Composta, microbiología

7/25/2019 Composta, microbiologa

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ANTECEDENTES

Qu es la composta?El proceso de compostaje se define como una descomposicin biolgica y

estabilizacin de la materia orgnica, bajo condiciones que permitan un desarrollo

de temperaturas termoflicas como consecuencia de una produccin biolgica de

calor, que da un producto final estable, libre de patgenos y semillas de malas

hierbas y que aplicado al terreno produce un beneficio.

Durante este proceso se suceden una serie de etapas caracterizadas por la

actiidad de distintos organismos, e!istiendo una estrecha relacin entre la

temperatura, el p" y el tipo de microorganismos que act#a en cada fase.

SISTEMAS DE COMPOSTAJEE!isten arios sistemas de compostaje, no obstante, el objetio de todos es

adems de transformar los residuos en $ompost, conseguir las condiciones

consideradas letales para patgenos, parsitos y elementos germinatios

%semillas, esporas&.

SISTEMA EN CAMELLONES O PARVAS

'aras, camellones o pilas es la denominacin que se le da a la masa de residuos

en compostaje cuando la misma presenta una morfologa y dimensiones

determinadas. ( los sistemas donde se procesa el material mediante la

conformacin de estas estructuras se le denomina )istema en 'aras o

$amellones.

De acuerdo al m*todo de aireacin utilizado, este sistema se subdiide adems

en+

)istema en 'aras o $amellones iles, cuando la aireacin y

homogeneizacin se realiza por remocin y reconformacin de las paras y

)istema de $amellones o 'aras Estticas cuando la aireacin se realiza

mediante instalaciones fijas, en las reas o canchas de compostaje %m*todos

-eltsille y utgers&, que permiten realizar una aireacin forzada sin necesidad de

moilizar las paras.


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SISTEMA EN REACTORES

/tros procesos de compostaje, no se basan en la conformacin de paras 0os

residuos orgnicos son procesados en instalaciones que pueden ser estticas odinmicas, que se conocen como eactores. -sicamente los reactores, son

estructuras por lo general metlicas+ cilndricas o rectangulares, donde se

mantienen controlados determinados parmetros %humedad, aireacin&,

procurando que los mismos permanezcan en forma relatiamente constante. 0os

reactores miles adems, posibilitan la mezcla continua de los desechos

mediante dispositios mecnicos, con lo que se logra un proceso homog*neo en

toda la masa en compostaje.

Este tipo de sistemas, permite acelerar las etapas iniciales del proceso,

denominadas incorrectamente fermentacin1. 2inalizadas estas etapas actias

biologicamente, el material es retirado del reactor y acopiado para que se cumplala maduracin1. 0os sistemas de compostaje en reactores son siempre sistemas

industriales. )e aplican en aquellas situaciones donde diariamente se reciben

ol#menes importantes de desechos, y para los cuales sera necesario disponer

de superficies muy e!tensas. 3al es el caso de las grandes plantas de triaje y

seleccin de esiduos )lidos Domiciliarios %.).4.&, donde a partir de la fraccin

orgnica recuperada de este tipo de residuos se produce compost en forma

industrial.


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Fases el composta!ePreparacin.-)e acondicionan y mezclan los materiales de partida para regular

su contenido en agua, el tama5o de las partculas, eliminar los elementos no

transformables y ajustar los nutrientes para lograr una relacin adecuada $67.

Descomposicin mesfila.- %8 9:;$& )e produce una degradacin de az#cares y

aminocidos por la accin de grupos de bacterias %-acillus y 3hermus &.

Descomposicin termfila.-%9:


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"#ota e$co$t%aa e$ el composta!eEn general se puede afirmar que los microorganismos de inter*s en el compostaje

son organismos hetertrofos que utilizan compuestos orgnicos como fuente de

energa y desarrollan tejido celular a partir de nitrgeno, fsforo, carbono y otros

nutrientes necesarios. 0os organismos responsables de la transformacinbiolgica de los materiales orgnicos en compost son los hongos, las bacterias y

actinomicetos.

