El uso de la biotecnologia; microorganismos en el proceso de Compostaje.

1. Trabajo Biotecnologia Ambiental
Uso de microorganismos en los procesos de compostaje
Maestratantes:
Gilberto Antonio Pulgarin Marin
Docente:
Jorge William Arboleda.
UNIVERSIDAD DE MANIZALES FACULTAD DE CIENCIAS CONTABLES
ECONOMICAS Y ADMINISTRATIVAS
MAESTRIA EN DESARROLLO SOTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE
COHORTE 17 – 2016

2. INTRODUCCIÓN
El hombre es el único de los seres de la naturaleza que en su desarrollo no ha cerrado el
ciclo de vida y esto es generamos, producimos, utilizamos y nos alimentamos
contaminando en cada una de nuestras actividades, dejando entre otros cantidades de
desechos o residuos tanto orgánicos como inorgánicos, que bien es sabido no hemos
logrado devolver a la naturaleza y así evitar los perjuicios incalculables que entregamos al
medio ambiente, siendo los residuos sólidos orgánicos entre un 40 y 50% del total de
residuos que disponemos y que pueden ser reutilizados para nuestro beneficio. Es de ahí
que es imperante dar aprovechamiento a todos esos sobrantes (residuos sólidos
orgánicos-RSO) que tienen utilidad para el hombre y el medio ambiente, para tal fin, hoy
en día se cuenta con variedad de tipos de tratamiento de los RSO, que han sido
implementado a nivel Mundial donde se destacan países de la UE, Suecia, Finlandia,
Japón, también en nuestro continente tenemos ejemplos tales como Brasil y Chile quienes
presentan grandes avance en el tratamiento de los residuos en general y ya en nuestro
territorio, se cuenta también buenas experiencias que pueden servir para avanzar hacia
un manejo integral de los RSO a través de procesos de compostaje como metodología
para aprovechar estos materiales.
OBJETIVOS:
 Identificar los tipos de tratamiento de los residuos sólidos orgánicos-RSO
 Microorganismos usados en el proceso de compostaje
 Como la biotecnologia ayuda en el proceso de la transformación de los RSO
Para el aprovechamiento de los residuos sólidos orgánicos, existe diversidad de tipos de
tratamiento, todos y cada uno ofrecen ventajas y desaciertos en su operación y puesta en
marcha. No existen tecnologías perfectas, sin embargo; en la medida en que se
desarrollan los procesos de investigación es posible mejorar y avanzar en el manejo de
los RSO. El compostaje es una de esas herramientas y la calidad del compost está
directamente relacionada con el control del proceso para lo cual se debe hacer
seguimiento a los factores claves como la temperatura, la humedad y contaminantes
externos o cruzados para que los microorganismos actúen y el producto final pueda ser
usado como materia prima en los cultivos.
TIPOS DE RESIDUOS PRODUCIDO EN DIFERENTES SECTORES:
De acuerdo con la fuente de donde provienen los residuos sólidos orgánicos RSO, se
clasifican de la siguiente manera:
a. COMERCIALES: Son generados por las actividades comerciales y del sector de
servicios dentro del área urbana, frente a la producción de RSO, en este tipo se puede
decir que los restaurantes son lo que aportan mayor número de RSO.
b. CONSTRUCTIVOS: Son originados por las construcciones, las remodelaciones,
las excavaciones u otro tipo de actividad destinada a estos fines. Esta categoría incluye

3. los grandes volúmenes de escombros y los restos de materiales en cada obra, que en
ocasiones son depositados incorrectamente en lugares como cauces de ríos, generando
daños a estos ecosistemas.
c. DOMICILIARIOS: Son originados por la actividad doméstica, como residuos de
cocina, restos de alimentos, embalajes y otros. Se incluyen dentro de este grupo los
procedentes de residencias colectivas como albergues, hoteles, etc.
d. HOSPITALARIOS: Son aquellos desechos producidos en centros de salud,
generalmente contienen vectores patógenos de difícil control. El manejo de estos residuos
debe ser muy controlado y va desde la clasificación de los mismos, hasta la disposición
final de las cenizas pasando por el adecuado manejo de los incineradores y el correcto
traslado de los residuos seleccionados para este fin.
e. INDUSTRIALES: Son muy variados en dependencia del tipo de industria, pueden
ser metalúrgicos, químicos, entre otros; y se pueden presentar en diversas formas como
cenizas, lodos, plásticos y restos de minerales originales.
f. AGRÍCOLAS: Por lo variado de su composición pueden ser clasificados como
orgánicos o inorgánicos, puesto que mayormente son de origen animal o vegetal y son el
resultado de la actividad agrícola. En este grupo se incluyen los restos de fertilizantes
inorgánicos que se utilizan para los cultivos. Los residuos orgánicos de tipo agrícola son
frecuente reutilizados en múltiples proceso de aprovechamiento, así como para
alimentación de otros animales y producción de abonos orgánicos.
