Experiencia en elaboracin de Compost en el Relleno Sanitario Norte III

Lic. Guillermo D. Vica - Grupo Cliba

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Lic. Guillermo Vica

Cliba (Compania Latinoamericana de Ingeniera Ambiental)

Salguero 3360 CP1425 Ciudad Autnoma de Buenos Aires- Argentina

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RESUMEN TCNICO

El presente trabajo Experiencia en elaboracin de Compost en el Relleno Sanitario Norte III, tiene la finalidad de presentar las diferentes alternativas en la elaboracin de Compost, describir las consideraciones a tener en cuenta durante la proyeccin de la planta de elaboracin, como as mismo como comenzar a degradar la materia orgnica para la obtencin del producto. Por otro lado se hace referencia a las distintas fuentes de residuos orgnicos disponibles, teniendo en cuenta para la eleccin del tipo de residuo a tratar la experiencia de 4 aos de operacin de la planta de compostaje del Relleno Sanitario Norte III

La planta de elaboracin de Compost sita en el relleno Sanitario Norte III en camino del Buen Ayre Km. 6.8 San Martn Pcia. Buenos Aires, opera desde el ao 2001, tratando la cantidad de 1200tn de residuos por mes. Los residuos ingresantes a dicha planta estn constituidos por residuos de poda y frut-horticolas. La eleccin del tipo de residuo a tratar en dicha planta se baso en la cantidad, composicin, disponibilidad en las diferentes pocas del ao y el hecho de que la recoleccin de estos residuos en la Ciudad Autnoma De Buenos Aires y el Gran Buenos Aires es diferenciada.

Las etapas del proceso de esta planta son: clasificacin, trituracin y homogeneizacin, fermentacin, maduracin, y zarandeo

Al comenzar a operar la planta, se trabajo sobre las proporciones de residuos y variabilidad de su composicin, de acuerdo a los parmetros de pH, humedad, carbono y nitrgeno, regulando las cantidades y tipos de residuos de tal manera de obtener los valores ptimos para el buen desarrollo de los procesos. Esto determino una buena relacin promedio de los residuos ingresantes a la planta durante todo el ao de tal manera de mantener dichas condiciones.

El mtodo de fermentacin optado en esta planta es el de pilas estticas, aisladas de las condiciones climticas adversas y conteniendo cualquier generacin de lquido que se podra producir durante el desarrollo del proceso. Esto se determino teniendo en cuenta el lugar donde se encuentra ubicada la planta, siendo esta una zona de clima hmedo y con un registro promedio de lluvia cada de 1105 mm anuales (periodo 1995 - 2004).

Los principales beneficios de este sistema son: control de los lquidos lixiviados generados; control de olores (mantenimiento del proceso en forma aerbica por la aireacin intermitente); control de vectores; reduccin del rea ocupada; el no tener que realizar volteos del material en proceso y el que no afecten las condiciones climticas del entorno.

Los principios a tener en cuenta al proyectar la instalacin de una planta de compostaje y los resultados obtenidos en la elaboracin de Compost a partir de las experiencias realizadas en el Relleno Sanitario Norte III, nos demuestran que para aquellos lugares donde no se realiza tratamiento de residuos orgnicos, un buen comienzo es empezar a tratar aquellos cuya recoleccin sea diferenciada en origen y aquellos provenientes del mantenimiento de parques, jardines y espacios verdes, conjuntamente con frut-hoticolas o similares, asegurando que se mantengan las condiciones optimas del material a compostar.

INTRODUCCIN.

El crecimiento de la poblacin mundial, y en consecuencia, el aumento del volumen de los productos comerciales que usamos, provoca que cada vez sea mayor la cantidad de residuos slidos urbanos generados, aumentando la cantidad de residuos dispuestos en los Rellenos Sanitarios. El reciclaje y compostaje se presentan como alternativas complementarias para el tratamiento de los residuos slidos urbanos.

