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Las propiedades y aplicaciones del mismo dependen, sobre todo, de sus proporciones de residuos de jardín y cocina

El compost de biorresiduos como componente de sustratos

J. Ansorena, E. Batalla y D. Merino de la Diputación Foral de Gipuzkoa y A. Moreno de Gipuzkoako Hondakinak12/01/2012

12 de enero de 2012

La Ley 22/2011 de residuos, aprobada el pasado mes de julio, define el compost como “enmienda orgánica obtenida a partir del tratamiento biológico aerobio y termófilo de residuos biodegradables recogidos separadamente, incluidos los biorresiduos”. Respecto a estos últimos, la normativa los define como “residuo biodegradable de jardines y parques, residuos alimenticios y de cocina procedentes de hogares, restaurantes, servicios de restauración colectiva y establecimientos de consumo al por menor, y residuos comparables procedentes de plantas de transformación de alimentos”. Este nuevo concepto de “compost de biorresiduos” no está exento de limitaciones, ya que bajo la definición legal de biorresiduo se incluye una amplia y variada gama de residuos urbanos, que se pueden englobar en dos corrientes de características muy diferenciadas. Por un lado, restos de alimentos procedentes de cocinas, restaurantes, empresas, etc., que genéricamente se denominan residuos de cocina o de alimentos; y por otro lado, residuos de jardines y parques, tanto públicos como privados, que, de manera habitual, se conocen como residuos verdes o de jardín.
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En la imagen, biorresiduos de cocina, a base de restos de alimentos procedentes de cocinas, restaurantes y empresas, entre otros.

Ambas corrientes presentan una gran variabilidad en su composición y propiedades en función de su origen,  época del año, condiciones climatológicas, carácter rural o urbano de los lugares de recogida, densidad de población, sistema de recogida, etc. En consecuencia, las propiedades y aplicaciones del compost de biorresiduos resultante dependerán, en gran medida, de la proporción relativa de cada una de las citadas fracciones en el biorresiduo de partida. Por lo tanto, la definición de biorresiduo de la Ley se presta a confusión, dado el amplio rango de residuos incluidos en dicho concepto, que da lugar a diferentes tipos de compost: desde el proveniente de residuos verdes hasta el compostado a base de alimentos, pasando por compost obtenido a partir de proporciones variables de ambos tipos de biorresiduos.

En muchas regiones europeas, caracterizadas por desarrollos urbanísticos de baja densidad, con abundancia de parques y viviendas unifamiliares ajardinadas, suelen predominar los residuos verdes, mientras que en entornos urbanos de alta densidad el biorresiduo recogido está constituido, básicamente, por residuos de cocina. Además, en algunas regiones no se recogen y compostan todos los biorresiduos de cocina, sino únicamente los residuos no cocinados de origen vegetal (biorresiduos VFG), que presentan menor putrescibilidad y contenido en sales. A pesar de ello, a menudo se hace referencia a las propiedades del compost de biorresiduos sin especificar claramente la proporción y el tipo de biorresiduos de partida, lo que puede inducir a errores de aplicación, como veremos posteriormente.

La definición de biorresiduo de la Ley se presta a confusión, dado el amplio rango de residuos incluidos en dicho concepto y que da lugar a diversos tipos de compost
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Biorresiduos de jardín a partir de residuos de jardines y parques, tanto públicos como privados.

La nueva Ley impulsa decididamente la recogida selectiva de biorresiduos, su compostaje y el empleo adecuado del compost resultante. De este modo, emerge un nuevo tipo de compost obtenido a partir de proporciones mayoritarias de restos de alimentos y bajos porcentajes de residuos verdes, cuya cuota de mercado se incrementará previsiblemente a corto y medio plazo, en competencia con el compost obtenido tradicionalmente a partir de otros tipos de subproductos y residuos forestales.

