Compost
Mezcla utilizada para mejorar la fertilidad del suelo.

Compostaje comunitario en una zona rural de Alemania

El compost es una mezcla de ingredientes que se utiliza como fertilizante para las plantas y para mejorar las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo . Se prepara comúnmente descomponiendo desechos vegetales y alimentarios, reciclando materiales orgánicos y estiércol. La mezcla resultante es rica en nutrientes para las plantas y organismos beneficiosos , como bacterias, protozoos, nematodos y hongos. El compost mejora la fertilidad del suelo en jardines , paisajismo , horticultura , agricultura urbana y agricultura orgánica , reduciendo la dependencia de fertilizantes químicos comerciales. [1] Los beneficios del compost incluyen proporcionar nutrientes a los cultivos como fertilizante , actuar como acondicionador del suelo , aumentar el contenido de humus o ácido húmico del suelo e introducir microbios beneficiosos que ayudan a suprimir los patógenos en el suelo y reducir las enfermedades transmitidas por el suelo.

En el nivel más simple, el compostaje requiere reunir una mezcla de "verdes" (residuos verdes) y "marrones" (residuos marrones). [1] Los verdes son materiales ricos en nitrógeno, como hojas, pasto y restos de comida. [1] Los marrones son materiales leñosos ricos en carbono, como tallos, papel y astillas de madera. [1] Los materiales se descomponen en humus en un proceso que lleva meses. [2] El compostaje puede ser un proceso de varios pasos, monitoreado de cerca con entradas medidas de agua, aire y materiales ricos en carbono y nitrógeno. El proceso de descomposición se ve facilitado por la trituración de la materia vegetal, la adición de agua y la garantía de una aireación adecuada al girar regularmente la mezcla en un proceso que utiliza pilas abiertas o hileras . [1] [3] Los hongos , las lombrices de tierra y otros detritívoros descomponen aún más el material orgánico. Las bacterias aeróbicas y los hongos gestionan el proceso químico convirtiendo las entradas en calor, dióxido de carbono e iones de amonio .

Compostador hecho a partir de un tronco hueco

El compostaje es una parte importante de la gestión de residuos, ya que los alimentos y otros materiales compostables representan aproximadamente el 20% de los residuos en los vertederos y, debido a las condiciones anaeróbicas, estos materiales tardan más en biodegradarse en el vertedero. [4] [5] El compostaje ofrece una alternativa ambientalmente superior al uso de material orgánico para vertederos porque el compostaje reduce las emisiones de metano debido a las condiciones anaeróbicas y proporciona cobeneficios económicos y ambientales. [6] [7] Por ejemplo, el compost también se puede utilizar para la recuperación de tierras y arroyos, la construcción de humedales y la cobertura de vertederos.

Fundamentos

Barril de compost casero
Contenedores de abono en la granja orgánica de Evergreen State College en Washington
Materiales en una pila de compost
Montón de abono de restos de comida

El compostaje es un método aeróbico de descomposición de residuos sólidos orgánicos, [8] por lo que puede utilizarse para reciclar material orgánico. El proceso implica la descomposición de material orgánico en un material similar al humus, conocido como compost, que es un buen fertilizante para las plantas.

Los organismos de compostaje requieren cuatro ingredientes igualmente importantes para funcionar eficazmente: [3]

  • El carbono es necesario para la energía; la oxidación microbiana del carbono produce el calor necesario para otras partes del proceso de compostaje. [3] Los materiales con alto contenido de carbono tienden a ser marrones y secos. [1] [3]
  • El nitrógeno es necesario para el crecimiento y la reproducción de más organismos para oxidar el carbono. [3] Los materiales con alto contenido de nitrógeno tienden a ser verdes [1] y húmedos. [3] También pueden incluir frutas y verduras coloridas. [1]
  • Se necesita oxígeno para oxidar el carbono, el proceso de descomposición. [3] Las bacterias aeróbicas necesitan niveles de oxígeno superiores al 5% para realizar los procesos necesarios para el compostaje. [3]
  • El agua es necesaria en las cantidades adecuadas para mantener la actividad sin provocar condiciones anaeróbicas locales. [1] [3]

Ciertas proporciones de estos materiales permiten que los microorganismos trabajen a una velocidad que calentará la pila de compost. Es necesario un manejo activo de la pila (por ejemplo, volteándola) para mantener suficiente oxígeno y el nivel de humedad adecuado. El equilibrio aire/agua es fundamental para mantener altas temperaturas (54-71 °C) hasta que los materiales se descompongan. [9]

El compostaje es más eficiente con una relación carbono-nitrógeno de aproximadamente 25:1. [10] El compostaje en caliente se centra en retener el calor para aumentar la tasa de descomposición, produciendo así compost más rápidamente. El compostaje rápido se favorece cuando la relación carbono-nitrógeno es de aproximadamente 30 unidades de carbono o menos. Por encima de 30, el sustrato carece de nitrógeno. Por debajo de 15, es probable que desgasifique una parte del nitrógeno en forma de amoníaco. [11]

Casi todos los materiales vegetales y animales muertos contienen carbono y nitrógeno en diferentes cantidades. [12] Los recortes de césped fresco tienen una proporción promedio de aproximadamente 15:1 y las hojas secas de otoño de aproximadamente 50:1, según la especie. [3] El compostaje es un proceso continuo y dinámico; es importante agregar nuevas fuentes de carbono y nitrógeno de manera constante, así como una gestión activa.