Durante el compostaje ocurren cambios cualitatios y cuantitatios en la microflora

actia. (lgunas especies se multiplican rpidamente al inicio cambiando el medio

ambiente y luego desaparecen para permitir ser sucedidos por otras poblaciones

de microorganismos. 0o anterior es debido a factores selectios tales como, el

contenido de humedad, la disponibilidad de o!geno, p", temperatura y la relacin

$67%$arbono67itrgeno&, que determinan la prealencia y sucesin de la poblacin

microbiano.


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"acte%#as


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0a mayora de las bacterias en el proceso de compostaje son aerobias, aunque

tambi*n e!isten algunas especies facultatias dependiendo de las condiciones del

ambiente en que ocurre la biodegradacin del sustrato. 0as bacterias en el

proceso de compostaje se pueden clasificar de acuerdo al rango de temperatura

en el que se desarrollan+ mesfilas para temperaturas entre >: a 9:? $ y

termfilas de 9: a @A? $. 0as bacterias son las responsables de ladescomposicin de protenas, lpidos y grasas a temperaturas termoflicas, as

como de gran parte de la energa calrica producida que conduce al incremento

de temperatura en el material inicial.

&o$'os

0os hongos son muy importantes en la descomposicin de materia orgnica

compleja y de la celulosa que es una de las partes ms resistentes de la materia

orgnica, la que en algunos materiales representa hasta el =: B de la masa total.

0os hongos se destruyen a temperaturas s uperiores a AA o$, aunque algunos

permanecen en estado de latencia reactiandose en la etapa de enfriamiento delcompost. Cane y ullins %@F& aislaron diferentes especies de hongos durante

las etapas mesoflica y termoflica de un proceso de compostaje de basuras. De

F:9 especies totales, >: eran del g*nero ucor, @ (spergillus, @G "umicola, =

Dactylamices, > torula y $haetomiun. (dicionalmente se obser la presencia de

hongos en la fase termoflica, a pesar de ello se ha concluido que su crecimiento

es limitado y se dificultad a#n ms si prealecen condiciones cidas y anaerobias.

Act#$om#cetes

0os actinomicetos son un grupo considerado intermedio entre las bacterias

procariotas ms primitias y los hongos eucariotas. )u estructura es muy similar ala de los hongos presentando un micelio ramificado, compuesto de hifas

unicelulares de dimetro muy reducido y cuando fructifican, este se diide en

trozos peque5os, formando erdaderas cadenas igual que las bacterias. 0os

actinomicetos pueden resistir condiciones adersas, para su nutricin metabolizan

toda clase de materia orgnica % gl#cidos, almidones, alcoholes, cidos orgnicos

etc.& generando proteasas, amilasas, lipasas etc... 2orman cidos orgnicos a

partir de los gl#cidos y amoniaco a partir del nitrgeno orgnico. $om#nmente

producen sustancias antibiticas, las cuales pueden actuar sobre otras especies

de actinomicetes, bacterias y hongos. (lgunas especies como los

3hermoactinomyces pueden crecer a temperaturas de =G? $ y nunca inferiores a9A?$, resistiendo las temperaturas que ocurren en el proceso de compostaje.


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ACTIVIDAD DE LAS EN(IMAS DEL CICLODEL NITR)*ENO

0a descomposicin de los residuos egetales y animales constituye un proceso

biolgico bsico en el cual el carbono es reciclado a la atmsfera como bi!ido decarbonoH el nitrgeno se libera en forma disponible como amonio y nitrato y otros

elementos asociados como fsforo, azufre y arios micro< nutrimentos a igual que

otros requeridos por las plantas superiores. 0a geoqumica del carbono tiene un

especial significado, en razn del papel clae en la estructura protoplasmtica y de

su esencialidad en el metabolismo energ*tico de los hetertrofos. El ciclo conllea

el intercambio del elemento entre las partes iientes y no iientes del

ecosistema. Dentro de este proceso, parte de los nutrimentos es asimilada por los

microorganismos e incorporada a la biomasa microbiana de las compostas y

ermicompostas.

P%oteasa %E$ F.9.>F.>.& acetil y = h de incubacin %0add y -utler, @>&.