En cuanto al aprovechamiento de los residuos orgánicos en Colombia. De acuerdo a
Jaramillo y Zapata (2008). “La importancia del aprovechamiento de los residuos orgánicos
empieza a adquirir una mayor dimensión por el acelerado crecimiento urbanístico y la
necesidad de reutilizar materias primas desechadas. Los residuos sólidos orgánicos
urbanos constituyen cerca del 70% del volumen total de desechos generados, por tal
motivo es primordial buscar una salida integral que contribuya al manejo adecuado,
potenciando los productos finales de éstos procesos y minimizando una gran número de
impactos ambientales que conlleven a la sostenibilidad de los recursos naturales
(Jaramillo & Zapata Márquez, 2008)
Frente a unas de las alternativas de aprovechamiento por su fácil manejo, bajos costo en
la implementación y beneficios al medio ambiente, es la producción de compost, la cual
presenta grandes bondades, por corresponder a un proceso casi natural por la presencia
de los microorganismos implicados en él.
Como dice Bueno, M. (2007). La pila de compost, es realmente, una granja
microbiológica, en la que las bacterias representan el 80 al 90 % del billón de
microorganismos típicamente presentes. La temperatura es una variable importante en el
compost, pues en función de ella diferentes especies bacterianas serán más o menos
activas. Estas diversas especies microorganismos aerobios, facultativos y obligados,
pueden sucederse o coincidir con el tiempo; su procedencia puede ser a través de la
atmosfera, del agua, del suelo o de los mismos residuos.

4. Hay diversos métodos de compostaje exitosos, como pilas estáticas, camas estáticas,
aireadas o ventiladas, sistemas cerrados, compostaje en tambor o en tonel, etc.
DIFERENTES METODOS PARAEL MANEJO DE LOS RESIDUOS ORGÁNCOS:
Tal como como lo enunció en su momento Barry Comoner, en los cuatro principios
ambientales el primero dice “TODO ESTÁ RELACIONADO CON TODO LO DEMÁS”,
frente a lo cual Medellín (1998), interpreta que “La naturaleza es compleja y funciona a
través de un sinnúmero de ciclos interrelacionados que nutren toda su dinámica, le dan
estabilidad y hacen que todo sirva para algo. En la naturaleza no existe el concepto de
desecho, mientras que en los procesos industriales sí. Éstos son lineales, son impositivos,
no cumplen una función en los ciclos naturales, sino que los perturban y generan deterioro
y contaminación”.
Dado esta reflexión pueden utilizarse tanto para la reducción de los RSO y/o el
aprovechamiento de estos diferentes métodos, a saber:
1. INCINERACIÓN: Este es el tratamiento utilizando calor, que busca reducir los
RSO y demás, transformándolos en materiales sólidos, gaseosos y líquidos, que pueden
ser más manejables para su disposición final, pueden realizar una eliminación hasta del
90% de los volúmenes tratados. Para este se utilizan tal como lo describe SEDESOL
(2010) el “incinerador tal como lo indica se genera calor, lo que se conoce como “calor de
combustión”.
2. VERTEDERO DE RESIDUOS SOLIDOS (Relleno sanitario): Es la técnica de
disposición final de los residuos sólidos en el suelo o enterrados, en este tipo de
tratamiento se realizan una infraestructura con diseño de ingeniería que permite la
disposición final de los residuos sólidos, teniendo en cuenta su ubicación en sitios
adecuados, en donde se depositan los residuos sólidos incluyendo los orgánicos.
3. LOMBRICULTIVO: Es una biotecnología en la se cultiva la denominada lombriz
californiana, al cual es la herramienta de trabajo que se alimenta de todo tipo de materia
orgánica obteniendo como fruto de este trabajo humus, carne y harina de lombriz. A
través de esta se mejoran los sistemas de producción agrícola.
4. COMPOSTAJE: Como define Arroyave (1.999): “El compostaje es un
proceso natural y bioxidativo, en el que intervienen numerosos y variados
microorganismos aerobios que requieren una humedad adecuada y sustratos
orgánicos heterogéneos en estado sólido, implica el paso por una etapa termófila
dando al final como producto de los procesos de degradación de dióxido de
carbono, agua y minerales, como también una materia orgánica estable, libre de
patógenos y disponible para ser utilizada en la agricultura como abono
acondicionador de suelos sí que cause fenómenos adversos”.