En general algunos estudios han demostrado que el 60-70% de los residuos estn compuestos por materia orgnica, y que cerca del 15% son residuos provenientes de la poda y el mantenimiento de espacios verdes (esto dependiendo de la ciudad, pas, estacin de ao etc.). Localmente, segn un estudio realizado por el Instituto de Ingeniera Sanitaria y Ambiental (IIS) de la Facultad de Ingeniera de la Universidad de Buenos Aires (UBA), sobre la calidad y gestin de los residuos slidos en el ao 2000/2001 en la ciudad de Buenos Aires, el contenido de materia orgnica en los RSU es del 81%. El componente de residuos de poda y jardn presenta un porcentaje en el flujo de residuos del 4.97 %, siendo el quinto componente ms importante en el flujo de residuos slidos. Compost es la eleccin lgica para reducir el volumen de los Residuos Orgnicos a travs de la accin biolgica obteniendo un producto biolgicamente estable, apto para utilizar como enmienda orgnica para el suelo, cambiando su estructura y enriqueciendo el mismo.

Compost, es el producto obtenido de la degradacin biolgica de residuos orgnicos, mediante procesos controlados.

RESIDUOS ORGNICOS.

Los residuos orgnicos pueden tener origen en diferentes fuentes:

Provenientes de la industria alimenticia, ejemplos:

Industria Frigorfica (generados principalmente en la faena de animales, elaboracin de chacinados, etc.).

Industria Lctea (principalmente residuos lquidos y semi - slidos). Industria cerealera (produccin de harinas, aceites, etc.)

Provenientes de las actividades agropecuarias Residuos De origen vegetal, como restos de las cosechas; y de origen animal como

estircoles.

Residuos provenientes de los mercados frut-hortcolas Residuos slidos urbanos, en este caso podemos dividirlo en dos tipos de residuos:

Los residuos slidos domiciliarios, cuya composicin es muy heterognea, compuesta por residuos orgnicos e inorgnicos

Los residuos provenientes de la recoleccin diferenciada, compuesto por residuos de podas y mantenimiento de reas verdes.

Antes de realizar el proyecto de instalacin de una planta de compostaje, tenemos que definir:

9 Los tipos de residuos orgnicos a compostar 9 Si el residuo proviene de una recoleccin diferenciada o se debe clasificar en la planta 9 Verificar la ausencia de inhibidores biolgicos en los residuos 9 La disponibilidad de los residuos durante las diferentes estaciones del ao 9 Los volmenes o tn de residuos y la frecuencia de ingreso. 9 Realizar ensayos para determinar si se cumplen con los parmetros necesarios para el

ptimo desarrollo del proceso de compostaje (C/N, humedad, pH).

9 Las condiciones climticas del sitio (mm de lluvias, humedad, temperatura, etc.) En el caso del Relleno Sanitario Norte III, de acuerdo a la cantidad, composicin y recoleccin diferenciada, se opt por la utilizacin como materia prima en la planta de compostaje, a los Residuos provenientes de los mercados frut-hortcolas y los compuestos por podas y el mantenimiento de reas verdes.

CARACTERSTICAS PTIMAS DEL RESIDUO A COMPOSTAR:

Humedad

El rango de humedad del material a compostar para la planta del RS NIII es de 40-60%, humedad superior llegara a provocar que el proceso se transforme en anaerobio, y humedad inferior dificulta o retrasa el desarrollo biolgico.

Relacin Carbono Nitrgeno

El carbono es fuente de energa para los microorganismos, mientras el nitrgeno es un elemento esencial para la sntesis proteica. Por lo tanto, para el crecimiento y desarrollo de los microorganismos existe una relacin optima entre estos dos elementos que debemos mantener, siendo para la planta del RS NIII de 30, con un rango de 20-40.

Si esta relacin es alta nos indica un bajo contenido de nitrgeno, con lo cual tendremos que agregar residuos de alto contenido de nitrgeno, por ej. Hojas de arboles, estircol, productos de huerta, etc. Y en viceversa agregar productos ricos en carbono, como aserrines, poda seca etc.

pH

Un valor de pH adecuado es importante para la reproduccin y desarrollo de los microorganismos. Se considera como ptimo un pH cercano al valor neutro (pH 7), establecindose como rango de trabajo para la planta del RS NIII de 5.5 a 8.5.