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Am#asa %E$ F.A..9& amida amidohidrolasa. 0a amidasa es la enzima quecataliza la hidrlisis de las amidas y produce amoniaco y el correspondiente cido

carbo!lico.

/ O 7"F N y 7"F con el mecanismo de reaccin basado

en la formacin de carbonato como intermediario %3abatabai, G>&.

">7$/7"> N ">/ O >7"F N $/>

Esta enzima est ampliamente distribuida y se encuentra en microorganismos,

animales y egetales. (dems, cataliza la hidrlisis de la hidro!iurea, dihidro!iurea

y los semicarbazidos. 0as ureasas contienen nquel y su peso molecular ara de

A ::: a 9G: ::: Daltons %-laLeley y Rerner, G9& . )e ha utilizado una

ariedad de m*todos para ealuar la actiidad de la ureasa %c$arty et al., G&.

0a mayora de esos m*todos incluye la determinacin de amonaco liberado en la

incubacin de muestras tratadas con tolueno, en presencia de una solucin

amortiguadora de urea. /tros m*todos estiman la hidrlisis de la urea mediante la

determinacin residual de urea o con el 9$/> liberado despu*s de la incubacin%ulaney y -remner, @&. 0os m*todos utilizados no incluyen el uso

de amortiguadores para controlar el p", ni la adicin de tolueno para inhibir los

microorganismos de las muestras estudiadas %2ranLenberger y Sohanson, G=H

Candeler y Terber, GG&.

"offman y )chmidt %AF& mencionaron que el p" ptimo para la actiidad

enzimtica de la ureasa es entre = y @. '*rez


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y 3abatabai y -remner %@>& demostraron que el p" ptimo oscila entre G.G y :.

'or otro lado, en suelos minerales y orgnicos el interalo de p" es entre G.= y

:.>. 0os alores de la constante m!ima %Lm& %ichaelles.:F m %0ai y 3abatabai, >&. Esta enzima presenta actiidad

a una temperatura de =: ;$ y se desnaturaliza a @: ;$. 0a temperatura de

incubacin ara entre A y 9> ;$. 0a temperatura que se emplea es de F: ;$%Cissel y $abrera, GGH oyo et al., G&. 0a temperatura de la ureasa en

compostas y suelos es muy estable y es afectada por el secado de las muestras al

ambiente o por el almacenamiento a temperaturas entre U=: y >> ;$ %2enn et al.,

>&. 0a actiidad de la ureasa no correlaciona de manera significatia con la

biomasa microbiana y es afectada en forma diferente por las concentraciones

ariables de metales pesados, concentracin de o!geno y disponibilidad de

nitrgeno en suelo %c$arty y -remner, H c$arty et al., >&. 0os

inhibidores de la ureasa se han utilizado con frecuencia en suelos agrcolas para

preenir la hidrlisis rpida de la urea %Viaoyan et al., >&.

N#t%o'e$asa%E$ .@..>& 0a nitrogenasa es la enzima responsable delproceso de fijacin de nitrgeno atmosf*rico %Wuintero, G&.

7> N ="N N =e< N n(3' O >7"F N n(D' N n'i

Es muy sensible al o!geno, causndole una rpida inactiacin. )e ha protegido

al sistema multienzimtico nitrogenasa del o!geno con c*lulas que contienen una

pared compleja que pria al fotosistema productor de o!geno. 4na de las t*cnicas

ms utilizadas que siren como indicador de la actiidad de la nitrogenasa es la

reduccin de acetileno, se cuantifica por cromatografa de gases, el que asume

una relacin de electrones de 9+ %acetileno+nitrgeno fijado& %Wuintero, G&. El

presente trabajo se efectu para ealuar las cin*ticas de las enzimas hidrolasasinolucradas en los procesos de mineralizacin dentro del ciclo del nitrgeno

%proteasa, amidasa, ureasa y nitrogenasa& en paja picada y molida, subproducto

del cultio de 'leurotus ostreatus con o sin lombriz Eisenia andrei.