PROCESOS DE COMPOSTAJE PARAEL MANEJO DE LOS RO:

5. Los efectos negativos que tiene hacer una mala disposición de los desechos orgánicos,
los altos costos económicos por esta mala disposición, gases de efecto invernadero
(metano, dióxido de carbono, malos olores) como los reclamos por las comunidades en el
aspecto paisajístico como las incomodidades antes mencionadas hace importante que
estas alternativas sean utilizadas para reducir esos problemas que cada vez crecen por la
cultura de consumo desmesurada de los nuevos pobladores.
El compostaje como metodología para la transformación de los RSO es una de las más
conocidas y desde hace más de 60 años se usa para el manejo de este tipo de
materiales. Como se mencionó anteriormente varios países incursionaron en este tipo de
procedimientos como Brasil, México y Ecuador. Para los años 60´se modernizaron y
comenzaron a instalar bandas que separaban y transportaban los residuos además del
uso de sustancias biológicas que permitían una mejor transformación. (Informe de la
Evaluación Regional de Manejos de los Residuos Sólidos Urbanos en América Latina y el
Caribe. 2010., BID,AIDIS, OMS).
En la actualidad Colombia produce unas 14 millones de toneladas al año de las cuales 5.5
millones son residuos orgánicos, que van a los 233 rellenos sanitarios y 176 botaderos
que se reportan en Colombia, al año 2011. Entendiendo que las poblaciones urbanas
están aumentando cada día más se hace necesario y urgente desarrollar proyectos a gran
escala que puedan dar parte de la solución al manejo de los RS, y en especial los RSO.
Un estudio realizado en 28 plantas a nivel nacional, el aprovechamiento de los residuos
sólidos orgánicos, se hace con tres métodos: compostaje (54%), lombricultura (15%) y
mixto en un (31%). Según el estudio el compostaje se hace 79 días, mínimo de 30 y
máximo de 180 días, formando pilas de un metro de altura y largos del tamaño del
espacio. En algunos casos utilizan bacterias para el proceso conocidas como EM. En
algunos casos los procesos no son eficientes y se reportan malos olores, CH4 y formación
de cantidades considerables de lixiviados, debido a su alto contenido de humedad (75% -
80%) a lo que se le suman las aguas lluvias generan poca oxigenación y olores con
azufre y además bajos rendimiento a la planta (Manuel de compostaje, 2014).
Las características del proceso de compostaje:
o El compostaje es una degradación aeróbica (en presencia de oxígeno) de materia
de material orgánico que por acción de microorganismos en condiciones
controladas de humedad y temperatura transforman el material. Estos
microorganismos transforman los residuos degradables en un producto “estable” e
higienizado, aplicable al suelo como abonos o sustrato (Yu et al, 2008).
o Proceso biológico en medio aeróbico, en el cual los sólidos orgánicos húmedos
son transformados en formas más estables llamados compost (Acodal, 2008).
o Según la NTC Norma Tecnica Colombinaa (2006), se define el compostaje como
el proceso biológico en presencia de oxígeno, más frecuente utilizado para la
transformación de la fracción orgánica (residuos de jardín, residuos sólidos
domésticos separados en la fuente) de los residuos domésticos a un material
único estable conocido como compost. (NTC, 2006).

6. o La FAO define el compostaje como la mezcla de material orgánico en
descomposición en condiciones aeróbicas que se emplea para mejorar la
estructura del suelo y le proporcionan nutrientes (Portal Terminológico de la FAO,
FAOTERM, 2014).
Beneficios del proceso de compostaje:
o Mejora las propiedades físicas del suelo: laboreas de manipulación del suelo,
aumento de la retención del agua, reduce el riesgo de la erosión, regla la
temperatura del suelo, reduce la evaporación del agua y regula la humedad.
o Mejora las propiedades químicas: aporta macronutrientes como N, P, K y
micronutrientes. Mejora la CIC capacidad de intercambio catiónico.
o Mejora la actividad biológica: aporta microorganismos como bacterias, hongos,
levaduras y todo tipo de organismos microscópicos benéficos al suelo.
o Aporte de carbono, ayudando al incremento de la micro, meso y macro fauna
del suelo.
o Reducción de los olores producto de la pudrición y la eliminación de vectores
como insectos y ratas.
