Por Mundoagro.cl el 6 noviembre, 2017

Desechos que suman

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desechos

La vida en la tierra depende del ciclo de carbono y de otros nutrientes, como del nitrógeno, los cuales ocurren en el suelo, el agua y la atmósfera. Todos los seres vivos requieren de carbono, en diferentes formas, como fuente de energía y de alimento, mientras los ecosistemas dependen de la disponibilidad de recursos orgánicos e inorgánicos como materia prima para mantener los organismos vivos. Los materiales orgánicos se descomponen y se humifican para acumular materia orgánica en los suelos, por lo que la mineralización y humificación representan los procesos más importantes en el ciclo del carbono del suelo.

Durante la descomposición de los materiales orgánicos, el carbono, nitrógeno, fósforo, y otros elementos se hacen disponibles para las plantas, animales y microorganismos y se incorporan en el suelo importantes cantidades de materia orgánica.

Además de la continua entrega de carbono y nutrientes, la materia orgánica (MO) representa enormes ventajas para las diferentes propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo. Por ejemplo, mejora la estructura del suelo aumentando la capacidad de retención de agua y aumenta la porosidad y aireación necesarias para las condiciones de vida de los organismos aeróbicos en los suelos.

La actividad humana afecta el equilibrio natural del ciclo del carbono en el suelo y en el agua. Actividades antropogénicas como el uso intensivo del suelo, la cosecha de material vegetal, forrajes, cría intensiva de animales y otras aplicaciones, degradan los suelos y afectan los ciclos naturales de los nutrientes, provocando un aumento de las concentraciones de CO2 atmosférico y otros gases de efecto invernadero. Por otra parte, los residuos resultantes de estas actividades terminan como “residuos orgánicos”.

De residuos a recursos esencial  

Bioresiduos (bio-waste), según la definición de la Directiva Marco de Residuos (WFD 2008/98 / CE), incluye residuos de alimentos, hogares y restaurantes, catering, minoristas, jardín y parques, residuos orgánicos industriales procedentes de los alimentos y plantas de procesamiento. Su composición es variada según diversos factores culturales, económicos y sociales.

En Latinoamérica, Chile incluido, no se habla únicamente de bioresiduos sino de residuos orgánicos en general, y del reciclaje de los mismos para producir enmiendas o abonos orgánicos, biogás o bioenergía. A diferencia de Europa, en nuestros países los residuos orgánicos representan más del 70% del total de los residuos domiciliarios, y en algunos países el 100% de este material es vertido en rellenos sanitarios.

La disposición en vertederos o rellenos conduce a desviar el carbono y los nutrientes presentes en todos estos materiales, ubicándolos lejos de los ecosistemas donde fueron producidos y haciendo que su reutilización no sea posible. Además, cuando se entierran los residuos orgánicos, se genera una descomposición anaeróbica incontrolada que lleva a la producción de gases de efecto invernadero como metano (CH4) y óxido nitroso (N2O).

Es paradójico que en países donde día a día se pierden suelos por efecto de malas prácticas agrícolas y erosión, sea también donde menos se empleen sistemas de separación y aprovechamiento de los residuos orgánicos para generar abonos, haciendo circular el C que tanto se necesita para construir materia orgánica y mantener la producción agrícola.

Residuos orgánicos en la economía circular

En una economía circular, los residuos orgánicos no se depositan en vertederos sino que constituyen un importante recurso, que tiene un valor económico, para producir mejoradores orgánicos del suelo, fertilizantes, gas, energía y subproductos basados en C orgánico. El carbono y otros nutrientes presentes en los residuos orgánicos se concentran para producir fertilizantes orgánicos, mejoradores del suelo y medios de cultivo, o bien son extraídos, modificados o transformados en una gama de diferentes productos que pueden reemplazar los obtenidos a partir de combustibles fósiles como fertilizantes minerales, turba y los mismos combustibles. Después del uso, los residuos orgánicos pueden fluir hacia los ecosistemas, cerrando así los ciclos del carbono y los nutrientes.

Compost  

El compostaje es el proceso biológico que se lleva a cabo en condiciones aeróbicas, en el cual la materia orgánica presente en los residuos vegetales o animales se descompone produciendo CO2, agua, energía en forma de calor, nutrientes mineralizados y biomasa microbiana.

Luego de un tiempo, la temperatura cae, entrando en la etapa mesofílica y el proceso se estabiliza; es decir, los organismos que producían enzimas ralentizan su actividad, dado que empiezan a agotarse nutrientes esenciales como N y P hasta que, aun en presencia de volteo y humedad, la temperatura no se incrementa. Este punto corresponde al compost estable y, posteriormente, inicia la madurez.

El material obtenido varía en calidad (compost tipo A y B para el caso de Chile, de acuerdo a norma técnica NCh 2880 /16) y puede ser empleado en el suelo con diferentes objetivos según sus contenidos de nutrientes o grado de madurez. Sin embargo, en relación a la toxicidad e inocuidad, en ningún caso (tipo de compost) deberá presentar compuestos tóxicos (metales pesados, hidrocarburos o derivados) en altas concentraciones, o patógenos que pongan en peligro la producción vegetal o la salud animal o humana.

En el proceso aeróbico se genera más biomasa que gas, estimándose del 100% del material original, una producción de 50% de CO2 y 50% de compost en el balance final. El CO2, la energía y el vapor de agua salen del sistema en especial durante la etapa termofílica, pero los nutrientes presentes en las proteínas, carbohidratos, lípidos, resinas etc., que originalmente componían la materia orgánica, son degradados por acción de enzimas microbianas y por efecto mecánico del volteo, y son mineralizados a sus componentes originales como N-NH4, N-NO3, SO4, PO4, etc.

Biogás y biodigestatos  

Alternativamente a los sistemas aeróbicos para tratamiento de residuos sólidos orgánicos, se cuenta con los sistemas anaeróbicos en los que la materia orgánica presente en los residuos vegetales o animales se descompone produciendo en su mayoría gases (biogás), agua, nutrientes mineralizados y biomasa microbiana (biodigestato). El proceso produce mínimo calor, por lo que no se reconoce una fase termófila como si ocurre en el compostaje. El balance general de la biodigestión establece como mayor producto al biogás, el cual se estima aproximadamente en 70%; este corresponde a una mezcla de gases compuesta en su mayoría por metano (CH4), seguido por CO2 y H2S entre otros gases. Igualmente se produce agua y un residuo sólido o biodigestato (30%), de alta humedad y con contenido de nutrientes y sólidos que lo convierten en un potencial producto de uso agrícola o forestal.

Los aportes   

La producción de compost y biodigestatos y, en general, el reciclaje de residuos orgánicos, contribuye significativamente a los objetivos de la economía circular pues cierra ciclos de material biológico, y reduce el ciclo lineal de la economía de vertimiento e incineración de residuos. Adicionalmente contribuye a la fertilidad del suelo a largo plazo y al secuestro de C mediante la producción de enmiendas y fertilizantes orgánicos que mejoran las propiedades del suelo y su fertilidad, junto con producir subproductos orgánicos comerciales de origen biológico que pueden substituir por ejemplo fertilizantes minerales, turba o combustibles de origen fósil que impactan en los gases efecto invernadero y cambio climático.

Al aprovechar los residuos y transformarlos en compost o biodigestatos y fertilizantes se incrementan las tasas de reciclaje, dado que se debe propiciar la separación de los residuos orgánicos de los demás residuos. De esta forma, es posible generar mayores tasas de reciclaje de otros materiales de desecho como vidrio, plásticos, papel y metales, los cuales si bien no son biodegradables son considerados reciclables y también llevan un ciclo.

Un efecto de gran importancia que genera el reciclaje de los residuos orgánicos es que crea una economía local con puestos de trabajo permanentes. La idea de producir energía y fertilizantes orgánicos empleando los residuos orgánicos, ya sea a través de procesos de compostaje o biodigestión, está basada en la experiencia de países europeos que ha demostrado que es posible, a partir de residuos orgánicos separados idealmente en fuente, obtener beneficios ambientales, pero además económicos y sociales.

Finalmente, frente al cambio climático, la producción de compost o biodigestatos resulta ser una importante medida de mitigación mediante la reducción en el uso de energía de origen fósil, uso de turba y fertilizantes minerales, o generación de gases y emisiones propias de los rellenos sanitarios o vertederos. Además, el secuestro de carbono en el suelo resulta en el almacenamiento y reserva de sustancias húmicas que afectan positivamente las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo.

Escrito por: María Mercedes Martínez, Universidad Técnica Federico Santa María.

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