¿Cuáles son las características del tratamiento de desechos, como compostación, vermicompost y digestión anaeróbica?
Compostaje: Es el proceso biológico aeróbico, mediante el cual los microorganismos actúan sobre la materia rápidamente biodegradable, permitiendo obtener "compost", abono excelente para la agricultura. El compost es un nutriente para el suelo que mejora la estructura y ayuda a reducir la erosión y mejora la absorción de agua y nutriente por parte de las plantas. El proceso de compostaje se basa en la actividad de microorganismos que viven en el entorno, esos seres microscópicos son los responsables de la descomposición de la materia orgánica. Para que puedan vivir y desarrollar la actividad descomponedora, necesitan condiciones óptimas de temperatura, humedad y oxigenación.
El proceso de composting o compostaje puede dividirse en cuatro períodos, atendiendo a la evolución de la temperatura:
a.Mesolítico. La masa vegetal está a temperatura ambiente y los microorganismos mesófilos se multiplican rápidamente. Como consecuencia de la actividad metabólica la temperatura se eleva y se producen ácidos orgánicos que hacen bajar el pH.
b.Termofílico. Cuando se alcanza una temperatura de 40 ºC, los microorganismos termófilos actúan transformando el nitrógeno en amoníaco y el pH del medio se hace alcalino. A los 60 ºC estos hongos termófilos desaparecen y aparecen las bacterias esporígenas y actinomicetos. Estos microorganismos son los encargados de descomponer las ceras, proteínas y hemicelulosas.
c.De enfriamiento. Cuando la temperatura es menor de 60 ºC, reaparecen los hongos termófilos que reinvaden el mantillo y descomponen la celulosa. Al bajar de 40 ºC los mesófilos también reinician su actividad y el pH del medio desciende ligeramente.
d. De maduración. Es un periodo que requiere meses a temperatura ambiente, durante los cuales se producen reacciones secundarias de condensación y polimerización del humus.
Son muchos y muy complejos los factores que intervienen en el proceso biológico del compostaje, estando a su vez influenciados por las condiciones ambientales, tipo de residuo a tratar y el tipo de técnica de compostaje empleada. Los factores más importantes son:
▪Temperatura. Se consideran óptimas las temperaturas del intervalo 35-55 ºC para conseguir la eliminación de patógenos, parásitos y semillas de malas hierbas. A temperaturas muy altas, muchos microorganismos interesantes para el proceso mueren y otros no actúan al estar esporados.
▪Humedad. En el proceso de compostaje es importante que la humedad alcance unos niveles óptimos del 40-60 %. Si el contenido en humedad es mayor, el agua ocupará todos los poros y por lo tanto el proceso se volvería anaeróbico, es decir se produciría una putrefacción de la materia orgánica. Si la humedad es excesivamente baja se disminuye la actividad de los microorganismos y el proceso es más lento. El contenido de humedad dependerá de las materias primas empleadas. Para materiales fibrosos o residuos forestales gruesos la humedad máxima permisible es del 75-85 % mientras que para material vegetal fresco, ésta oscila entre 50-60%.
▪pH. Influye en el proceso debido a su acción sobre microorganismos. En general los hongos toleran un margen de pH entre 5-8, mientras que las bacterias tienen menor capacidad de tolerancia ( pH= 6-7,5 )
▪Oxígeno. El compostaje es un proceso aeróbico, por lo que la presencia de oxígeno es esencial. La concentración de oxígeno dependerá del tipo de material, textura, humedad, frecuencia de volteo y de la presencia o ausencia de aireación forzada.
▪Relación C/N equilibrada. El carbono y el nitrógeno son los dos constituyentes básicos de la materia orgánica. Por ello para obtener un compost de buena calidad es importante que exista una relación equilibrada entre ambos elementos. Teóricamente una relación C/N de 25-35 es la adecuada, pero esta variará en función de las materias primas que conforman el compost. Si la relación C/N es muy elevada, disminuye la actividad biológica. Una relación C/N muy baja no afecta al proceso de compostaje, perdiendo el exceso de nitrógeno en forma de amoniaco. Es importante realizar una mezcla adecuada de los distintos residuos con diferentes relaciones C/N para obtener un compost equilibrado. Los materiales orgánicos ricos en carbono y pobres en nitrógeno son la paja, el heno seco, las hojas, las ramas, la turba y el serrín. Los pobres en carbono y ricos en nitrógeno son los vegetales jóvenes, las deyecciones animales y los residuos de matadero.