Con el ingreso de 100 kg de residuos orgánicos se obtienen entre 30 y 40 kg de compost;
el resto se evapora (CO2) en el proceso y también es utilizado por los microorganismos
para la transformación. Durante el proceso, como consecuencia de la oxidación del
carbono CO2, se produce energía en forma de calor. Esta queda en la masa de residuos
calentándola a unos 75 °C en las partes internas de las pilas. En este proceso se dan
varias etapas:
- Preparación: es la selección del material orgánico para conformar las pilas
teniendo en cuenta su contenido de carbono y de nitrógeno. Definir los tamaños y
cortes adecuados. La humedad se puede controlar con materiales orgánicos que
tengan alto contenido de carbono como aserrín, paja o madera. El tamaño debe
estar entre 1 a 10 cm.
- Descomposición mesofila: Organismos que trabajan a 40 °C. Descomposición
de azucares y aminoácidos. La temperatura sube y se producen los ácidos
orgánicos hacen bajar el pH.
- Descomposición Termofila: temperaturas superiores a 40 °C y puede subir hasta
60 – 65°C. Los microorganismos transforman el Nitrógeno (N), en Amónico (NH3),
logrando pH alcalino. En este momento desaparecen los organismos termófilos
que dan paso las bacterias esporígenas y actinomicetos, que tienen la capacidad
para descomponer sustancias orgánicas como las ceras, proteínas y hemicelulosa.
- Descomposición mesofila de enfriamiento: la temperatura empieza a
descender por debajo de los 60°C y aparecen los hongos termófilos que invaden el
sustrato y descomponer la celulosa que quedo en las pilas.
- Maduración: se requiere de uno a 2 meses donde el compost estabiliza su
temperatura. Hay procesos de estabilización, condensación y polimerización del
humus; baja el consumo del oxígeno y la fitotoxicidad debería estar controlada.

7. - Afinación: se realiza para mejorar y homogenizar el tamaño de las partículas. Se
hacen análisis de laboratorio para ver la calidad y estado del material.
Figura Nro. 2. Etapas del proceso de Compostaje:
Fuente: http://www.tecflexac.com.mx/composta.php
Las diferentes etapas se pueden ver en la figura Nro. 2 donde se observa la temperatura
su comportamiento a lo largo del proceso, los cambios de pH y los microorganismos que
aparecen en cada una de ellas.
Por otro lado también se pueden clasificar de la siguiente manera: “la clasificación de los
sistemas se basa en el grado de mecanización del método de compostaje y se expresa
como una amplia división en dos grandes grupos como son, pila (abierto) y mecánicos o
cerrados, con un considerable solapamiento entre ellos. Los nombres se explican por sí
mismos, aunque cabe señalar que los sistemas de pila pueden ser mecanizados en gran
medida e incluso pueden ser parcialmente cerrados. Los sistemas de pila se subdividen e
en “estáticos” y “volteados”. (Díaz, 2010).
Imágenes de plantas de compostaje abiertas. Volteo mecanizado. (1. Desechos
vegetales; 2. Volteo y evidencia de vapor de agua y temperatura; 3. Pilas de compost en
última etapa; 4. Procesos en campos abiertos con tractor).
Fuente: https://www.google.com.co.compostaje
Por otro lado la evolución del proceso de compostaje en plantas cerradas ha sido un gran
avance y reduce los tiempos de transformación como la calidad de los productos finales.
Esto ha favorecido el uso de compostaje para la transformación del material orgánico que
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8. es considerado una basura para ser convertido a una materia prima que trae muchos
beneficios al suelo. Estas plantas se ven mucho en Europa con grandes inversiones,
seguro por la consciencia creada del beneficio que trae consigo estas metodologías de
transformación.
Imágenes de plantas de compostaje con sistemas cerrados: (1. Sistemas de túneles; 2.
Compartimientos cerrados; 3. Tubos cilíndricos cerrados para compostar; 4. Planta en
España de compostaje con procesos cerrados).
Fuente: https://www.google.com.co/ cerrados+compostaje.
USO DE MIRCOORGANISMOS EN EL PROCESO DE COMOSTAJE:
El uso de microorganismos tiene diferentes áreas de aplicación. Dentro de las más
comunes, tenemos:
1. Acondicionamiento y mejoramiento de suelos
2. Semilleros, transplante y siembra directa
3. Sanidad de las plantas y de la prodcción pecuaria
4. Manejo de residuos orgánicos
5. Tratamiento de efluentes
En el manejo de los resiudos solidos el uso de microorganismos se da por una tecnologia
llamada; tecnología EM (Microorganismos Eficientes) la cual fue desarrollada por Teuro
Higa de la Universidad de Ryukyus, Japon quien con varios estudios demostró que la
incorporación de este producto el cual lleva en su interior (levadoras, bacterias acido
lácticas, bacterias solubilizadoras de fosforo y otros organismos) que los compost salían
de mejor calidad y en menor tiempo. Demostró además; que estos organismos benéficos
de origen natural al ponerse en contacto con el material orgánico secreta sustancias útiles
que ayudan a la transformación y utilización de este compost en los cultivos con mayor
eficiencia. Para este investigador salían dos procesos similares; pero que tenían unas
pequeñas variaciones: el compost que era un proceso más largo y con un material mucho
más maduro y el bocashi, este de menor tiempo de compostaje y con un material en
proceso de transformación pero sin daño para las plantas.