Organismos

Los organismos pueden descomponer la materia orgánica del compost si se les proporciona la mezcla correcta de agua, oxígeno, carbono y nitrógeno. [3] Se dividen en dos grandes categorías: descomponedores químicos, que realizan procesos químicos en los desechos orgánicos, y descomponedores físicos, que procesan los desechos en pedazos más pequeños a través de métodos como la molienda, el desgarro, la masticación y la digestión. [3]

Descomponedores químicos

  • Las bacterias son los microorganismos más abundantes e importantes que se encuentran en el compost. [3] Las bacterias procesan el carbono y el nitrógeno y excretan nutrientes disponibles para las plantas, como nitrógeno, fósforo y magnesio. [3] Dependiendo de la fase del compostaje, las bacterias mesófilas o termófilas pueden ser las más destacadas.
    • Las bacterias mesófilas llevan el compost a la etapa termófila a través de la oxidación de la materia orgánica. [3] Después lo curan, lo que hace que el compost fresco sea más biodisponible para las plantas. [3] [13]
    • Las bacterias termófilas no se reproducen y no son activas entre −5 y 25 °C (23 y 77 °F), [14] pero se encuentran en todo el suelo. Se activan una vez que las bacterias mesófilas han comenzado a descomponer la materia orgánica y aumentar la temperatura a su rango óptimo. [13] Se ha demostrado que ingresan al suelo a través del agua de lluvia. [13] Están presentes de manera tan amplia debido a muchos factores, incluida la resistencia de sus esporas. [15] Las bacterias termófilas prosperan a temperaturas más altas, alcanzando los 40-60 °C (104-140 °F) en mezclas típicas. Las operaciones de compostaje a gran escala, como el compostaje en hileras , pueden superar esta temperatura, matando potencialmente los microorganismos beneficiosos del suelo, pero también pasteurizando los desechos. [13]
    • Los actinomicetos son necesarios para descomponer productos de papel como periódicos, corteza , etc., y otras moléculas grandes como la lignina y la celulosa que son más difíciles de descomponer. [3] El "agradable olor terroso del compost" se atribuye a los actinomicetos. [3] Hacen que los nutrientes de carbono, amoníaco y nitrógeno estén disponibles para las plantas. [3]
  • Los hongos, como los mohos y las levaduras, ayudan a descomponer materiales que las bacterias no pueden, especialmente la celulosa y la lignina del material leñoso. [3]
  • Los protozoos contribuyen a la biodegradación de la materia orgánica y consumen bacterias inactivas, hongos y partículas microorgánicas. [16]

Descomponedores físicos

  • Las hormigas crean nidos, haciendo que el suelo sea más poroso y transportando nutrientes a diferentes áreas del compost. [3]
  • Los escarabajos se alimentan como larvas de vegetales en descomposición. [3]
  • Las lombrices de tierra ingieren material parcialmente compostado y excretan humus de lombriz, [3] lo que hace que el nitrógeno, el calcio, el fósforo y el magnesio estén disponibles para las plantas. [3] Los túneles que crean a medida que se mueven a través del compost también aumentan la aireación y el drenaje. [3]
  • Las moscas se alimentan de casi toda la materia orgánica y depositan bacterias en el compost. [3] Su población se mantiene bajo control gracias a los ácaros y a las temperaturas termófilas que no son adecuadas para las larvas de mosca. [3]
  • Los milpiés descomponen el material vegetal. [3]
  • Los rotíferos se alimentan de partículas vegetales. [3]
  • Los caracoles y las babosas se alimentan de material vegetal vivo o fresco. [3] Deben retirarse del compost antes de su uso, ya que pueden dañar las plantas y los cultivos. [3]
  • Las cochinillas se alimentan de madera podrida y vegetación en descomposición. [3]
  • Los colémbolos se alimentan de hongos, mohos y plantas en descomposición. [3]

Fases del compostaje

Compost casero de tres años

En condiciones ideales, el compostaje se desarrolla a través de tres fases principales: [16]

  1. Fase mesófila: La fase inicial, mesófila, es cuando la descomposición se lleva a cabo a temperaturas moderadas por microorganismos mesófilos.
  2. Fase termófila: A medida que aumenta la temperatura, se inicia una segunda fase, termófila, en la que diversas bacterias termófilas llevan a cabo la descomposición a temperaturas más elevadas (50 a 60 °C (122 a 140 °F).)
  3. Fase de maduración: A medida que disminuye el aporte de compuestos de alta energía, la temperatura comienza a disminuir y las bacterias mesófilas vuelven a predominar en la fase de maduración.