Por lo tanto, y dadas las limitaciones de la legislación española relativa al compost (1), que define las tres clases de calidad (A, B y C) exclusivamente en función de su contenido en metales pesados, es esencial disponer de un adecuado control de calidad del compost de biorresiduos que permita determinar, en función de sus propiedades, las condiciones adecuadas de su empleo en las diferentes aplicaciones posibles. Aunque la Ley lo tipifique exclusivamente como enmienda orgánica, el compost de biorresiduos se puede emplear además como abono orgánico o como componente de los sustratos de cultivo (2), en función de su contenido en nutrientes minerales, que depende del tipo y la proporción relativa de biorresiduos de cocina y de jardín a partir de los cuales se obtiene dicho compost (tabla 1). Para biorresiduos con proporciones elevadas de residuos de jardín, el compost resultante es más adecuado como enmienda orgánica, ya que su bajo contenido en macronutrientes y su reducida capacidad de retención de agua limitan su empleo como fertilizante y como componente de sustratos, respectivamente. Por el contrario, la alta concentración de nutrientes minerales del compost obtenido a partir de biorresiduos con elevada proporción de residuos de alimentos desaconseja su inclusión en las mezclas de sustratos en proporciones superiores al 20% por el riesgo de salinidad que presenta, lo que hace que resulte más adecuado para su empleo como abono orgánico.

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En la imagen, compost a base de biorresiduos de cocina.

Para ilustrar las consideraciones anteriores, haremos referencia a los resultados de las investigaciones llevadas a cabo durante los tres últimos años en Gipuzkoa, desde la implantación de la recogida selectiva y compostaje de biorresiduos con un elevado porcentaje de restos de cocina hasta el posterior uso del compost resultante (3-5). Para ello, y como referencia, se han  tenido en cuenta sus aplicaciones con mayor nivel de exigencia, como componente de sustratos en horticultura, jardinería y paisajismo.

Propiedades físicas

En general, se considera que las propiedades físicas de un sustrato son más importantes que sus propiedades químicas, ya que estas últimas se pueden modificar y controlar más fácilmente mediante la fertilización y el riego. En la bibliografía se suele indicar que el compost de biorresiduos presenta valores de la capacidad de retención de agua y de la porosidad de aire semejantes a los del compost de residuos verdes, y muy bajos con relación a los de la turba (tabla 2). Por lo tanto, y debido a dichas limitaciones en las propiedades físicas, no se recomienda su inclusión como componente de sustratos en proporciones superiores al 33%. Sin embargo, este umbral se refiere a muestras con una proporción baja o media de residuos de cocina, por lo que no es válido para el compost obtenido a partir de restos de alimentos. Asimismo, es evidente que las citadas propiedades físicas dependen no solamente de la composición del biorresiduo de partida, sino también de las condiciones del proceso de compostaje que afectan a la distribución de tamaños de partícula del compost (concretamente, la proporción de partículas en el rango 0,10 - 0,25 mm, ya que cuanto menor sea el tamaño de partícula mayor será su capacidad de retención de agua). Entre estas condiciones de proceso cabe destacar el tamaño de cribado o el lavado de las pilas en la etapa de maduración por el agua de riego o de lluvia, que arrastra tanto las sales solubles como las partículas de menor tamaño.

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Tabla 1: contenido en nutrientes de compost con diferentes componentes de biorresiduos.

Con la salvedad de las variaciones estacionales naturales, la proporción y la composición de los restos de alimentos y de jardín permanecen prácticamente constantes en el biorresiduo recogido en un entorno urbano determinado, mientras que el tamaño de la partícula puede variar durante el proceso de compostaje, en función de la demanda de compost y de las condiciones de operación de la planta. En la tabla 3 se resumen las principales propiedades físicas de dos muestras de compost de residuos verdes y de residuos de cocina, con tamaños de partícula comprendidos en el rango 0-5 mm y 0-10 mm. También se incluye una muestra de compost de residuos de cocina cribada al tamaño estándar de 10 mm, pero con una menor proporción de pequeñas partículas, a consecuencia del arrastre de las mismas por el agua de lluvia caída sobre las pilas de maduración, como se refleja en su menor conductividad eléctrica (CE = 2595 μS/cm) en relación a la muestra no lavada (CE = 3490 μS/cm).

Los datos de la tabla 3 confirman que para el compost de residuos verdes, en las dos granulometrías, los valores de agua fácilmente disponible y total son muy inferiores a los recomendados para sustratos. También se aprecia que el compost de residuos de cocina presenta mayor capacidad de retención de agua y menor porosidad de aire que el de residuos verdes y que ambos valores se hallan en el intervalo de valores aconsejados. En consecuencia, las propiedades físicas (y particularmente la capacidad de retención de agua) no parecen ser un factor limitante para el empleo del compost de residuos de alimentos en mezclas de sustratos, en contraste con el compost de residuos verdes, para el cual son válidas las restricciones establecidas en la bibliografía.