▪Población microbiana. El compostaje es un proceso aeróbico de descomposición de la materia orgánica, llevado a cabo por una amplia gama d e poblaciones de bacterias, hongos y actinomicetes.
Propiedades del compost:
▪Mejora las propiedades físicas del suelo. La materia orgánica favorece la estabilidad de la estructura de los agregados del suelo agrícola, reduce la densidad aparente, aumenta la porosidad y permeabilidad, y aumenta su capacidad de retención de agua en el suelo. Se obtienen suelos más esponjosos y con mayor retención de agua.
▪Mejora las propiedades químicas. Aumenta el contenido en macronutrientes N, P,K, y micronutrientes, la capacidad de intercambio catiónico (C.I.C.) y es fuente y almacén de nutrientes para los cultivos.
▪Mejora la actividad biológica del suelo. Actúa como soporte y alimento de los microorganismos ya que viven a expensas del humus y contribuyen a su mineralización.
▪La población microbiana es un indicador de la fertilidad del suelo.
Fuente: http://www.eula.cl/contenido/compostaje3.htm / http://www.infoagro.com/abonos/compostaje.asp
Vermicompost: También se denomina humus de lombriz (Labrador,1994). Resulta de la transformación de materiales orgánicos al pasar por el intestino de las lombrices, en donde se mezcla con elementos minerales, microorganismos y fermentos, que provocan cambios en la biquímica de la materia orgánica. Estas lombrices son la Eisenia foetida y la Lombricus rubellus o híbridos próximos, comercialmente denominada lombriz roja de California (Bellapart, 1988).
Está compuesto principalmente por carbono, oxígeno, nitrógeno e hidrógeno, encontrándose también una gran cantidad de microorganismos. Las cantidades de estos elementos dependerán de las características del sustrato utilizado en la alimentación de las lombrices
El vermicompost cumple un rol trascendente al corregir y mejorar las condiciones físicas, químicas y biológicas de los suelos, de la siguiente manera:
▪Incrementa la disponibilidad de nitrógeno, fósforo, potasio, hierro y azufre.
▪Incrementa la eficiencia de la fertilización, particularmente nitrógeno.
▪Estabiliza la reacción del suelo, debido a su alto poder de tampón.
▪Inactiva los residuos de plaguicidas debido a su capacidad de absorción.
▪Inhibe el crecimiento de hongos y bacterias que afectan a las plantas.
▪Mejora la estructura, dando soltura a los suelos pesados y compactos y ligando los sueltos y arenosos.
▪Mejora la porosidad y, por consiguiente, la permeabilidad y ventilación.
▪Reduce la erosión del terreno.
▪Incrementa la capacidad de retención de humedad.
▪Confiere un color oscuro en el suelo ayudando a la retención de energía calorífica.
▪Es fuente de energía, la cual incentiva a la actividad microbiana.
▪Al existir condiciones óptimas de aireación, permeabilidad, pH y otros, se incrementa y diversifica la flora microbiana.
▪Es un material de color oscuro, con un agradable olor a mantillo del bosque.
▪Es limpio, suave al tacto y su gran bio estabilidad evita su fermentación o putrefacción.
▪Contiene una elevada carga enzimática y bacteriana que aumenta la solubilización de los nutrientes haciendo que puedan ser inmediatamente asimilables por las raíces. Por otra parte, impide que éstos sean lavados por el agua de riego, manteniéndolos por más tiempo en el suelo.
▪Influye en forma efectiva en la germinación de las semillas y en el desarrollo de los plantones.
▪Aumenta notablemente el porte de plantas, árboles y arbustos en comparación con otros ejemplares de la misma edad.
▪Durante el trasplante previene enfermedades y evita el shock por heridas o cambios bruscos de temperatura y humedad.
▪Se puede usar sin inconvenientes en estado puro y se encuentra libre de nemátodos.
