Clase sobre Compostaje Residuos Agroindustriales (05 de marzo de 2024)

1. Compostaje de Residuos Orgánicos
Agroindustriales
Germán Tortosa Muñoz
Dpto. Microbiología del Suelo y la Planta
Estación Experimental del Zaidín (EEZ-CSIC)
http://www.compostandociencia.com
compostandociencia@gmail.com
Twitter: @germantortosa
Granada, 05 de marzo de 2024
LX Curso Internacional de Fertilidad de Suelos y Biología
Vegetal

2. Introducción
Desertificación y cambio climático

3. La materia orgánica del suelo
Factor limitante de la fertilidad
Mejora propiedades físicas:
• Estabilidad estructural (acción cementante)
• Mejora la porosidad
• Control de la temperatura y radiación
• Color
• Consistencia
• Densidad aparente
• Almacenamiento de agua (retención hídrica)
• Textura (complejos arcillo-húmicos)

4. La materia orgánica del suelo
Factor limitante de la fertilidad
Mejora propiedades físicas:
• Estabilidad estructural (acción cementante)
• Mejora la porosidad
• Control de la temperatura y radiación
• Color
• Consistencia
• Densidad aparente
• Almacenamiento de agua (retención hídrica)
• Textura (complejos arcillo-húmicos)

5. La materia orgánica del suelo
Factor limitante de la fertilidad
Mejora propiedades químicas:
• Capacidad de cambio iónico
• Complejo adsorbente de nutrientes
• Fuente de nutrientes y disponibilidad
• Capacidad tamponante
• Procesos redox

7. La materia orgánica del suelo
Factor limitante de la fertilidad
Mejora propiedades biológicas:
• Soporte de la vida del suelo
• Fomento de la biodiversidad
• Parte biológicamente no activa de la materia orgánica
• Sustancias húmica (humus)
• Parte biológicamente activa de la materia orgánica
• Organismos de suelo y cadena trófica
• Microorganismos promotores del crecimiento vegetal (PGPR):
Fijación de nitrógeno, solubilización de P, siderórofos, etc.

9. Residuos orgánicos
Sociedad de consumo:
• Economía circular vs lineal
• Crecimiento demográfico
• Desarrollo industrial
• Producción de residuos (orgánicos
e inorgánicos)
• Degradación del entorno natural

10. Residuos orgánicos
Tipos
• Sector primario: agrícolas, ganaderos, forestales, etc.
• Sector secundario: industriales, agroindustriales, textiles, etc.
• Sector terciario: Residuos urbanos, lodos de depuradora, biorresiduos,
etc.

11. Residuos orgánicos
- Ley 7/2022, de 8 de abril, de residuos y suelos contaminados para una economía
circular:
- Biorresiduo: «residuo biodegradable de jardines y parques, residuos
alimenticios y de cocina procedentes de hogares, restaurantes, servicios de
restauración colectiva y establecimientos de venta al por menor; así como,
residuos comparables procedentes de plantas de procesado de alimentos»
- Compost: «enmienda orgánica obtenida a partir del tratamiento biológico
aerobio y termófilo de residuos biodegradables recogidos separadamente
(FORS). No se considerará compost el material orgánico obtenido de las
plantas de tratamiento mecánico biológico de residuos mezclados (FORM),
que se denominará material bioestabilizado»

13. ¿Solución para dos problemas?
Residuos orgánicos:
• Gran impacto ambiental
• Gran volumen de producción temporal
• Fuente de materia orgánica para suelos
• Necesidad de tratamiento:
Compostaje, vermicompostaje, digestión anaerobia, etc

15. ¿Qué es el compostaje?