Para un mismo tipo de compost, al reducirse el tamaño de cribado aumentan la densidad aparente y la capacidad de retención de agua. Así, disminuye la porosidad total y, especialmente, la aireación. A la inversa, la eliminación por lavado de las partículas más pequeñas en el compost de residuos de alimentos cribado a 10 mm conduce a un aumento de la porosidad total y de la aireación y a una disminución de la capacidad de retención de agua, hasta valores inferiores al límite recomendado.

Las propiedades físicas, especialmente la capacidad de retención de agua, no limitan el empleo del compost de residuos de alimentos en mezclas de sustratos, en contraste con el de residuos verdes
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Tabla 2: comparación de propiedades físicas de compost y sustratos (6).

Se puede concluir que, desde el punto de vista de sus propiedades físicas, la inclusión de compost de residuos de cocina en mezclas como componente de sustratos no está restringida al límite estándar del 33%, lo que hace innecesario su tamizado a un tamaño inferior a 10 mm con vistas a mejorar su capacidad de retención de agua. La conclusión anterior es válida para muestras de compost de residuos de cocina que no han sido lavadas por el agua de lluvia o de riego, por lo que retienen las partículas más pequeñas, que contribuyen a su capacidad de retención de agua, pero también la mayor parte de las sales solubles, posible origen de problemas de salinidad. A medida que se reduce la salinidad elevada del compost por lavado con agua de baja CE, también disminuye su capacidad de retención de agua, con lo que la mejora de las propiedades químicas se consigue a costa de empeorar sus propiedades físicas. En la tabla 4 se dan los valores de las propiedades físicas de mezclas de turba con compost de residuos de cocina lavado, que se emplearon como sustratos de cultivo para el estudio de las propiedades químicas, según veremos a continuación. Se observa que la adición de compost a la turba aumenta progresivamente la densidad aparente y reduce la porosidad total y la capacidad de retención de agua, manteniéndose las propiedades físicas de la mezcla dentro de los intervalos recomendados hasta porcentajes del 60% de compost.

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Tabla 3: propiedades físicas de compost de residuos verdes (CRV) y de residuos de alimentos (CRA) con diferentes tamaños de partícula y comparación con los valores recomendados en sustratos.

Propiedades químicas

La salinidad o contenido en sales solubles de un sustrato se mide a través de la conductividad eléctrica (CE) de un extracto acuoso y es, junto con sus propiedades físicas y el grado de madurez, un aspecto clave para la comercialización del compost de biorresiduos de cocina, de forma que se puedan cerrar determinados mercados de alto valor. Por lo expuesto con anterioridad, el lavado del compost con agua conduce a un empeoramiento de sus propiedades físicas, por lo que la mejor opción es mezclar el compost con otros componentes que reduzcan el valor de la CE, al tiempo que mejoran sus propiedades físicas. Por su elevada salinidad, el compost obtenido a partir de biorresiduos con más de un 25% de residuos de cocina no debe superar el 20% en la mezcla (7). En consecuencia, se pone de manifiesto la necesidad de conocer las proporciones óptimas y los límites de empleo del compost de biorresiduos de cocina en mezclas de sustratos.

En la investigación que hemos llevado a cabo para determinar el origen y las limitaciones de la salinidad elevada del compost de biorresiduos de cocina, se determinaron las concentraciones de sales solubles de 36 muestras de compost maduro (índice Solvita 7-8), seleccionadas de manera que cubrieran un amplio intervalo de valores de CE y nutrientes (8). Se observó que, después de los carbonatos y bicarbonatos (habitualmente presentes en el compost en concentraciones elevadas), el anión cloruro es el que más contribuye a la salinidad, en concentraciones muy superiores a las del nitrato. En cuanto a los cationes, predomina el macronutriente potasio, seguido por el sodio. Dadas las bajas concentraciones de cloruros y sodio presentes de forma natural en los alimentos, se concluye que el cloruro sódico añadido al condimentar los alimentos es una importante fuente de salinidad en el compost de biorresiduos de cocina, contribuyendo más que los iones amonio y nitrato resultantes de la mineralización de las proteínas a los elevados valores de CE.