▪Favorece la formación de micorrizas.
▪Su acción antibiótica aumenta la resistencia de las plantas a las plagas y agentes patógenos.
▪Su pH neutro lo hace sumamente adecuado para ser usado con plantas delicadas.
▪Aporta y contribuye al mantenimiento y al desarrollo de la micro flora y micro fauna del suelo.
▪Favorece la absorción radicular.
▪Regula el incremento y la actividad de los microorganismos nitrificadores del suelo.
▪Facilita la absorción de los elementos nutritivos por parte de la planta. La acción microbiana del humus de lombriz hace asimilable para las plantas minerales como el fósforo, calcio, potasio, magnesio y oligoelementos.
▪Transmite directamente del terreno a la planta hormonas, vitaminas, proteínas y otras fracciones humificadoras.
▪Aporta nitrógeno, fósforo, potasio, azufre, boro, y los libera gradualmente, e interviene en la fertilidad física del suelo porque aumenta la superficie activa.
▪Absorbe los compuestos de reducción que se han formado en el terreno por compresión natural o artificial.
▪Mejora las características estructurales del terreno, desligando los arcillosos y agregando los arenosos.
▪Neutraliza eventuales presencias contaminadoras, (herbicidas, ésteres fosfóricos).
▪Evita y combate la clorosis férrica.
▪Facilita y aumenta la eficacia del trabajo mecánico del terreno.
▪Por los altos contenidos de ácidos húmicos y fúlvicos, mejora las características químicas del suelo.
▪Mejora la calidad y las propiedades biológicas de los productos del campo.
▪Aumenta la resistencia a las heladas.
▪Aumenta la retención hídrica de los suelos (4-27%) disminuyendo el consumo de agua en los cultivos. Por este motivo, además de sus propiedades como fertilizante, se está empleando en canchas de golf para disminuir el alto consumo de agua que tienen estas instalaciones.
Fuente: http://www.emison.com/5105.htm
Digestión anaerobia: Descomposición biológica de la materia orgánica de un lodo en ausencia de oxígeno. Este proceso biológico se basa en la transformación a través de una serie de reacciones bioquímicas, de la materia contaminante en un gas cuyo componente principal con el CH4 –metano y el CO2, dióxido de carbono, conocidos como biogas. El biogas producido puede ser recogido y usado como combustible, así la digestión anaerobia permite disminuir la cantidad de materia orgánica contaminante y al mismo tiempo producir energía.
Además de generar biogas combustible, la fermentación anaeróbica de la materia orgánica produce un residuo de excelentes propiedades fertilizantes, su composición varia de acuerdo al desecho utilizado. La aplicación del efluente al suelo le trae beneficios similares a los que se alcancen con cualquier materia orgánica. Es decir, que actúa como mejorador de las características físicas, facilitando la aireación, aumentando la capacidad de retención de humedad, la capacidad de infiltración del agua y la capacidad de intercambio catiónico.
Además actúa como fuente de energía y nutrientes para el desarrollo de núcleos microbianos que mejoran la solubilidad de los compuestos minerales del suelo. En este sentido presenta ventajas sobre el uso directo de la materia orgánica.
La materia orgánica es contaminante debido a que las bacterias que las destruyen para alimentarse, absorben el oxigeno del agua en la cual se descarga. En estas condiciones las bacterias pueden llegar a remover tanto oxigeno que la vida aeróbica desaparece y las aguas mueren. Por esta razón no es conveniente desechar los residuos directamente en ríos, quebradas o depósitos de agua. Tampoco se deben esparcir por el suelo para que se descompongan libre y espontáneamente en contacto con el aire, pues el proceso da lugar a la aparición de microorganismos de alto riesgo para la salud.
Los problemas enunciados por una disposición libre de los desechos son evitables mediante la digestión anaeróbica. Esta tiene la ventaja de reducir los olores producidos por la descomposición y la carga contaminante propia de la materia orgánica. Además por desarrollarse en ausencia de oxigeno, el proceso reduce a niveles seguros en menor tiempo, los microorganismos que pueden causar enfermedades en personas y animales.