16. ¿Qué es el compostaje?
La adaptación, en condiciones controladas,
del proceso natural de descomposición de
la materia orgánica
- Sencillo y tecnológicamente asequible
- Proceso microbiológico
- Temperatura, factor selectivo de
microorganismos (eliminación de patógenos)
- Aeróbico (proceso bioxidativo)
- Liberación de vapor de agua, CO2 y nutrientes
- Producto estable con características húmicas
llamado COMPOST

17. Origen del compostaje
El compostaje es una práctica
milenaria
- Difícil atribuirlo a una persona o sociedad
- Asociado inicialmente a la agricultura
- Época del Neolítico (12.000 años)
- Primeras evidencias apuntan al
Imperio Acadio (Mesopotamia, XXIV
A.C.).
- Evidencias romanas, griegas y tribus de
Israel:
- Marcus Cato (agricultor y científico)
- Lucius Junio Moderatus Columea
(año 42) en sus “Doce libros de la agricultura“
- Biblia y Talmud (III A.C.-V D.C.)
- Escritores árabes del siglo X-XII
- Textos medievales y del Renacimiento

18. Origen del compostaje
Ibn aI Awam (XI), Moses Maimonides
(1135-1204), Miquel Agustí (XVII), Olivier
de Serres (1600), Francis Bacon (1620),
Emile Zola (1873), Victor Hugo (1862),
Mahatma Gandhi (1869-1948),
Shakespeare (1606) en Hamlet.
COMPOST, del francés compost, siglo
XIII, abono orgánico “formado por mezcla
de estiércol y otras materias en
descomposición (detritus)”.
Los caballeros templarios españoles del
siglo XIII hacen una descripción muy
detallada de las técnicas del compostaje.

19. Origen del compostaje
Cleopatra George Washington, “el primer
Thea Philopator (50 AC) compostador de América”

20. Origen del compostaje
Barón Justus von Liebig (1803-
1873)
Pionero en Química Orgánica y
Agrícola. Ley del Mínimo.
Sir Albert Howard (1873-1947).
Hizo la primera aproximación
científica del compostaje.
En 1940 publica “An Agricultural
Testament“, con el que se inició el
movimiento de agricultura ecológica...

21. Origen del compostaje

22. Origen del compostaje
https://youtu.be/Ce7IVl-glaQ

23. Factores que influyen
1- Sustrato o matriz
- Tamaño de partícula
- Estructura física
- Porosidad
- Mayor o menor biodegradabilidad
- Máxima superficie disponible al
ataque microbiano

24. Factores que influyen

25. Factores que influyen

26. Factores que influyen
2- Humedad
- Proceso biológico
(25-45%)
- Exceso: anoxia y mal olor
- Defecto: se ralentiza el
proceso

27. Factores que influyen

28. Factores que influyen
3- pH
- Factor selectivo microbiano
- Rango óptimo 5,5-8
• pH>7,5: se produce pérdida
de nitrógeno. Volatilización en
forma de amoníaco
• pH 7-8: valores de maduración

29. Factores que influyen
4- Aireación
- Proceso aerobio
(anaerobiosis=mal olor)
- Microorganismos aeróbicos
- Volteos mecánicos o ventilación
- Rango óptimo: 15-20% oxígeno
- Control del proceso y activación

30. Factores que influyen
5- Temperatura
- Factor selectivo de la
microbiología
- Cuatro fases:
Mesófila (T.amb. -45º C)
Termófila (45-70º C)
Enfriamiento (70-45º C)
Maduración (45º - T.amb.)
- Higienización (elimina
parásitos y patógenos)

31. Factores que influyen
5- Temperatura
- Factor selectivo de la
microbiología
- Cuatro fases:
Mesófila (T.amb. -45º C)
Termófila (45-70º C)
Enfriamiento (70-45º C)
Maduración (45º - T.amb.)
- Higienización (elimina
parásitos y patógenos)

32. Cortesía de

33. Factores que influyen
6- Relación
carbono-nitrógeno (C:N)
Inicio del proceso:
25-30:1
Fin del proceso:
<15:1

35. ¿Cómo podemos compostar?
Dependerá de varios factores:
-Necesidades de materia orgánica
-Instalaciones disponibles
-Condiciones climáticas
-Cantidad de residuos a compostar
-Requerimientos básicos:
- Mantener la humedad
- Manejo de los residuos y pilas
- Aireación y volteo
¿Gestor de residuos, productor de abonos o yo en mi casa?

36. ¿Cómo podemos compostar?
-El compostaje es una metodología fácil y asequible (¿?).
-El compostaje puede realizarse con diferentes
tecnologías.
-Existen sistemas pequeños como los del compostaje
doméstico y comunitario, o sistemas grandes e
industrializados, como los de las plantas de tratamiento
de residuos urbanos.
- Los sistemas de compostaje se clasifican
genéricamente en función de los siguientes factores:

37. ¿Cómo podemos compostar?
En función de:
- Estructura: Abierto (al aire libre) o cerrado (dentro de un recipiente o reactor)
- Homogeneización: Estáticos (las pilas no se voltean) o dinámicos (las pilas se
voltean de forma frecuente)
- Aireación: Por volteos mecánicos (un mecanismo lo hace) o por ventilación
forzada (insuflar aire)
- Llenado: Continuos (incorporación ilimitada en el tiempo) o discontinuos (hasta
completar un volumen definido en función de las dimensiones del sistema)
- Dimensiones: Horizontales o verticales
¿Lo más habitual?
Los sistemas MIXTOS…

38. ¿Cómo podemos compostar?
-En función de su estructura:
Abierto (al aire libre)
Cerrado (dentro de un recipiente o reactor)

39. ¿Cómo podemos compostar?
-En función de su estructura:
Abierto (al aire libre)
Cerrado (dentro de un recipiente o reactor)

40. ¿Cómo podemos compostar?
-En función de su homogeneización:
Estáticos (las pilas no se voltean)
Dinámicos (las pilas se voltean de forma frecuente)

41. ¿Cómo podemos compostar?

42. ¿Cómo podemos compostar?
-En función de su aireación:
Por volteos mecánicos (un mecanismo lo hace)
Por ventilación forzada (insuflar aire)

44. -En función de su aireación:
Por volteos mecánicos (un mecanismo lo hace)
Por ventilación forzada (insuflar aire)

45. -En función de su aireación:
Por volteos mecánicos (un mecanismo lo hace)
Por ventilación forzada (insuflar aire)

48. -En función de su homogeneización:
Estáticos (las pilas no se voltean)
Dinámicos (las pilas se voltean de forma frecuente)

50. Compostaje a pequeña escala

51. Compostaje a pequeña escala

52. Compostaje a pequeña escala

53. Criterios de calidad
1- Estabilidad y madurez
-Presencia de compuestos fácilmente degradables
-Actividad microbiana (consumo de O2, emisión de CO2, etc.)
-Pérdida del potencial fitotóxico
2- Higienización
-Presencia de microorganismos patógenos:
Salmonella (ausente en 25 gr de compost)
E. coli (< 1000 NMP por gr de compost)
3- Presencia de productos tóxicos e impurezas
-Materiales iniciales de partida (impropios)
-Contenido en metales pesados
Clase A (Uso para agricultura)
Clase B
Clase C
4- Contenido en materia orgánica, sustancias húmicas y nutrientes
Real Decreto 999/2017, de 24 de noviembre, sobre productos fertilizantes (y
posteriores modificaciones

54. Criterios de calidad
Real Decreto 999/2017, de 24 de noviembre, sobre productos fertilizantes (y
posteriores modificaciones

55. Criterios de calidad
Real Decreto 999/2017, de 24 de noviembre, sobre productos fertilizantes (y
posteriores modificaciones

56. Criterios de calidad
Real Decreto 999/2017, de 24 de noviembre, sobre productos fertilizantes (y
posteriores modificaciones

57. ¿Qué podemos compostar?
5- Temperatura
- Factor selectivo de la
microbiología
- Cuatro fases:
Mesófila (T.amb. -45º C)
Termófila (45-70º C)
Enfriamiento (70-45º C)
Maduración (45º - T.amb.)
- Higienización (elimina
parásitos y patógenos)

58. ¿Qué podemos compostar?
Cualquier material orgánico se
puede compostar:
Estiércoles, restos de madera, tallos
cebada, hojas, serrín, paja, posos de
café, aceite de cocina, restos de
comida, restos de carne y lácteos,
residuos agroindustriales, lodos,
purines, cáscara de arroz, cama de
ganado, leguminosas, cartón,
restos de cultivos, etc.