La salinidad o contenido en sales solubles de un sustrato es, junto con sus propiedades físicas y el grado de madurez, clave para la comercialización del compost de biorresiduos de cocina
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Tabla 4: propiedades físicas de turba y sus mezclas con compost de residuos de cocina lavado (CE = 2595 μS/cm).

A fin de determinar el porcentaje óptimo de compost en el sustrato, se llevó a cabo un ensayo de campo, cultivando las especies de temporada Pelargonium zonale y Begonia semperflorens en jardineras que contenían mezclas de turba rubia y 10-20-40-60-100% (v/v) de compost con un nivel de lavado intermedio, cubriendo un amplio intervalo de propiedades químicas y físicas (tabla 4). Como control de comparación se empleó un sustrato comercial, compuesto por una mezcla de turba rubia y negra, fibra de coco, perlita y humus. Además del efecto supresor de enfermedades del compost y de incrementar la capacidad de humectación de la turba, la mezcla de ambos tiene la ventaja de mejorar las propiedades químicas al neutralizar la elevada acidez de la turba y tamponar el pH, incrementando las bajas concentraciones de nutrientes minerales de la turba, aumentando la retención de nutrientes mediante la elevada capacidad de intercambio catiónico del compost, reduciendo su alta salinidad y disolviendo algunos nutrientes que, como es el caso del fósforo, están presentes como sales insolubles en el elevado pH del compost.

La evaluación llevada a cabo para ambos cultivos en el estado de madurez indica que los resultados óptimos (incluso mejores que con el sustrato comercial de control) se obtienen para la mezcla que contiene un 10% de compost, tanto en términos de producción de biomasa como en el número de hojas y de flores. Cuando la proporción de compost en el sustrato se halla por encima del 20% decrece bruscamente el rendimiento, como consecuencia del efecto de salinidad. También se observó claramente, en ambos cultivos, una restricción en el desarrollo radicular a consecuencia de la salinidad del sustrato, especialmente en las dosis más altas.

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Preparación del ensayo de campo.

Propiedades biológicas

Un elevado grado de madurez del compost es esencial para garantizar su estabilidad biológica y evitar la aparición de problemas, tanto durante el almacenamiento (calentamientos, malos olores, insectos, etc.), como en la fase de producción (carencias nutricionales durante el cultivo). El compostaje de biorresiduos de cocina suele requerir tiempos de maduración muy prolongados, lo que hace que muchas plantas de compostaje de este tipo de biorresiduos estén saturadas y tengan que recurrir a acortar el periodo de maduración. En consecuencia, es esencial controlar este parámetro a través de alguno de los diferentes métodos analíticos disponibles (ensayos de Solvita, de autocalentamiento, relación C/N, etc.).

Además, y en relación con el compostaje de residuos de origen vegetal, el tratamiento de residuos de cocina de origen animal representa un mayor riesgo desde el punto de vista higiénico-sanitario, por lo que el control de calidad bacteriológica del compost de biorresiduos es una condición necesaria, pero no suficiente. Dadas las limitaciones de la legislación española en cuanto al cumplimiento de las condiciones de higienización impuestas por la normativa europea a los residuos de cocina (9), resulta muy importante conocer las características del proceso de compostaje, en cuanto a la combinación de temperaturas, tiempos y volteos que garanticen la ausencia de gérmenes patógenos y de semillas y propágulos de malas hierbas en el compost. De lo contrario, se pueden dar situaciones de riesgo para la salud pública o para la propia viabilidad de determinados proyectos.

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Resultados del ensayo de campo realizado.

Conclusiones

Las propiedades y aplicaciones del compost de biorresiduos dependen en gran medida de las proporciones relativas de residuos de jardín y de cocina en el biorresiduo de partida. El compost obtenido a partir de residuos verdes de parques y jardines presenta un bajo contenido en nutrientes minerales y una reducida capacidad de retención de agua, que limita su empleo como componente de sustratos a proporciones inferiores al 33%. Por lo tanto, su principal aplicación es como enmienda orgánica, a fin de mejorar la capacidad de retención de agua, la aireación, la permeabilidad y, en general, las propiedades físicas de los suelos a los que se aplica, al tiempo que aumenta su nivel de fertilidad y su capacidad de retención de nutrientes.