En el caso de la poda, en general, el pH tiende a valor neutro pero al agregar residuos frut-hortcolas, principalmente donde predominan los ctricos puede llegar a bajar el valor

Relacin C/N vs. Fecha Ao 2005

10

15

20

25

30

35

40

45

1/1

15/1

29/1

12/2

26/2

12/3

26/3 9/4

23/4 7/5

21/5 4/6

18/6 2/7

16/7

30/7

13/8

27/8

10/9

24/9

Fecha

Rel

aci

n C

/N

Valor Promedio Maximo Minimo

Humedad Ao 2005

30

35

40

45

50

55

60

65

1/1

15/1

29/1

12/2

26/2

12/3

26/3 9/4

23/4 7/5

21/5 4/6

18/6 2/7

16/7

30/7

13/8

27/8

10/9

24/9

Fecha

Hum

edad

Humed. Promedio Maximo Minimo

del pH, teniendo que ajustarlo con mezcla de otros residuos o con el agregado de algn componente qumico, ej. Carbonato de calcio

DESECHOS VERDES: CARACTERSTICAS DE LOS DISTINTOS COMPONENTES

Componentes C/N Estructura Humedad Compost Preparacin

Desechos de jardn, mezclas de tamao

pequeo 20-60 Buena Media

Media

Homogeneizac. Reduccin de

tamao

Pasto 12-25 Mala Alta Buena Mezcla para dar

estructura y disminuir el %H

Hojas 30-60 Media/Buena Media/baja Buena Ninguna

Ramas 100-250

Buena Baja Mala Reduccin de tamao

Frut-hortcolas 10-20 Mala Alta Buena Mezcla para dar estructura y

disminuir el %H

Aserrn 200 Mala Muy baja Mala Mezcla para aportar N, %H y

estructura

Papel, cartn 200-500

Media Muy baja Razonable Reduccin de tamao, mezcla, aportar N y %H

Estircol 10-15 Mala Variable Buena Mezcla para dar estructura

pH

4

5

6

7

8

9

1/1

15/1

29/1

12/2

26/2

12/3

26/3 9/4

23/4 7/5

21/5 4/6

18/6 2/7

16/7

30/7

13/8

27/8

10/9

24/9

Fecha

pH

pH Promedio Maximo Minimo

INGRESO DE MATERIAL CLASIFICACION

HORTALIZAS

RAMAS

ALIMENTACION

TRITURADOR

ALIMENTACION

CHIPEADORA

SECTORMATERIALTRITURADO

CHIPEADO TRITURACION

CARGA DE

BOLSA SILO

PROCESO DE

FERMENTACION

PROCESODE

MADURACION

ZARANDEO DESECHOS

COMPOST

PROCESO DE COMPOSTAJE

Si no se cuenta con una planta de reciclaje para separar los residuos biodegradables, el proceso comienza con la seleccin de residuos en origen y transporte en forma diferenciada hasta la planta de compostaje, donde de ser necesario se procede a su trituracin con maquinaria adecuada.

RECEPCION DEL MATERIAL A COMPOSTAR

El residuo ingresante tiene dos procedencias, como se indico anteriormente, residuos de poda (ramas, troncos, corte de csped, etc.) provenientes de la recoleccin municipal diferenciada, y los de frut-hortcolas (Verduras, cebolla, papas, frutos, etc.) originados en los puestos de ferias y mercados. Estos residuos son descargados en sectores diferentes segn estas dos clasificaciones, y luego se procede a retirar de los acopios los que no pueden ser tratados (ej. material plstico, nylon, alambre, etc.), tras lo cual se comienza a triturar ambas corrientes de materiales.

Los lquidos generados de la trituracin y del lavado de las instalaciones, son colectados en las cmaras de coleccin de lquidos residuales, para la recoleccin y transporte a la planta de tratamiento de lquidos.

TRITURACION Y HOMOGENEIZACION

Los residuos de poda son chipeados, y los frut-hortcolas son triturados, de tal manera de lograr un tamao del material menor a los 10 cm, lo ideal es un tamao promedio de 2 cm.

La utilizacin de residuos provenientes de la poda garantiza la estructura del material, de esta manera logramos aumentar la superficie de contacto entre los microorganismos y los residuos, adems de garantizar la aireacin adecuada y el intercambio gaseoso.

Ambos materiales triturados son transportados por medio de cintas a la zona de acopio, en dicho lugar se termina de realizar la homogeneizacin del material antes de su fermentacin.