Compostaje en caliente y en frío: impacto en el tiempo

El tiempo necesario para realizar el compostaje depende del volumen del material, del tamaño de las partículas de los insumos (por ejemplo, las astillas de madera se descomponen más rápido que las ramas) y de la cantidad de mezcla y aireación. [3] Por lo general, las pilas más grandes alcanzan temperaturas más altas y permanecen en una etapa termófila durante días o semanas. Este es el compostaje en caliente y es el método habitual para las instalaciones municipales y las operaciones agrícolas a gran escala.

El método Berkeley produce compost terminado en 18 días. Requiere el ensamblaje de al menos 1 metro cúbico (35 pies cúbicos) de material al principio y necesita ser removido cada dos días después de una fase inicial de cuatro días. [17] Estos procesos cortos implican algunos cambios con respecto a los métodos tradicionales, incluyendo tamaños de partículas más pequeños y más homogeneizados en los materiales de entrada, controlando la relación carbono-nitrógeno (C:N) a 30:1 o menos, y monitoreando cuidadosamente el nivel de humedad.

El compostaje en frío es un proceso más lento que puede tardar hasta un año en completarse. [18] Se produce a partir de pilas más pequeñas, incluidas muchas pilas de compost residencial que reciben pequeñas cantidades de desechos de cocina y jardín durante períodos prolongados. Las pilas de menos de un metro cúbico (35 pies cúbicos) tienden a no alcanzar ni mantener altas temperaturas. [19] No es necesario dar vuelta el material en el compostaje en frío, aunque existe el riesgo de que partes de la pila se vuelvan anaeróbicas a medida que se compactan o se encharcan.

Eliminación de patógenos

El compostaje puede destruir algunos patógenos y semillas , al alcanzar temperaturas superiores a 50 °C (122 °F). [20] Tratar con compost estabilizado, es decir, material compostado en el que los microorganismos han terminado de digerir la materia orgánica y la temperatura ha alcanzado entre 50 y 70 °C (122 y 158 °F), plantea muy poco riesgo, ya que estas temperaturas matan a los patógenos e incluso hacen que los ooquistes sean inviables. [21] La temperatura a la que muere un patógeno depende del patógeno, de cuánto tiempo se mantiene la temperatura (segundos a semanas) y del pH. [22]

Se ha descubierto que los productos de compost, como el té de compost y los extractos de compost, tienen un efecto inhibidor sobre Fusarium oxysporum , especies de Rhizoctonia y Pythium debaryanum , patógenos de plantas que pueden causar enfermedades en los cultivos. [23] Los tés de compost aireados son más efectivos que los extractos de compost. [23] La microbiota y las enzimas presentes en los extractos de compost también tienen un efecto supresor sobre los patógenos fúngicos de las plantas. [24] El compost es una buena fuente de agentes de biocontrol como B. subtilis , B. licheniformis y P. chrysogenum que combaten los patógenos de las plantas. [23] La esterilización del compost, el té de compost o los extractos de compost reduce el efecto de la supresión de patógenos. [23]

Enfermedades que se pueden contraer al manipular el compost

Al remover el compost que no ha pasado por fases donde se alcanzan temperaturas superiores a 50 °C (122 °F), se debe usar mascarilla y guantes para protegerse de enfermedades que se pueden contraer al manipular el compost, entre ellas: [25]

Los ovocitos se vuelven inviables a temperaturas superiores a 50 °C (122 °F). [21]

Beneficios ambientales

El compost agrega materia orgánica al suelo y aumenta el contenido de nutrientes y la biodiversidad de los microbios en el suelo. [26] El compostaje en el hogar reduce la cantidad de desechos verdes que se transportan a vertederos o instalaciones de compostaje. El menor volumen de materiales que recogen los camiones da como resultado menos viajes, lo que a su vez reduce las emisiones generales de la flota de gestión de residuos.

Materiales que se pueden compostar

Las fuentes potenciales de materiales compostables, o materias primas, incluyen los flujos de desechos residenciales, agrícolas y comerciales. Los desechos de alimentos o de jardín residenciales se pueden compostar en casa [27] o recolectar para incluirlos en una instalación de compostaje municipal a gran escala. En algunas regiones, también se podrían incluir en un proyecto de compostaje local o vecinal [28] [29]

Residuos sólidos orgánicos

Una gran pila de compost humea con el calor generado por microorganismos termófilos .