Por su elevado contenido en nutrientes minerales, el compost de biorresiduos de cocina es un abono orgánico. Sus adecuadas propiedades físicas lo hacen apropiado para su uso como componente de sustratos, siempre que no haya sido lavado por el agua de lluvia o de riego durante la etapa de maduración, y contenga una proporción suficiente de pequeñas partículas en el intervalo 0,10-0,25 mm, responsables de su capacidad de retención de agua. Pero la elevada concentración de sales solubles limita a un máximo del 20% su porcentaje en las mezclas. El parámetro crítico para determinar la proporción óptima de compost de biorresiduos en sustratos es la conductividad eléctrica (CE), cuyo valor depende tanto de la composición del biorresiduo de partida como de las condiciones del proceso de compostaje.

El compost VFG, obtenido exclusivamente a partir de residuos de cocina crudos de origen vegetal (verduras, ensaladas y frutas) y de residuos de jardín, presenta valores de salinidad muy inferiores a los del compost procedente de todo tipo de biorresiduos de cocina, incluyendo residuos crudos y cocinados de carne y pescado (T). La CE es relativamente baja para el compost obtenido a partir de residuos verdes y de VFG, pero aumenta considerablemente para el compost T. Este hecho sitúa al compost VFG en una posición intermedia ventajosa, tanto desde el punto de vista agronómico como desde la perspectiva medioambiental.

Los ensayos de campo con cultivos de geranio y begonia en diferentes mezclas de turba rubia y compost muestran que los mejores resultados se obtienen para una proporción del 10% de compost en la mezcla. Por encima del 20% de compost, el rendimiento del cultivo decrece rápidamente, así como la absorción de fósforo y calcio por las plantas, como consecuencia de la salinidad elevada y el incremento del pH, respectivamente. Los citados porcentajes son válidos para un compost de biorresiduos de cocina T lavado, con un valor de la CE=2.595 μS/cm, semejante al de un compost VFG representativo, con un valor de CE = 2.360 μS/cm (media de valores en 2008 y 2009 en Flandes); para valores superiores o inferiores, los límites deben ser proporcionalmente reducidos o aumentados, respectivamente. Así, para un compost de residuos verdes con una CE en torno a 1.000 μS/cm, la proporción puede más que duplicarse, mientras que para los compost de biorresiduos obtenidos en las plantas españolas, que presentan una amplia variación de valores de CE, con una media de 7.300 μS/cm, el porcentaje de compost en la mezcla puede llegar a ser insignificante.

Bibliografía

(1). J. Ansorena. El compost de biorresiduos en la legislación española: luces y sombras. RESIDUOS Nº 122, 66-70 (2011).

(2). J. Ansorena. La calidad del compost de biorresiduos y su comercialización. RETEMA. Número especial BIOMASA, 70-79 (2010).

(3). J. Ansorena, A. González, A. Moreno. La gestión de los biorresiduos en el marco de la legislación comunitaria (I). Recogida selectiva. RESIDUOS Nº 121, 16-23 (2011).

(4). J. Ansorena, A. Moreno. La gestión de los biorresiduos en el marco de la legislación comunitaria (II). Compostaje en tambores rotativos. RESIDUOS Nº 122, 16-25 (2011).

(5). J. Ansorena, E. Batalla, D. Merino, A. Moreno. La gestión de los biorresiduos en el marco de la legislación comunitaria (y III). Empleo del compost en condiciones ambientalmente seguras. RESIDUOS Nº 123, 18-31 (2011).

(6). D. Hogg, A. Gibbs, E. Favoino, M. Ricci (2007). Managing Biowastes from Households in the UK: Applying Life-cycle Thinking in the Framework of Cost-benefit Analysis. A final Report for WRAP. Eunomia Research & Consulting Ltd.

(7). J. Barth. Product and Application Differences of Compost and AD-Residues based on Different Raw Materials, Treatment Technologies and Collection Areas, Report ORG0023, Banbury, Oxon: WRAP (2005).

(8). J. Ansorena, E. Batalla, D. Merino, A. Moreno. Physicochemical properties of food waste compost and its use as a component of growing media. International Symposium on Growing Media, Composting and Substrate Analysis. Barcelona, 17-21 November, 2011.

(9). J. Ansorena. Compostaje de biorresiduos y legislación europea. RESIDUOS, Nº 120,14-45 (2011).

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