59. Caso práctico: Preparación de mezclas para compostar

60. Decálogo del compostaje
1-¿Qué es el compostaje? Proceso biológico de degradación de la MO
2- La importancia de los microorganismos
3- La temperatura, el mejor indicador que el proceso va bien
4- Control de la humedad es fundamental
5- ¿Qué podemos compostar? Todo lo orgánico...
6- Elaboración de mezclas: relación C/N y otros aspectos nutricionales
7- Propiedades físicas de las pilas de compostaje
8- ¿Cómo podemos compostar? Sistemas abiertos y cerrados, estáticos y dinámicos, ...
9- Oxigenación y volteo de las pilas
10- La paciencia en la madre de todas las ciencias (inluida la del compostaje)
http://www.compostandociencia.com/2016/03/como-hacer-composts

61. La ciencia del compost

62. Usos del compost

63. Uso agrícola del compost
Forma de aplicación
- Como fertilizante (de liberación lenta)
- Como enmienda
Tipo de aplicación
- Enmienda sólida
- Enmienda líquida
Aplicación foliar
Abono órgano-mineral
Abono húmico
Té de compost
Dosis:
- En función del contenido en nitrógeno (1,5-2%)
- Legislación zonas vulnerables contaminación por nitratos
- Aplicación máxima: 170 kg de nitrógeno por hectárea y año de cultivo
- De aplicación a los estiércoles (alto contenido en amonio y nitrato)
- ¿De aplicación a los compost?
Nitrógeno orgánico y liberación lenta
Aplicación de compost (1,5-2% de N): 8500 kg de compost por hectárea
Dosis de plantas: 400 árboles, 21 kg de compost
¿Incongruencia? Dosis de 20, 100 y 200 kg/h de compost

64. Conclusiones
VENTAJAS
- Excelente abono y/o enmienda orgánica
Materia orgánica estabilizada
Ausencia de patógenos
Fuente de sustancias húmicas
- Fácil de hacer y barato
- Abono de liberación lenta
- Versátil:
Uso sólido y líquido
Base para otros abonos
INCONVENIENTES
- Contenido en nitrógeno bajo (fundamentalmente orgánico)
- No puede competir contra un nitrato o un amonio de síntesis
- Suplemento y/o enriquecimiento en nitrógeno
Tortosa y col. (2018). Agronomy, 8, 82. DOI:10.3390/agronomy8060082www

65. ¿Fuentes de nitrógeno orgánico?

66. ¿Fuentes de nitrógeno orgánico?
- Nitrógeno orgánico: proteínas vegetales y animales, microalgas, etc.
- Nitrógeno capturado o retenido: pérdidas de N en el compostaje, nitrificación, desnitrificación, ...
- Nitrógeno de origen biológico: Fijadores de nitrógeno, rizobios, PGPRs, etc.

67. Compost + nodulación

68. Compost + nodulación

69. Compost + fijación de nitrógeno

70. Otros usos del compost

71. Otros usos del compost

72. Otros usos del compost

73. Otros usos del compost

74. Otros usos del compost
https://youtu.be/nRaIxMA1U2g

75. Otros usos del compost

76. Otros usos del compost
Proyecto ENERGYCOMPO
http://www.compostandociencia.com/energycompo-ii/

77. Otros usos del compost

78. Otros usos del compost

79. Otros usos del compost

80. Otros usos del compost
https://youtu.be/-Igm5j8KwPE

81. Conclusiones sobre el uso del compost
VENTAJAS
- Excelente abono y/o enmienda orgánica
Materia orgánica estabilizada
Ausencia de patógenos
Fuente de sustancias húmicas
- Fácil de hacer y barato
- Abono de liberación lenta
- Versátil:
Uso sólido y líquido
Base para otros abonos y/o bioestumulantes
INCONVENIENTES
- Contenido en nitrógeno bajo (fundamentalmente orgánico)
- No puede competir contra un nitrato o un amonio de síntesis
- Suplemento y/o enriquecimiento en nitrógeno

82. Acertijo
¿Qué es lo que aparentemente no tiene vida,
pero puede crecer;
no tiene pulmones, pero necesita aire;
no tiene boca, pero puede morir si no bebe?

83. Acertijo
¡Una pila de
compost!

84. http://www.compostandociencia.com
Email:compostandociencia@gmail.com
Twitter: @germantortosa
¡Muchas gracias por vuestra atención!