Las dos grandes categorías de residuos sólidos orgánicos son los verdes y los marrones. Los residuos verdes se consideran generalmente una fuente de nitrógeno e incluyen los residuos de alimentos pre y posconsumo , los recortes de césped, los restos de poda del jardín y las hojas frescas. [1] Los cadáveres de animales, los animales atropellados y los residuos de carnicería también se pueden convertir en abono, y se consideran fuentes de nitrógeno. [30]

Los desechos marrones son una fuente de carbono. Ejemplos típicos son la vegetación seca y el material leñoso, como hojas caídas, paja, virutas de madera, ramas, troncos, agujas de pino, aserrín y cenizas de madera, pero no las cenizas de carbón. [1] [31] Los productos derivados de la madera, como el papel y el cartón, también se consideran fuentes de carbono. [1]

Estiércol animal y lecho

En muchas granjas, los ingredientes básicos para el compostaje son el estiércol animal generado en la granja como fuente de nitrógeno y la cama como fuente de carbono. La paja y el aserrín son materiales comunes para la cama. También se utilizan materiales de cama no tradicionales, como periódicos y cartón picado. [1] La cantidad de estiércol que se composta en una granja ganadera suele estar determinada por los programas de limpieza, la disponibilidad de tierra y las condiciones climáticas. Cada tipo de estiércol tiene sus propias características físicas, químicas y biológicas. El estiércol de ganado vacuno y equino, cuando se mezcla con la cama, posee buenas cualidades para el compostaje. El estiércol de cerdo, que es muy húmedo y normalmente no se mezcla con el material de cama, debe mezclarse con paja o materias primas similares. El estiércol de aves de corral debe mezclarse con materiales con alto contenido de carbono y bajo contenido de nitrógeno. [32]

Excrementos humanos

Los excrementos humanos , a veces llamados "humanbos" en el contexto del compostaje, [33] [34] se pueden agregar como insumo al proceso de compostaje ya que son un material orgánico rico en nutrientes. El nitrógeno, que sirve como un componente básico para importantes aminoácidos vegetales, se encuentra en los desechos humanos sólidos. [35] [36] El fósforo, que ayuda a las plantas a convertir la luz solar en energía en forma de ATP, se puede encontrar en los desechos humanos líquidos. [37] [38]

Los desechos humanos sólidos pueden recolectarse directamente en inodoros de compostaje o indirectamente en forma de lodos de depuradora después de haber sido tratados en una planta de tratamiento de aguas residuales . Ambos procesos requieren un diseño capaz, ya que es necesario gestionar los posibles riesgos para la salud. En el caso del compostaje doméstico, puede haber una amplia gama de microorganismos, incluidas bacterias, virus y gusanos parásitos, en las heces, y un procesamiento inadecuado puede plantear importantes riesgos para la salud. [39] En el caso de grandes instalaciones de tratamiento de aguas residuales que recogen aguas residuales de una variedad de fuentes residenciales, comerciales e industriales, existen consideraciones adicionales. Los lodos de depuradora compostados, denominados biosólidos , pueden estar contaminados con una variedad de metales y compuestos farmacéuticos. [40] [41] El procesamiento insuficiente de los biosólidos también puede provocar problemas cuando el material se aplica a la tierra. [42]

La orina se puede colocar en pilas de compost o usarse directamente como fertilizante. [43] Agregar orina al compost puede aumentar las temperaturas, por lo que puede aumentar su capacidad para destruir patógenos y semillas no deseadas. A diferencia de las heces, la orina no atrae moscas que propagan enfermedades (como las moscas domésticas o las moscas azules ) y no contiene los patógenos más resistentes, como los huevos de gusanos parásitos . [44]

Restos de animales

Los cadáveres de animales pueden convertirse en abono como una opción de eliminación. Este material es rico en nitrógeno. [45]

Cuerpos humanos

El compostaje humano (también conocido como transformación del suelo [46] ) es un proceso para la disposición final de restos humanos en el que los microbios convierten un cuerpo fallecido en abono. También se denomina reducción orgánica natural (NOR) o terramación. [47]

Aunque la descomposición natural de cadáveres humanos en el suelo es una práctica de larga data, un proceso más rápido desarrollado a principios del siglo XXI por Katrina Spade implica envolver los cadáveres humanos en virutas de madera, paja y alfalfa hasta que los microbios termófilos descompongan el cuerpo. [48] De esta manera, la transformación puede acelerarse hasta tan solo 1 o 2 meses. [48] El proceso acelerado se basa en parte en técnicas desarrolladas para el compostaje de ganado. [48]

Aunque el compostaje humano era común antes de las prácticas funerarias modernas y en algunas tradiciones religiosas, la sociedad contemporánea ha tendido a favorecer otros métodos de disposición. Sin embargo, la atención cultural a preocupaciones como la sostenibilidad y el entierro respetuoso con el medio ambiente ha llevado a un resurgimiento del interés en el compostaje directo de cuerpos humanos. [48] Algunas comunidades religiosas y culturales han criticado esta práctica moderna de compostaje, aunque en muchos sentidos es un regreso a prácticas más tradicionales. El compostaje humano es legal en varios estados de EE. UU., y los entierros naturales sin ataúd o con un recipiente biodegradable son una práctica común en las tradiciones musulmana y judía y están permitidos en el Reino Unido, EE. UU. y muchos otros lugares del mundo. [49] [50]

Tecnologías de compostaje

Compostador de jardín

Compostaje a escala industrial

Compostaje en recipientes

El compostaje en recipientes generalmente describe un grupo de métodos que confinan los materiales de compostaje dentro de un edificio, contenedor o recipiente. [51] Los sistemas de compostaje en recipientes pueden consistir en tanques de metal o plástico o búnkeres de hormigón en los que se puede controlar el flujo de aire y la temperatura, utilizando los principios de un " biorreactor ". Generalmente, la circulación de aire se mide a través de tubos enterrados que permiten inyectar aire fresco bajo presión, y el escape se extrae a través de un biofiltro , y las condiciones de temperatura y humedad se monitorean utilizando sondas en la masa para permitir el mantenimiento de condiciones óptimas de descomposición aeróbica .

Esta técnica se utiliza generalmente para el procesamiento de residuos orgánicos a escala municipal , incluido el tratamiento final de los biosólidos de aguas residuales , hasta un estado estable con niveles seguros de patógenos, para su recuperación como enmienda del suelo. El compostaje en recipientes también puede referirse al compostaje en pilas estáticas aireadas con la adición de cubiertas removibles que encierran las pilas, como con el sistema de uso extensivo por parte de grupos de agricultores en Tailandia, apoyado por la Agencia Nacional de Desarrollo de Ciencia y Tecnología de ese país. [52] En los últimos años, se ha avanzado en el compostaje en recipientes a menor escala. Estos incluso pueden utilizar contenedores de basura comunes como recipiente. La ventaja de utilizar contenedores de basura es su costo relativamente bajo, su amplia disponibilidad, son muy móviles, a menudo no necesitan permisos de construcción y se pueden obtener alquilándolos o comprándolos.

Compostaje en pilas estáticas aireadas

El compostaje en pilas estáticas aireadas (ASP) se refiere a cualquiera de los diversos sistemas utilizados para biodegradar material orgánico sin manipulación física durante el compostaje primario . La mezcla se coloca generalmente en tuberías perforadas, lo que proporciona circulación de aire para una aireación controlada . Puede estar en hileras , abiertas o cubiertas, o en contenedores cerrados . En cuanto a la complejidad y el costo, los sistemas aireados son los más utilizados por las instalaciones de compostaje más grandes y gestionadas por profesionales, aunque la técnica puede variar desde sistemas muy pequeños y simples hasta instalaciones industriales muy grandes y de gran inversión. [53]

Las pilas estáticas aireadas ofrecen un control de proceso para una biodegradación rápida y funcionan bien en instalaciones que procesan materiales húmedos y grandes volúmenes de materias primas. Las instalaciones de ASP pueden ser operaciones de compostaje en hileras bajo techo o al aire libre, o compostaje en recipientes totalmente cerrados , a veces denominado compostaje en túnel.

Compostaje en hileras

Volteadora de hileras utilizada en pilas de maduración en una instalación de compostaje de biosólidos en Canadá.
Hileras de compostaje en maduración en una instalación de compostaje en recipientes .

En agricultura , el compostaje en hileras es la producción de compost apilando materia orgánica o desechos biodegradables , como estiércol animal y residuos de cultivos, en hileras largas .

Como el proceso es aeróbico, también se lo conoce como compostaje en hileras abiertas (OWC) o compostaje en hileras al aire libre (OAWC). [54]

Otros sistemas a nivel de hogar

Hügelkultur (jardines elevados o montículos)

Un lecho de hügelkultur casi terminado ; el lecho aún no tiene tierra.

La práctica de hacer lechos de jardín elevados o montículos llenos de madera podrida también se llama Hügelkultur en alemán. [55] [56] En efecto, consiste en crear un tronco nodriza cubierto con tierra.

Los beneficios de los huertos de Hügelkultur incluyen la retención de agua y el calentamiento del suelo. [55] [57] La ​​madera enterrada actúa como una esponja a medida que se descompone, capaz de capturar agua y almacenarla para su uso posterior por los cultivos plantados sobre el huerto. [55] [58]

Sanitarios de compostaje

Baño de compostaje en el Festival del Activismo 2010 en las montañas de las afueras de Jerusalén

Un inodoro de compostaje es un tipo de inodoro seco que trata los desechos humanos mediante un proceso biológico llamado compostaje. Este proceso conduce a la descomposición de la materia orgánica y convierte los desechos humanos en material similar al compost. El compostaje lo llevan a cabo microorganismos (principalmente bacterias y hongos ) en condiciones aeróbicas controladas. [59] La mayoría de los inodoros de compostaje no utilizan agua para la descarga y, por lo tanto, se denominan " inodoros secos ".