METODOLOGIADEL USO DE LOS MICROORGANISMOS:
Estos microorganismos son utilizados en los residuos provenientes de las cosechas o de
la transformación en los procesos agricolas. Tods pueden ser transformados en un abono
fértil con la ayuda de esta biotecnologia que ayuda al mejoramiento de la transformación
de ese material organico. El uso se puede dar en dos vias: 1, un proceso más largo como
es el compostaje y el otro 2, como bocashi, más corto con otros beneficios.
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9. MODO DE SUSAR LOS EM:
 Por cada ton/de material orgánico usar un litro de EM en 18 litros de agua.
 Si se desea mejorar el compost aducionar yeso o cal para retener el nitrogeno.
 Los estiercoles no deben sobrepasar mas del 40%
 En caso de tener particulas muy grandes, proceder a triturar y luego aplicar más
microorganismos para lograr e contacto del 100% de los organismos a las
particualas del compost.
 Contar con el manejo de la temparatura y despues de terminar el proceso aplicar el
compost directamente sobre los cultivos.
 Cada cultivonecesitaunarecomendación diferente que depende de los requerimietos y
extracción de nutrientes.
BENEFICIOS DEL USO DE ESTAS BIOTECLOGIAS:
 Acelarar el proceso de transformación de los RS en un tiempo de 2 a 3 semanas
 Aumentar la disposición de los nutrientes presentes en los resiudos organicos.
 Acelerar la prodccuón de humus
 Enriquecer el material orgánico con más microorganismos
 Reducción de costos
 Procesos que no tiene presencia de insectos y de malos olores
 Reducción de tranasportes y contaminación de otras áreas.
RECOMEDNACIONES:
 Estudiar más el impacto de los mircoorganismos introducidos a un sistema como
el compostaje
 Analizar el comportamiento del compost aplicado en los cultivos con el uso de esta
tecnologia
 Tener estudios en otras áreas.
FEUNTES:
1. Jaramillo, G., & Zapata Márquez, L. M. (2008). Uniciencia. Recuperado el 20 de 11
de 2015, disponible.
2. Bueno, M. (2007) como hacer un buen compost. Ediciones la fertilidad en la tierra.
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3. Sistema Nacional de Planeación. 2016.
4. EPA. Estudio de RSO. 2011.
5. S. YU, O.G. CLARK, J.J. LEONARD. Estimation of vertical air flow in passively
aerated compost in a cylindrical bioreactor. Canadian Biosystems Engineering. Vol
50. 2008.
6. ACODAL. Curso – Taller Internacional de Aprovechamiento de RS biodegradables
urbanos y agroindustriales, con énfasis en Compostaje y Lombricultura – Agosto
de 2012.
7. Norma Técnica Colombiana. NTC. 2006.

10. 8. Portal Terminológico de la FAO, FAOTERM. 2014.
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11. www.google.com.co.compostaje
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13. http://www.eltiempo.com/vida/ciencia/departamentos-que-mas-generan-basura-en-
colombia. 2016.
14. Manejo integrado de residuos sólidos orgánicos. Modulo Nro. 1. Maestría
Desarrollo Sostenible. UDM. 2017.
15. http://www.epa.gov/osw/nonhaz/municipal/index.htm.
16. BANCO INTERAMERICANO DE DESARROLLO –BID–, ASOCIACIÓN
INTERAMERICANA DE INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL–AIDIS– Y
ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD –OMS. Informe de la Evaluación
Regional del Manejo Regional de Sólidos Urbanos en América Latina y el Caribe.
2010.
17. Municipales. Quito, Ecuador: Editorial Ecuador.
18. https://www.google.com.co/ cerrados+compostaje+en+plantas+cerrada
19. http://uniciencia.ambientalex.info/infoCT/Aprressolorgco.pdf
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21. www.ugr.es/~cjl/compost.pdf
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24. http://www.em.la.com/agricultura.php?idioma=1#Manejo%20de%20residuos%20or
gánicos
FIGURAS:
1. Figura Nro. 1. U.S. EPA 2008, "Residuos sólidos urbanos en los Estados Unidos:
Hechos y cifras de 2008"
2. Figura Nro. 2. Etapas del proceso de Compostaje: