo compostaje se estabilizan, lo que involucra una descomposición más avanzada de ácidos orgánicos, una disminución de los compuestos resistentes y la formación de compuestos húmicos.

•

Como alternativa válida para reemplazar a los ensayos indicados, se puede realizar el Test de Solvita®, los valores deben ser mayor o igual a 4 para Solvita

NH3

y mayor o igual a 7 para Solvita

CO2

. (El test de Solvita

está

basado en una escala de colores, cuyos rangos varían de 1 a 5 para el nivel relativo de Solvita

NH3

y de 1 a 8 para el nivel relativo a Solvita

CO2

.)

pH:•

El pH

del compost debe estar comprendido entre 5,0 y 8,5.

MATERIA ORGÁNICA:•

El compost debe tener un contenido de materia orgánica mayor o igual a 20%.

PRESENCIA DE SEMILLAS VIABLES:•

Para todas clases de compost, deben germinar un máximo de 2 propágulos

de malezas por litro de compost, en cámara de crecimiento, por siete días.

MATERIAS INERTES:•

No se permiten materias inertes de un tamaño mayor a 16 mm, determinado en su mayor dimensión, en ninguna de las clases de compost.

•

Para todas las clases de compost, la tolerancia de impurezas de tamaño menor o igual a 16 mm

no debe superar los valores indicados en Tabla 6 siguiente:

TAMAÑO DE PARTÍCULAS:•

Para todas las clases de compost, el tamaño máximo de las partículas que lo integran debe ser menor o igual a 16 mm, determinado en su mayor dimensión.

DENSIDAD APARENTE:•

Para todas las clases de compost, la densidad aparente debe ser menor o igual a 700 kg/m3.

Materia Dimensión (mm) Cantidad (% masa en base seca)

Plásticos flexibles y/o películas Mayor a 4 Menor o igual a 5

Piedras y/o terrones de barro Mayor a 4 Menor o igual a 5

Vidrio y/o metales y/o caucho y/o plásticos rígidos Mayor o igual a 2  Menor o igual a 0,5

unidad resultados de medición OE-NORM S 2200 A B

Materia orgánica (MO) Pérdida por calor PC % MS 36,5 > 20 Carbon orgánico total COT % MS 16,9 > 12 Sustancias nutritivas Nitrógeno, total Nges % MS 1,3 *) Nitrógeno nítritico NO3 -N % MS 0,02 < 0,2 *) Nitrógeno amoniacal NH4 -N % MS <0,001 < 0,1 *) Fosfato, total P2O5 % MS 2,0 *) Fosfato, disponible P2O5 cal % MS 0,37 *) Calcio, total CaO % MS 3,8 *) Potasio, total K2O % MS 1,09 *) Potasio, disponible K2Ocal % MS 0,53 *) Magnesio, total MgO % MS 2,1 *) Boro, sol. en agua caliente Bsac mg/kg MS < 10 < 10 Relación carbono/nitrógeno C / N - 14 *) Relación NO3-N/NH4-N NO3-N / NH4-N - 100 > 2 *) Culidades físicas Contenido de agua WG % MF 41,4 25 - 50 Capacidad hidraulica WK % MS 120 > 100 *) Densidad de muestra resca

ρFS kg/l MF 0,79 < 0,85

Valor pH pH - 7,5 *) Conductividad CE mS/cm 2,0 < 2,0 < 4,0 Particulas > 25 mm - 0 < 3 Suma de sustanicas emanentes no biodegrad.

> 2 mm % MS 0,14 < 0,5

vidrio, plástico, metales) de ello plástico > 2mm % MS 0,06 < 0,2 plástico > 20 mm % MS 0 0 Soportabilidad de las plantas Lepidium

sativum Phleum pratense

5 % compost biomasa % MFV1) 110 100 100 > 80 germinación retrasada dias 0 0 0 0

tasa de germin. % 100 100 100 100 30 % compost biomasa % MFV1) 105 100 100 -

germinación retrasada dias 0 0 0 - tasa de germin. % 100 100 100 -

45 % compost biomasa % MFV1) 100 95 90 - germinación retrasada dias 0 0 1 -

tasa de germin. % 100 100 100 - semillas germinativas componentes no. / litro

de comp. n.a. 1 3

Metales pesados y lindano valor con MO natural

referido a MO (PC) = 30 %

clase I clase II

Cromo Cr mg/kg MS 42 46 70 70 Niquel Ni mg/kg MS 26 29 42 60 Cobre Cu mg/kg MS 75 83 70 100 Cinc Zn mg/kg MS 360 400 210 400 Cadmio Cd mg/kg MS <1,0 <1,1 0,7 1 Mercurio Hg mg/kg MS 0,97 1,1 0,7 1 Plomo Pb mg/kg MS <10 <11 70 150 Lindano - mg/kg MS n.a. n.a. 0,1 0,1