En muchos diseños de inodoros de compostaje, se agrega un aditivo de carbono como aserrín , fibra de coco o turba después de cada uso. Esta práctica crea bolsas de aire en los desechos humanos para promover la descomposición aeróbica. Esto también mejora la relación carbono-nitrógeno y reduce el olor potencial . La mayoría de los sistemas de inodoros de compostaje se basan en el compostaje mesófilo . Un mayor tiempo de retención en la cámara de compostaje también facilita la muerte de patógenos . El producto final también se puede trasladar a un sistema secundario, generalmente otro paso de compostaje, para permitir más tiempo para que el compostaje mesófilo reduzca aún más los patógenos.

Los sanitarios de compostaje, junto con el paso de compostaje secundario, producen un producto final similar al humus que se puede utilizar para enriquecer el suelo si las regulaciones locales lo permiten. Algunos sanitarios de compostaje tienen sistemas de desviación de orina en la taza del inodoro para recolectar la orina por separado y controlar el exceso de humedad. Un sanitario de vermifiltro es un sanitario de compostaje con agua de descarga en el que se utilizan lombrices de tierra para promover la descomposición en compost.
  • El vermicompost (también llamado humus de lombriz , estiércol de lombriz o heces de lombriz) es el producto final de la descomposición de la materia orgánica por parte de las lombrices de tierra. [60] Se ha demostrado que estos humus contienen niveles reducidos de contaminantes y una mayor saturación de nutrientes que los materiales orgánicos antes del vermicompostaje. [61]
  • Las larvas de la mosca soldado negra ( Hermetia illucens ) pueden consumir rápidamente grandes cantidades de material orgánico y pueden utilizarse para tratar los desechos humanos. El compost resultante aún contiene nutrientes y puede utilizarse para la producción de biogás o para el compostaje tradicional o el vermicompostaje [62] [63]
  • El bokashi es un proceso de fermentación más que de descomposición, por lo que conserva el contenido de energía, nutrientes y carbono de la materia prima. Debe haber suficiente cantidad de carbohidratos para que se complete la fermentación y, por lo tanto, el proceso se aplica normalmente a los desechos alimentarios, incluidos los elementos no compostables. Los carbohidratos se transforman en ácido láctico, que se disocia de forma natural para formar lactato, un portador de energía biológica. Por lo tanto, el resultado conservado es fácilmente consumido por los microbios del suelo y, a partir de ahí, por toda la red alimentaria del suelo, lo que genera un aumento significativo del carbono orgánico del suelo y la turbación. El proceso se completa en semanas y devuelve la acidez del suelo a la normalidad.
  • El co-compostaje es una técnica que procesa residuos sólidos orgánicos junto con otros materiales de entrada como lodos fecales deshidratados o lodos de depuradora . [10]
  • La digestión anaeróbica combinada con la clasificación mecánica de corrientes de residuos mixtos se utiliza cada vez más en los países desarrollados debido a las regulaciones que controlan la cantidad de materia orgánica permitida en los vertederos. El tratamiento de los residuos biodegradables antes de que entren en un vertedero reduce el calentamiento global causado por el metano fugitivo ; los residuos no tratados se descomponen anaeróbicamente en un vertedero, produciendo gas de vertedero que contiene metano, un potente gas de efecto invernadero . El metano producido en un digestor anaeróbico se puede utilizar como biogás . [64]

Usos

Agricultura y jardinería

Compost - detalle
Compost utilizado como fertilizante

En terrenos abiertos para el cultivo de trigo , maíz , soja y cultivos similares, el compost se puede esparcir por la superficie del suelo utilizando camiones esparcidores o esparcidores tirados por un tractor. Se espera que la capa esparcida sea muy delgada (aproximadamente 6 mm (0,24 pulgadas)) y se incorpore al suelo antes de la plantación. Las tasas de aplicación de 25 mm (0,98 pulgadas) o más no son inusuales cuando se intenta reconstruir suelos pobres o controlar la erosión. Debido al costo extremadamente alto del compost por unidad de nutrientes en los Estados Unidos, el uso en las granjas es relativamente raro ya que las tasas superiores a 4 toneladas/acre pueden no ser asequibles. Esto es resultado de un énfasis excesivo en el "reciclaje de materia orgánica" que en los "nutrientes sostenibles". En países como Alemania, donde la distribución y esparcimiento de compost están parcialmente subsidiadas en las tarifas originales por desechos, el compost se usa con más frecuencia en terrenos abiertos con la premisa de la "sostenibilidad" de los nutrientes. [65]

En la plasticultura , se cultivan fresas , tomates , pimientos , melones y otras frutas y verduras bajo plástico para controlar la temperatura, retener la humedad y controlar las malas hierbas. El compost se puede aplicar en bandas (en tiras a lo largo de las hileras) y se puede incorporar al suelo antes de hacer las camas y plantar, se puede aplicar al mismo tiempo que se construyen las camas y se coloca el plástico, o se puede utilizar como abono de superficie.