Una vez acopiada la cantidad de material suficiente para realizar el llenado del silo-bolsa o la formacin de la pila o fila, se llevan acabo los anlisis de control para asegurarse de que los parmetros se encuentren en el rango descripto, de tal forma que el proceso se realice de manera adecuada y el producto obtenido sea de calidad ptima.

En esta etapa se controlan parmetros como:

pH, Humedad, C/N

Si alguno de los parmetros se encuentra fuera de rango, se producir un aumento en el tiempo de proceso y/o una disminucin del rendimiento de produccin, adems de variaciones en la calidad del producto final.

ETAPA DE FERMENTACIN

En la etapa de fermentacin se desarrolla actividad bacteriana aerbica en un periodo de 8 a 12 semanas o ms, dependiendo del sistema utilizado, siendo de suma importancia el desarrollo de la temperatura. Los microorganismos tienen un rango ptimo de temperatura, en este caso se encuentra entre 32 y 60 C.

La destruccin patognica ocurre cuando la temperatura es mayor a 55 C. Temperaturas por debajo de la ideal pueden retardar su metabolismo.

Es necesaria la incorporacin de oxigeno dentro del material para que el proceso no se desarrolle en forma anaerobica, esto se realiza mediante el volteo o la inyeccin de aire. Durante este proceso se logra una reduccin del peso de, aproximadamente, un 70 % y su volumen diminuye un 60% debido a la descomposicin de la materia orgnica

En esta etapa intervienen Bacterias mesfilas y termfilas. En una primera Instancia, desde que se formo la mezcla hasta llegar a temperaturas de 40, actan las bacterias mesfilas, destacndose las fermentaciones facultativas con oxidaciones aerbicas En esta etapa es fundamental la humedad y aireacin ptima. Posteriormente ingresamos en la segunda instancia con temperaturas que llegan hasta los 70C donde el papel principal lo desarrollan los microorganismos termfilos. Generalmente es esta etapa se eliminan los mesfilos patgenos, esporas, hongos, larvas de insectos y semillas.

Es muy importante mantener el proceso en forma aerbica, hasta el agotamiento de nutrientes, de forma tal de mantener las temperaturas elevadas el mayor tiempo posible.

Existen diferentes mtodos para llevar a cabo el proceso de fermentacin. Entre los ms comunes se encuentran el compostaje en Filas (Windrows), Filas estticas aireadas, Pilas (tablas), y en reactores rotativos o fijos con agitacin. La seleccin del mtodo depende del tonelaje de residuo a tratar, presupuesto e infraestructura disponible, condiciones climticas, etc.

Reactores rotativos o fijos. La mezcla a compostar es introducida en un reactor que provee adecuada mezcla, aireacin, y humedad. En algunos casos los reactores son rotativos; en otros fijos con algn tipo de mecanismo de agitacin para mantener la mezcla. Son sistemas de operacin continua aunque algunos operan en batch.

Filas. Las dimensiones en general son de 3 metros de base por 2 metros de altura, y largo variable. Se realizan volteos de tal manera de transportar el material que se encuentra a baja temperatura (corteza) al centro donde tenemos la temperatura deseada, adems de la incorporacin de oxgeno a la mezcla.

Pilas. Los montculos son preparados en forma cnica, con una base de 10-15 metros de dimetro hasta 3.5m de altura y ngulos de 45-70, las condiciones climticas influyen poco en este sistema a diferencia del anterior.

Filas estticas aireadas. Este proceso no requiere ser mezclado y es aireado mecnicamente. En el interior de la fila se despliega un conducto perforado que conectado a un soplador le suministra intermitentemente aire al sistema. Este sistema es el actualmente aplicado en la planta de compostaje del R.S. Norte III.

En esta planta el material triturado y mezclado es transportado a la playa de fermentacin, donde es cargado en una tolva, para ser introducido por medio de un pistn dentro de silos bolsas (denominacin local, un equipo similar al utilizado para el almacenaje de granos en la actividad agropecuaria), a medida que la mezcla a compostar es embolsada se despliega simultneamente una manguera perforada, la cual es conectada a sopladores, quedando la fila resguardada de las condiciones climticas adversas (conteniendo cualquier generacin de lquidos que se produzca en el proceso). La bolsa tiene unas dimensiones de 60 m de largo por 1.5 m de dimetro

Estos aireadores tienen la capacidad de suministrar el oxigeno necesario para la degradacin biolgica del material, por medio de una fermentacin aerbica.

