El compostatge.manresa febrer 2012

El Compostatge
com a eina
didàctica
Josep Saña
Manresa, 29 de febrer de 2012
TROBADES AMB LES CIÈNCIES
EXPERIMENTALS

2
Idees Bàsiques sobre el Compostatge
 El compostatge és un sistema :
 Tan antic com l’agricultura.
 Que es va sistematitzar fa mig segle.
 Que ha près relevància darrerament per la necessitat de buscar
solucions a la gestió dels residus orgànics urbans.
 Té un fonament molt simple i és molt robust i versàtil, de manera
que:
 pot aplicar se a molts tipus de materials i mescles,‑
 a escales de treball ben distintes i
 emprant equips molt o gens sofisticats.
El Compostatge com a eina didàctica. Febrer 2012

3
Idees Bàsiques sobre el Compostatge
 El compostatge :
 És una biotecnologia en quant correspon a una explotació industrial
del potencial dels microorganismes.
 És una ecotecnologia perquè facilita:
 el retorn al sòl de la matèria orgànica i dels nutrients vegetals,
introduint la de nou en els cicles biològics‑
 l’eliminació de residus

4
Definició del Procés de Compostatge
 El compostatge és un sistema :
 de tractament en fase sòlida
 de materials orgànics biodegradables,
 basat en una activitat microbiològica complexa,
 realitzat en condicions controlades (sempre aeròbies i
majoritàriament termòfiles)
 i que genera un producte estable que es pot emmagatzemar sense
inconvenients, i sanitàriament higienitzat.
 Aquest producte :
 És habitualment utilitzable com adob, esmena o substrat en
agricultura o jardineria, i se l’anomena compost.
 Ocasionalment pot ser un producte inapropiat per a usos agrícoles, i
és el que a vegades rep el nom de compost gris.

5
El Procés de Compostatge
AIGUA
MATÈRIA ORGÀNICA
DEGRADABLE
MATÈRIA ORGÀNICA
NO DEGRADABLE
MATÈRIA MINERAL
AIGUA
MATÈRIA ORGÀNICA
NO DEGRADABLE
MATÈRIA MINERAL
Degradació de la M.O.Degradació de la M.O.Degradació de la M.O.Degradació de la M.O.
MicroorganismesMicroorganismesMicroorganismesMicroorganismes
Productes de descomposició: COProductes de descomposició: CO22; H; H22O i NHO i NH33
Productes de descomposició: COProductes de descomposició: CO22; H; H22O i NHO i NH33
ENERGIA: CALORENERGIA: CALORENERGIA: CALORENERGIA: CALOR
QQ11 : Escalfar aire circulant: Escalfar aire circulantQQ11 : Escalfar aire circulant: Escalfar aire circulant
QQ22 : Evaporar aigua: Evaporar aiguaQQ22 : Evaporar aigua: Evaporar aigua
QQQQ
OO22 (aire)(aire)OO22 (aire)(aire)

6
Avantatges (sentit) del Compostatge de
Residus Sòlids
El producte final:
 És fàcil i còmode d’emmagatzemar: matèria orgànica
estabilitzada:
 Menys molèsties al veïnat.
 S’amplia el ventall d’usuaris potencials.
 Està higienitzat:
 Eliminació de patògens animals i humans i destrucció de
larves d’insectes: millora de la salut.
 Eliminació de patògens vegetals.
 Eliminació de llavors de males herbes: reducció de
costos de desherbat.