Muchos cultivos no se siembran directamente en el campo, sino que se inician en bandejas de semillas en un invernadero. Cuando las plántulas alcanzan una determinada etapa de crecimiento, se trasplantan al campo. El compost puede formar parte de la mezcla utilizada para cultivar las plántulas, pero normalmente no se utiliza como único sustrato de plantación. El cultivo en particular y la sensibilidad de las semillas a los nutrientes, las sales, etc. determinan la proporción de la mezcla, y la madurez es importante para garantizar que no se produzca privación de oxígeno o que no queden fitotoxinas persistentes. [66]

El compost se puede agregar al suelo, a la fibra de coco o a la turba , como un mejorador de la labranza , aportando humus y nutrientes. [67] Proporciona un medio de cultivo rico como material absorbente. Este material contiene humedad y minerales solubles, que proporcionan soporte y nutrientes . Aunque rara vez se utiliza solo, las plantas pueden prosperar a partir de un suelo mixto que incluye una mezcla de compost con otros aditivos como arena , gravilla, astillas de corteza, vermiculita , perlita o gránulos de arcilla para producir marga . El compost se puede labrar directamente en el suelo o en el medio de cultivo para aumentar el nivel de materia orgánica y la fertilidad general del suelo. El compost que está listo para usarse como aditivo es de color marrón oscuro o incluso negro con un olor terroso. [1] [67]

Generalmente, no se recomienda la siembra directa en compost debido a la velocidad con la que se puede secar, la posible presencia de fitotoxinas en el compost inmaduro que pueden inhibir la germinación, [68] [69] [70] y la posible fijación de nitrógeno por lignina descompuesta de forma incompleta. [71] Es muy común ver mezclas de 20–30% de compost utilizadas para trasplantar plántulas .

El compost se puede utilizar para aumentar la inmunidad de las plantas a enfermedades y plagas. [72]

Té de compost

El té de compost se compone de extractos de agua fermentada lixiviada de materiales compostados. [67] [73] Los composts pueden ser aireados o no aireados dependiendo de su proceso de fermentación . [74] Los tés de compost se producen generalmente agregando compost al agua en una proporción de 1:4–1:10, revolviendo ocasionalmente para liberar microbios . [74]

Existe un debate sobre los beneficios de airear la mezcla. [73] El té de compost no aireado es más barato y requiere menos mano de obra, pero hay estudios contradictorios sobre los riesgos de fitotoxicidad y el recrecimiento de patógenos humanos. [74] El té de compost aireado se prepara más rápido y genera más microbios, pero tiene potencial para el recrecimiento de patógenos humanos, en particular cuando se agregan nutrientes adicionales a la mezcla. [74]

Los estudios de campo han demostrado los beneficios de agregar tés de compost a los cultivos debido al aporte de materia orgánica, mayor disponibilidad de nutrientes y mayor actividad microbiana. [67] [73] También se ha demostrado que tienen un efecto supresor sobre los patógenos de las plantas [75] y las enfermedades transmitidas por el suelo. [74] La eficacia está influenciada por una serie de factores, como el proceso de preparación, el tipo de fuente, las condiciones del proceso de elaboración y el entorno de los cultivos. [74] Agregar nutrientes al té de compost puede ser beneficioso para la supresión de enfermedades, aunque puede desencadenar el recrecimiento de patógenos humanos como E. coli y Salmonella . [74]

Extracto de compost

Los extractos de compost son extractos no fermentados ni fermentados de contenidos de compost lixiviado disueltos en cualquier solvente. [74]

Venta comercial

El compost se vende en bolsas de mezcla para macetas en centros de jardinería y otros puntos de venta. [76] [67] Esto puede incluir materiales compostados como estiércol y turba, pero también es probable que contenga marga, fertilizantes, arena, gravilla, etc. Las variedades incluyen compost multiusos diseñados para la mayoría de los aspectos de la plantación, formulaciones de John Innes , [76] bolsas de cultivo, diseñadas para tener cultivos como tomates plantados directamente en ellas. También hay una gama de composts especializados disponibles, por ejemplo, para verduras, orquídeas, plantas de interior, cestas colgantes, rosas, plantas ericáceas, plántulas, macetas, etc. [77] [78]

Otro

El compost también se puede utilizar para la recuperación de tierras y arroyos, la construcción de humedales y la cobertura de vertederos . [79]

Las temperaturas generadas por el compost se pueden utilizar para calentar invernaderos , por ejemplo colocándolos alrededor de los bordes exteriores. [80]

Reglamento

Un contenedor de compost de cocina se utiliza para transportar elementos compostables a un contenedor de compost al aire libre.

En Europa existen directrices sobre procesos y productos que datan de principios de los años 1980 (Alemania, Países Bajos, Suiza) y, más recientemente, en el Reino Unido y los Estados Unidos. En ambos países, las asociaciones comerciales privadas dentro de la industria han establecido normas laxas, según algunos, como una medida provisional para disuadir a las agencias gubernamentales independientes de establecer normas más estrictas para los consumidores. [81] El compost también está regulado en Canadá [82] y Australia [83] .