Por este sistema es nula la generacin de lquidos en la zona, no se ve afectado por las condiciones ambientales, no se generan olores nauseabundos, no existen insectos, ni roedores y no requiere de volteos. En cambio los sistemas de fila o pila, son ms econmicos, pero requiere volteos y se ve afectado por las condiciones climticas del entorno.

En esta etapa se controlan parmetros como

Comparacin Fila y Pila

15

25

35

45

55

65

75

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16Tiempo

Tem

pera

tura

Pila / Tabla Fila / Windrow

Aireacin

Temperatura

Culminado el proceso de fermentacin, se desarrolla otra fase mesoflica llamada etapa de maduracin.

ETAPA DE MADURACIN

Al llegar a temperatura ambiente comienza la etapa de maduracin. En esta etapa se abre el silo - bolsa, se apila el material y se deja estacionado por un perodo, sin la incorporacin de aire.

Durante la maduracin el Compost se torna biolgicamente estable. Conforme disminuye la poblacin bacteriana disminuye la temperatura y se desarrolla la fase mesoflica. La maduracin puede ocurrir entre varias semanas o hasta 6 meses dependiendo de la temperatura ambiente.

Luego de este tiempo de maduracin el Compost es retirado y es acopiado para la etapa de zarandeo.

ZARANDEO DEL MATERIAL

El material compostado es zarandeado con la finalidad de separar aquel material que no ha sido degradado, y obtener el tamao de partculas deseado, dando como resultado un Compost de ptima calidad, apto para su aplicacin ya sea en forma manual o mecnica. El mismo debe encontrarse libre de elementos inorgnicos y componentes orgnicos que no alcanzaron a biodegradarse (ej. Tallos de ramas). Para la realizacin de esta operatoria el material a zarandear debe contener un grado de humedad baja (

El uso ptimo del Compost puede determinarse sobre la base de los anlisis de calidad del Compost final, establecindose si el uso ms apropiado es como abono para hongos, pasturas, jardines, plantas de jardn, entre otras aplicaciones.

El Compost en estas condiciones se encuentra apto para ser clasificado y utilizado.

Se realizan anlisis de calidad al producto final.

CALIDAD DEL COMPOST

Partamos de la premisa que estamos transformando un residuo que ocupa volumen en un relleno sanitario en un producto beneficioso para distintas aplicaciones, las caractersticas del producto nos determinaran su aplicabilidad y proporcin de uso. En lugar de definir la calidad del Compost obtenido deberamos establecer la aplicabilidad de este producto de acuerdo a los valores obtenidos en sus componentes

Los anlisis que le realizamos al producto final en el relleno Sanitario Norte III son pH, humedad, Materiales inertes, Grado de madurez, C/N, Materia Orgnica, Cadmio, Cromo total, Cobre, Hierro, Mercurio, Nquel, Plomo, Zinc

El Grado de madurez y C/N son importantes para controlar la culminacin del proceso

CONCLUSIN

Para aquellos lugares donde no se realiza tratamiento de residuos orgnicos, un buen comienzo es empezar a tratar aquellos residuos orgnicos cuya recoleccin sea diferenciada en origen como son los provenientes del mantenimiento de parques, jardines y espacios verdes, conjuntamente con estircol, frut-hoticolas o similares, siempre que mantengan las condiciones optimas del material a compostar.

El sistema de elaboracin elegido para la realizacin del proceso depender de muchos factores, los cuales segn hemos remarcado se debern estudiar antes de la elaboracin del proyecto.

La calidad del Compost final, en un proceso controlado y correctamente ejecutado, estar dada principalmente por los residuos utilizados como materia prima.

REFERENCIAS

Ing. Augusto Pescuma y equipo - Calidad y Gestin de los Residuos Slidos - Ciudad de Buenos Aires, ao 2001 Sztern D, Pravia M (1999) Manual para la elaboracin de Compost Organizacin Panamericana de la Salud (OPS)

United States Environmental Protection Agency - Innovative Uses of Compost EPA530-F-97 (Octubre 1997) / EPA530-F-96 (September 1996) / EPA 530 - R 95 - 023 (1995)

Woods End Research Laboratory Inc (2000) Compost Quality in America