7
Avantatges (sentit) del compostatge de
Residus Sòlids
El producte final:
 És menys voluminós:

8
Reducció de volum durant el
compostatge de deshidratat de
purí de vaca
0
20
40
60
80
100
0 40 80 120 160
Dies
%Vinicial

9
Reducció de volum durant el compostatge
100 kg totals
A- MATERIAL DE PARTENÇA
• 20% Matèria seca
• 85% Matèria orgànica (sobre pes sec)
• Relació Carboni/Nitrogen = 34
B- COMPOST FRESC 32 kg totals
• 73% Matèria orgànica (poc humificada)
C- COMPOST MADUR 16 kg totals
• 62,5% Matèria orgànica (molt humificada)
80 kg aigua
21 kg aigua
8 kg aigua
17 kg MO
8 kg MO
5 kg
MO
3 kg MM
3 kg MM
0,25 kg N
0,25 kg N
0,25 kg N
3 kg
MM

10
Residus Sòlids
El producte final:
 Increment de la capacitat d’emmagatzematge.
 Reducció dels costos d’aplicació del producte.

11
Residus Sòlids
El producte final:
 Increment de la capacitat d’emmagatzematge.
 Reducció dels costos d’aplicació.
 Reducció dels costos d’exportació de nutrients.

12
El procés de compostatge en sentit estricte
 Finalitat:
 Convertir un residu orgànic en un adob o en un millor adob.
 Conservant al màxim els nutrients.
 Minimitzant els problemes que el residu pugui generar
 Definició: Estabilització microbiològica de residus orgànics sòlids en
condicions aeròbies, controlades i amb una fase d’alta temperatura
(termòfila)
 Estabilització (humificació incomplerta).
 Microbiològica (ni química ni física)
 En presència d’aire (no anaeròbia)
 Amb fase termòfila per higienitzar.
 Sota condicions controlades.

13
El procés de compostatge casolà
 Estabilització de la MO: SI
 Microbiològica: SI
 Aeròbia: No sempre ni a tot arreu
 Amb fase termòfila per higienitzar: Gairebé mai
 Sota condicions controlades: Molt observat

14
Evolució d’alguns paràmetres descriptius
del procés de compostatge
Evolució de la temperatura i la humitat de la massa durant el
compostatge de deshidratat de purí de vaca.
20
30
40
50
60
0 40 80 120 160
Dies
Temperatura(ºC)
40
50
60
70
80
90
%Humitat
Temperatura
% Humitat

15
Evolució de la temperatura de la massa durant el
compostatge de fems de conill.
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
0 10 20 30 40 50 60
Dies de procés
TemperaturaºC
Pila fems mares
Pila fems setembre a gener 2005
Pila fems gener 2005 a juny

16
Disminució de la concentració de matèria orgànica,
expressada sobre mostra seca, durant el compostatge de
deshidratat de purí de vaca.
75
80
85
90
95
0 40 80 120 160
Dies
%Matèriaorgànicasms
EL COMBUSTIBLE DEL PROCÉS

17
Evolució del Grau d’Estabilitat de la matèria orgànica
durant el compostatge d’un deshidratat de purí de vaca.
25
30
35
40
45
50
0 40 80 120 160
Dies
%Graud'Estabilitat

18
Evolució de la salinitat, expressada com a conductivitat elèctrica,
en el compostatge d’un deshidratat de purí de vaca.
0
1
2
3
4
5
0 40 80 120 160
Dies
Conductivitatelèctrica(dS/m)

19
Condicions generals per a un bon
desenvolupament del procés de compostatge
 Afavorir al màxim les condicions adequades al desenvolupament dels
microorganismes.
 Sempre que sigui possible, conservar els elements fertilitzants que
contenen els residus.
 Evitar problemes ambientals i molèsties.
El compostatge casolà ho compleix força bé¡¡¡

20
de Residus Sòlids
microorganismes.
 pH inicial entre 6 i 8. SI
 Població microbiana inicial. SI
 Suficient matèria orgànica degradable. SI, però amb comentaris
 Assegurar uns nivells mínims d’Oxigen. No sempre ni arreu
 Necessitat d’un material estructurant per donar li porositat.‑
Recomanable
 Mantenir la temperatura dins dels marges adequats. Aquí hi ha el
problema
 Humitat adequada (ni poca ni massa). A l’inici, SI

21
de Residus Sòlids
microorganismes.
 Assegurar uns nivells mínims d’O2
(superiors al 10%)