Fuente: http://www.corpodib.com/estudios3.htm / http://www.euv.cl/archivos_pdf/concurso3/biotecnologia.pdf
Compostaje: Es el proceso biológico aeróbico, mediante el cual los microorganismos actúan sobre la materia rápidamente biodegradable, permitiendo obtener "compost", abono excelente para la agricultura. El compost es un nutriente para el suelo que mejora la estructura y ayuda a reducir la erosión y mejora la absorción de agua y nutriente por parte de las plantas. El proceso de compostaje se basa en la actividad de microorganismos que viven en el entorno, esos seres microscópicos son los responsables de la descomposición de la materia orgánica. Para que puedan vivir y desarrollar la actividad descomponedora, necesitan condiciones óptimas de temperatura, humedad y oxigenación.
El proceso de composting o compostaje puede dividirse en cuatro períodos, atendiendo a la evolución de la temperatura:
a.Mesolítico. La masa vegetal está a temperatura ambiente y los microorganismos mesófilos se multiplican rápidamente. Como consecuencia de la actividad metabólica la temperatura se eleva y se producen ácidos orgánicos que hacen bajar el pH.
b.Termofílico. Cuando se alcanza una temperatura de 40 ºC, los microorganismos termófilos actúan transformando el nitrógeno en amoníaco y el pH del medio se hace alcalino. A los 60 ºC estos hongos termófilos desaparecen y aparecen las bacterias esporígenas y actinomicetos. Estos microorganismos son los encargados de descomponer las ceras, proteínas y hemicelulosas.
c.De enfriamiento. Cuando la temperatura es menor de 60 ºC, reaparecen los hongos termófilos que reinvaden el mantillo y descomponen la celulosa. Al bajar de 40 ºC los mesófilos también reinician su actividad y el pH del medio desciende ligeramente.
d. De maduración. Es un periodo que requiere meses a temperatura ambiente, durante los cuales se producen reacciones secundarias de condensación y polimerización del humus.
Son muchos y muy complejos los factores que intervienen en el proceso biológico del compostaje, estando a su vez influenciados por las condiciones ambientales, tipo de residuo a tratar y el tipo de técnica de compostaje empleada. Los factores más importantes son:
▪Temperatura. Se consideran óptimas las temperaturas del intervalo 35-55 ºC para conseguir la eliminación de patógenos, parásitos y semillas de malas hierbas. A temperaturas muy altas, muchos microorganismos interesantes para el proceso mueren y otros no actúan al estar esporados.
▪Humedad. En el proceso de compostaje es importante que la humedad alcance unos niveles óptimos del 40-60 %. Si el contenido en humedad es mayor, el agua ocupará todos los poros y por lo tanto el proceso se volvería anaeróbico, es decir se produciría una putrefacción de la materia orgánica. Si la humedad es excesivamente baja se disminuye la actividad de los microorganismos y el proceso es más lento. El contenido de humedad dependerá de las materias primas empleadas. Para materiales fibrosos o residuos forestales gruesos la humedad máxima permisible es del 75-85 % mientras que para material vegetal fresco, ésta oscila entre 50-60%.
▪pH. Influye en el proceso debido a su acción sobre microorganismos. En general los hongos toleran un margen de pH entre 5-8, mientras que las bacterias tienen menor capacidad de tolerancia ( pH= 6-7,5 )
▪Oxígeno. El compostaje es un proceso aeróbico, por lo que la presencia de oxígeno es esencial. La concentración de oxígeno dependerá del tipo de material, textura, humedad, frecuencia de volteo y de la presencia o ausencia de aireación forzada.
▪Relación C/N equilibrada. El carbono y el nitrógeno son los dos constituyentes básicos de la materia orgánica. Por ello para obtener un compost de buena calidad es importante que exista una relación equilibrada entre ambos elementos. Teóricamente una relación C/N de 25-35 es la adecuada, pero esta variará en función de las materias primas que conforman el compost. Si la relación C/N es muy elevada, disminuye la actividad biológica. Una relación C/N muy baja no afecta al proceso de compostaje, perdiendo el exceso de nitrógeno en forma de amoniaco. Es importante realizar una mezcla adecuada de los distintos residuos con diferentes relaciones C/N para obtener un compost equilibrado. Los materiales orgánicos ricos en carbono y pobres en nitrógeno son la paja, el heno seco, las hojas, las ramas, la turba y el serrín. Los pobres en carbono y ricos en nitrógeno son los vegetales jóvenes, las deyecciones animales y los residuos de matadero.