Las directrices de la EPA de clase A y B en los Estados Unidos [84] se desarrollaron únicamente para gestionar el procesamiento y la reutilización beneficiosa de los lodos , también llamados ahora biosólidos , tras la prohibición de la EPA de EE. UU. del vertido al océano. Alrededor de 26 estados estadounidenses exigen ahora que los composts se procesen de acuerdo con estos protocolos federales para el control de patógenos y vectores , aunque la aplicación a materiales que no sean lodos no ha sido probada científicamente. Un ejemplo es que los composts de residuos verdes se utilizan en tasas mucho más altas de las que se esperaba que se aplicaran los composts de lodos. [85] También existen directrices del Reino Unido sobre la calidad del compost, [86] así como de Canadá, [87] Australia, [88] y varios estados europeos. [89]

En los Estados Unidos, algunos fabricantes de compost participan en un programa de pruebas ofrecido por una organización privada de cabildeo llamada el US Composting Council. El USCC fue creado originalmente en 1991 por Procter & Gamble para promover el compostaje de pañales desechables, siguiendo los mandatos estatales de prohibir los pañales en los vertederos, lo que causó un escándalo nacional. Finalmente, la idea de compostar pañales fue abandonada, en parte porque no se demostró científicamente que fuera posible, y principalmente porque el concepto era un truco de marketing en primer lugar. Después de esto, el énfasis del compostaje volvió al reciclaje de desechos orgánicos previamente destinados a los vertederos. No hay estándares de calidad genuinos en los Estados Unidos, pero el USCC vende un sello llamado "Sello de Garantía de Prueba" [90] (también llamado "STA"). Por una tarifa considerable, el solicitante puede mostrar el logotipo del USCC en los productos, acordando ofrecer voluntariamente a los clientes un análisis de laboratorio actual que incluye parámetros como nutrientes, tasa de respiración, contenido de sal, pH y otros indicadores limitados. [91]

Muchos países como Gales [92] [93] y algunas ciudades individuales como Seattle y San Francisco exigen que los residuos de alimentos y de jardín se clasifiquen para su compostaje ( Ordenanza obligatoria de San Francisco sobre reciclaje y compostaje ). [94] [95]

Estados Unidos es el único país occidental que no distingue entre el compost elaborado a partir de lodos y el compost verde, y por defecto el 50% de los estados de Estados Unidos esperan que el compost cumpla de algún modo con la norma federal EPA 503 promulgada en 1984 para productos de lodos. [96]

Existen preocupaciones sobre los riesgos para la salud relacionados con los niveles de PFAS (" químicos permanentes ") en el compost derivado de biosólidos provenientes de lodos de depuradora, y la EPA no ha establecido estándares de riesgo para la salud para esto. El Sierra Club recomienda que los jardineros domésticos eviten el uso de fertilizantes y compost a base de lodos de depuradora, en parte debido a los niveles potencialmente altos de PFAS. [97] La ​​iniciativa de la Hoja de Ruta Estratégica de PFAS de la EPA , que se extenderá de 2021 a 2024, considerará el ciclo de vida completo de los PFAS, incluidos los riesgos para la salud de los PFAS en los lodos de aguas residuales. [98]

Historia

Cesta de compost

El compostaje se remonta al menos al Imperio Romano temprano y se menciona ya en la obra De Agri Cultura de Catón el Viejo del año 160 a. C. [ 99] Tradicionalmente, el compostaje implicaba apilar materiales orgánicos hasta la siguiente temporada de siembra, momento en el que los materiales se habrían descompuesto lo suficiente como para estar listos para su uso en el suelo. Las metodologías para el compostaje orgánico formaban parte de los sistemas agrícolas tradicionales en todo el mundo.

El compostaje comenzó a modernizarse un poco en la década de 1920 en Europa como una herramienta para la agricultura orgánica . [100] La primera estación industrial para la transformación de materiales orgánicos urbanos en compost se instaló en Wels , Austria, en el año 1921. [101] Los primeros defensores del compostaje en la agricultura incluyen a Rudolf Steiner , fundador de un método de cultivo llamado biodinámica , y Annie Francé-Harrar , quien fue designada en nombre del gobierno en México y apoyó al país en 1950-1958 para establecer una gran organización de humus en la lucha contra la erosión y la degradación del suelo . [102] Sir Albert Howard , quien trabajó extensamente en la India en prácticas sustentables, [100] y Lady Eve Balfour también fueron grandes defensores del compostaje. El compostaje científico moderno fue importado a Estados Unidos por personas como JI Rodale , fundador de Rodale, Inc. Organic Gardening, y otros involucrados en el movimiento de agricultura orgánica. [100]

Véase también

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