22
Variació dels nivells d’oxigen a l’interior
d’un residu orgànic de 2 i 8 dies d’edat,
després d’un volteig
3
6
9
12
15
18
21
0 10 20 30 40 50 60
Minuts
%O2
Material de 2 dies
Material de 8 dies
El volteig no és suficient
Necessitat de ventilació forçada durant les primeres setmanes de procés
Els sistemes casolans de compostatge no tenen sistema de ventilació forçada

23
Evolució al llarg del temps de la
concentració d’Oxigen a l’interior de dues
piles del mateix fem, la una estàtica amb
aireig forçat i l’altra sotmesa a volteigs
freqüents
0
5
10
15
20
25
0 40 80 120 160
Dies
%O2
Pila estàtica amb ventilació forçada
Pila voltejada

24
Aspecte de l’interior d’una pila de deshidratat de purí
de vaquí després de 7 dies de ventilació forçada. El
color marró fosc de tot el perfil de la pila indica una
important transformació microbiana, impulsada per una
elevada concentració d’oxigen

25
Aspecte de l’interior d’una
pila de deshidratat de purí
de vaquí després de 7 dies
de procés sense ventilació
forçada. L’efecte xemeneia
no ha aconseguit mantenir
una concentració suficient
d’oxigen a l’interior de la
pila, i el material ha
evolucionat poc, mantenint
el seu color verdós original.
En canvi, la part superficial
de la pila –uns 20 25 cm ha‑ ‑
patit una important
transformació microbiana –
color marró fosc perquè la‑
concentració d’oxigen s’hi
ha mantingut alta perquè
s’ha difós des de la
superfície

26
Evolució de la temperatura de 2 piles del
mateix fem sotmeses a diferents
manipulacions
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Dies
Temperatura(ºC)
Airejada no voltejada
Voltejada
Volteig
Volteig
Volteig
Volteig
Final de l'aireig

27
Percentatge de la matèria orgànica present
inicialment en el deshidratat de purí vaquí que
descompon al llarg del compostatge, segons
les condicions en que es duu a terme aquest
procés (Lloreda 2004)‑
0
10
20
30
40
50
0 10 20 30 40 50 60
Dies de procés
%MatèriaOrgànicadescomposta
respecteMOinicial
Airejada
Voltejada

28
de Residus Sòlids
microorganismes.
 Assegurar uns nivells mínims d’O2
(superiors al 10%)
 Millor remenar que no fer-ho:
• Es renova la part superficial, més oxigenada i freda, per la
interior, més calenta però que ha evolucionat amb poc oxigen.
• S’esponja el material, cosa que afavoreix la instauració de
l’efecte xemeneia. (en el compostadors casolans hi ha el
problema de la T)
• Té un cert efecte trinxant, que facilita l’atac microbià.

29
de Residus Sòlids
microorganismes.
 Recomanable un material estructurant –estella- per augmentar la
porositat i facilitar l’efecte xemeneia.

30
de Residus Sòlids
microorganismes.
 Mantenir la temperatura dins dels marges adequats.
 Una fase d’higienització a T elevades,
 Una temperatura entre 40 i 50ºC per afavorir l’activitat microbioana i
l’efecte xemeneia.

31
Relació Superfície/Massa

32
de Residus Sòlids
microorganismes.
 Humitat adequada (ni poca ni massa).
 Massa humitat: poca porositat i elevada calor específica.
 Poca humitat: poca activitat microbiana.
 Una referència: entre 40 i 60%.

33
El compostatge casolà: un resum
 Limitacions:
 Si s’aporta el residu orgànic poc a poc, no hi ha prou energia per
arribar a la fase termòfila: No hi ha higienització i procés és més lent.
 Si s’aporta el residu orgànic en massa, acostuma a faltar Oxigen: Risc
de males olors i procés és més lent.
 A controlar: la humitat
 Correcta a l’inici.
 Risc de que s’assequi el material en avançar el procés.
 Malgrat les limitacions:
 Amb el temps s’aconsegueix estabilitzar la matèria orgànica:
S’obté compost però no higienitzat
´És un procés molt didàctic.