▪Población microbiana. El compostaje es un proceso aeróbico de descomposición de la materia orgánica, llevado a cabo por una amplia gama d e poblaciones de bacterias, hongos y actinomicetes.
Propiedades del compost:
▪Mejora las propiedades físicas del suelo. La materia orgánica favorece la estabilidad de la estructura de los agregados del suelo agrícola, reduce la densidad aparente, aumenta la porosidad y permeabilidad, y aumenta su capacidad de retención de agua en el suelo. Se obtienen suelos más esponjosos y con mayor retención de agua.
▪Mejora las propiedades químicas. Aumenta el contenido en macronutrientes N, P,K, y micronutrientes, la capacidad de intercambio catiónico (C.I.C.) y es fuente y almacén de nutrientes para los cultivos.
▪Mejora la actividad biológica del suelo. Actúa como soporte y alimento de los microorganismos ya que viven a expensas del humus y contribuyen a su mineralización.
▪La población microbiana es un indicador de la fertilidad del suelo.
Fuente: http://www.eula.cl/contenido/compostaje3.htm / http://www.infoagro.com/abonos/compostaje.asp
Vermicompost: También se denomina humus de lombriz (Labrador,1994). Resulta de la transformación de materiales orgánicos al pasar por el intestino de las lombrices, en donde se mezcla con elementos minerales, microorganismos y fermentos, que provocan cambios en la biquímica de la materia orgánica. Estas lombrices son la Eisenia foetida y la Lombricus rubellus o híbridos próximos, comercialmente denominada lombriz roja de California (Bellapart, 1988).
Está compuesto principalmente por carbono, oxígeno, nitrógeno e hidrógeno, encontrándose también una gran cantidad de microorganismos. Las cantidades de estos elementos dependerán de las características del sustrato utilizado en la alimentación de las lombrices
El vermicompost cumple un rol trascendente al corregir y mejorar las condiciones físicas, químicas y biológicas de los suelos, de la siguiente manera:
▪Incrementa la disponibilidad de nitrógeno, fósforo, potasio, hierro y azufre.
▪Incrementa la eficiencia de la fertilización, particularmente nitrógeno.
▪Estabiliza la reacción del suelo, debido a su alto poder de tampón.
▪Inactiva los residuos de plaguicidas debido a su capacidad de absorción.
▪Inhibe el crecimiento de hongos y bacterias que afectan a las plantas.
▪Mejora la estructura, dando soltura a los suelos pesados y compactos y ligando los sueltos y arenosos.
▪Mejora la porosidad y, por consiguiente, la permeabilidad y ventilación.
▪Reduce la erosión del terreno.
▪Incrementa la capacidad de retención de humedad.
▪Confiere un color oscuro en el suelo ayudando a la retención de energía calorífica.
▪Es fuente de energía, la cual incentiva a la actividad microbiana.
▪Al existir condiciones óptimas de aireación, permeabilidad, pH y otros, se incrementa y diversifica la flora microbiana.
▪Es un material de color oscuro, con un agradable olor a mantillo del bosque.
▪Es limpio, suave al tacto y su gran bio estabilidad evita su fermentación o putrefacción.
▪Contiene una elevada carga enzimática y bacteriana que aumenta la solubilización de los nutrientes haciendo que puedan ser inmediatamente asimilables por las raíces. Por otra parte, impide que éstos sean lavados por el agua de riego, manteniéndolos por más tiempo en el suelo.
▪Influye en forma efectiva en la germinación de las semillas y en el desarrollo de los plantones.
▪Aumenta notablemente el porte de plantas, árboles y arbustos en comparación con otros ejemplares de la misma edad.
▪Durante el trasplante previene enfermedades y evita el shock por heridas o cambios bruscos de temperatura y humedad.
▪Se puede usar sin inconvenientes en estado puro y se encuentra libre de nemátodos.
▪Favorece la formación de micorrizas.
▪Su acción antibiótica aumenta la resistencia de las plantas a las plagas y agentes patógenos.
▪Su pH neutro lo hace sumamente adecuado para ser usado con plantas delicadas.
▪Aporta y contribuye al mantenimiento y al desarrollo de la micro flora y micro fauna del suelo.
▪Favorece la absorción radicular.
▪Regula el incremento y la actividad de los microorganismos nitrificadores del suelo.
▪Facilita la absorción de los elementos nutritivos por parte de la planta. La acción microbiana del humus de lombriz hace asimilable para las plantas minerales como el fósforo, calcio, potasio, magnesio y oligoelementos.
▪Transmite directamente del terreno a la planta hormonas, vitaminas, proteínas y otras fracciones humificadoras.
▪Aporta nitrógeno, fósforo, potasio, azufre, boro, y los libera gradualmente, e interviene en la fertilidad física del suelo porque aumenta la superficie activa.
▪Absorbe los compuestos de reducción que se han formado en el terreno por compresión natural o artificial.
▪Mejora las características estructurales del terreno, desligando los arcillosos y agregando los arenosos.
▪Neutraliza eventuales presencias contaminadoras, (herbicidas, ésteres fosfóricos).
▪Evita y combate la clorosis férrica.
▪Facilita y aumenta la eficacia del trabajo mecánico del terreno.
▪Por los altos contenidos de ácidos húmicos y fúlvicos, mejora las características químicas del suelo.
▪Mejora la calidad y las propiedades biológicas de los productos del campo.
▪Aumenta la resistencia a las heladas.
▪Aumenta la retención hídrica de los suelos (4-27%) disminuyendo el consumo de agua en los cultivos. Por este motivo, además de sus propiedades como fertilizante, se está empleando en canchas de golf para disminuir el alto consumo de agua que tienen estas instalaciones.
Fuente: http://www.emison.com/5105.htm
Digestión anaerobia: Descomposición biológica de la materia orgánica de un lodo en ausencia de oxígeno. Este proceso biológico se basa en la transformación a través de una serie de reacciones bioquímicas, de la materia contaminante en un gas cuyo componente principal con el CH4 –metano y el CO2, dióxido de carbono, conocidos como biogas. El biogas producido puede ser recogido y usado como combustible, así la digestión anaerobia permite disminuir la cantidad de materia orgánica contaminante y al mismo tiempo producir energía.
Además de generar biogas combustible, la fermentación anaeróbica de la materia orgánica produce un residuo de excelentes propiedades fertilizantes, su composición varia de acuerdo al desecho utilizado. La aplicación del efluente al suelo le trae beneficios similares a los que se alcancen con cualquier materia orgánica. Es decir, que actúa como mejorador de las características físicas, facilitando la aireación, aumentando la capacidad de retención de humedad, la capacidad de infiltración del agua y la capacidad de intercambio catiónico.
Además actúa como fuente de energía y nutrientes para el desarrollo de núcleos microbianos que mejoran la solubilidad de los compuestos minerales del suelo. En este sentido presenta ventajas sobre el uso directo de la materia orgánica.
La materia orgánica es contaminante debido a que las bacterias que las destruyen para alimentarse, absorben el oxigeno del agua en la cual se descarga. En estas condiciones las bacterias pueden llegar a remover tanto oxigeno que la vida aeróbica desaparece y las aguas mueren. Por esta razón no es conveniente desechar los residuos directamente en ríos, quebradas o depósitos de agua. Tampoco se deben esparcir por el suelo para que se descompongan libre y espontáneamente en contacto con el aire, pues el proceso da lugar a la aparición de microorganismos de alto riesgo para la salud.
Los problemas enunciados por una disposición libre de los desechos son evitables mediante la digestión anaeróbica. Esta tiene la ventaja de reducir los olores producidos por la descomposición y la carga contaminante propia de la materia orgánica. Además por desarrollarse en ausencia de oxigeno, el proceso reduce a niveles seguros en menor tiempo, los microorganismos que pueden causar enfermedades en personas y animales.
Fuente: http://www.corpodib.com/estudios3.htm / http://www.euv.cl/archivos_pdf/concurso3/biotecnologia.pdf
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