34
Un Compostador per realitzar assaigs
 Caixa de 100-150 L de capacitat
´De material resistent a l’aigua
(plàstic, aglomerat DM, metall)
 Aillada.
 Amb punts de mesura de la T
de l’aire d’entrada, de sortida i de
la massa.
 Amb un ventilador temporitzat.
 Sofisticacions: control de la
ventilació per la temperatura
Ventilador
temporitzat
Punt de
mesura de T
Xemeneia
Punt de
mesura de T ZONA AMB EL
MATERIAL EN
COMPOSTATGE
Sortida aire calent i
pobre en O2
Entrada d'aire fresc
i fred
Planxa perforada
Tapa practicable
Desguàs de lixiviat
Càmara de
repartiment d'aire

35
Un exemple d’assaig en minicompostador:
L’efecte de la ventilació forçada
 Comprovar si:
 La descomposició de la matèria orgànica és més ràpida quan el
compostatge es realitza amb aportació forçada d’aire.
 Canvia l’aspecte final del producte segons s’hagi aplicat o no
ventilació forçada.
 Material: Planta de blat de moro tendre trinxada –per ensitjar-
 Material homogeni, reproduible i trinxat.
 Humitat i relació C/N semblant a la de la matèria orgànica dels
residus urbans.
 També serviria la gespa.
 2 assaigs successius en el mateix compostador i idèntic material:
 Un amb ventilació forçada.
 L’altre amb el tiratge natural de l’efecte xemeneia.

36
 Paràmetres quantitatius:
 Masses inicials i finals
 Volums inicials, intermedis i finals
 Humitat inicial i final
 Temperatures (freqüència més o menys diària):
 Paràmetres qualitatius:
 Aspecte (color, olor, pH,...) del producte final
 De l’aire d’entrada
 De l’aire de sortida
 En diferents punts de la massa.

37
 Indicadors (per a un mateix període de temps de procés):
 % Reducció de volum: quan més elevat sigui, més actiu el
procés.
 % Pèrdua de massa: quan més elevat sigui (aigua evaporada de
l’aigua i matèria orgànica descomposta), més actiu el procés.
 % d’aigua evaporada: quan més elevat sigui la quantitat d’aigua
evaporada, més energètic el procés.
 % de matèria seca perduda: quan més elevat sigui, més gran
haurà estat la descomposició de materia orgànica.
Aigua evaporada/ matèria seca descomposta: és un índex de
l’energia generada en el procés.

38
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650
Hores
Temperatura(ºC)
T mitjana compost
T compost a dalt
T compost al mig
T compost a baix
T aire entrada
T aire sortida

39
Reducció del volum al llarg del proces aeròbi
24/08/05
31/08/05
04/09/05
11/09/05
19/09/05
31/10/05
03/12/05
0
50
100
150
200
250
16/08/05 05/09/05 25/09/05 15/10/05 04/11/05 24/11/05 14/12/05
litres
Reducció del volum al llarg del procés anaerobic
214,95
178,92
149,10
142,88
109,687
73,125
0
50
100
150
200
250
25/09/05 05/10/05 15/10/05 25/10/05 04/11/05 14/11/05 24/11/05 04/12/05 14/12/05
Litres

40
0
10
20
30
40
50
60
70
80
%Pèrduade
volum
%Pèrduade
massa
%Pèrdua
d'aigua
%Pèrduade
Matèria
Orgànica
Aigua
evaporada/MS
descomposta
Aeració forçada
Sense aeració forçada

El compostatge.manresa febrer 2012

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Similaire à El compostatge.manresa febrer 2012

Similaire à El compostatge.manresa febrer 2012 (20)

Dernier

Dernier (7)

El compostatge.manresa febrer 2012