Mate%#ales ,ue se puee$ composta%4na composta, como ya se indic, requiere del suministro de desechos orgnicos,

que por su origen se clasifican como+


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DOM-STICOS.Esta categora considera materiales residuales de lapreparacin de comidas %partes de frutas, erduras, y cascara de hueo, entre

otros& y desechos de origen animal %carne, piel, sangre, huesos y otros&.

DE JARD/N. Jncluye los restos de cultios de las huertas, flores muertas,tallos, pastos y hojarascas.

S+"PROD+CTOS A*R/COLAS.0os ms utilizados son los residuosde cosecha de prcticamente todo cultio %por ejemplo arroz, trigo, cebada, maz,

ca5a de az#car, frijol, girasol, etc.& as como cascarillas y salado obtenidos de la

trilla o molienda.

DESEC&OS DEL *ANADO.0os esti*rcoles, orina y deyecciones detodo tipo de animales, son e!celentes para el compostaje ya que contienen un alto

porcentaje de nutrimentos.

FORESTALES.0os restos de los rboles, hojas y ramas cadas son fuenteimportante de material para la elaboracin de compostas. Estos desechos

contienen grandes cantidades de celulosa y lignina que se descomponen

parcialmente en la pila de compostaje y contin#an mineralizndose en el suelo

despu*s de aplicados.

DESEC&OS +R"ANOS 0 A*ROIND+STRIALES. )econstituyen de la fraccin biodegradable de la basura, como cartn, papel,

residuos finos de comida y fibras naturales y los residuos que proceden de la

industrializacin de productos tales como hortalizas, cacao, caf*, arroz, maz,

trigo, sorgo, maderas y semillas, entre otros.

Debe eitarse el uso de materiales no biodegradables, como idrios, metales,

alambre, plsticos, caucho, cenizas frescas, fibras sint*ticas o frutos con espinas,

ya que pueden causar problemas a las personas encargadas de su manejo.

Estos materiales presentan relaciones de carbono nitrgeno %$67& ariablesH una

relacin $67 alta significa que el proceso de descomposicin es lento y se requiere

de nitrgeno adicional para acelerar el proceso de descomposicin, como se

reporta para los residuos de cosecha y para algunos subproductos forestales y

agroindustriales. En contraste, una relacin $67 baja indica que el material tienealto contenido de nitrgeno y en el proceso de descomposicin se pierde nitrgeno

en forma de amonaco sobre todo cuando la temperatura se elea y el p" es bajo.

'or lo anterior, es coneniente mezclar materiales con altas y bajas relaciones $67

para que el nitrgeno, liberado por los materiales de baja relacin de carbn& o fuerte olor a (monaco

producto de la (monificacin. En una masa en compostaje con una adecuada$67, estas condiciones de anaerobiosis se producen por e!ceso de humedad o

bien por una e!cesia compactacin del material. En estas situaciones, se debe

proceder de inmediato a suspender los riegos y a la remocin del material y a la

reconformacin de los camellones.

RELACI)N CAR"ONO1NITR)*ENO

0a relacin $67, e!presa las unidades de $arbono por unidades de 7itrgeno que

contiene un material. El $arbono es una fuente de energa para los

microorganismos y el 7itrgeno es un elemento necesario para la sntesis


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proteica. 4na relacin adecuada entre estos dos nutrientes, faorecer un buen

crecimiento y reproduccin.

4na relacin $67 ptima de entrada, es decir de material Xcrudo o frescoX a

compostar es de >A unidades de $arbono por una unidad de 7itrgeno, es decir

$%>A&67 %& P >A.

En t*rminos generales, una relacin $67 inicial de >: a F: se considera como

adecuada para iniciar un proceso de compostaje. )i la relacin $67 est en el

orden de : nos indica que el material tiene relatiamente ms 7itrgeno. )i la

relacin es de por ejemplo 9:, manifiesta que el material tiene relatiamente ms

$arbono.

4n material que presente una $67 superior a F:, requerir para su biodegradacin

un mayor n#mero de generaciones de microorganismos, y el tiempo necesario

para alcanzar una relacin $67 final entre >:

se producirn p*rdidas importantes de nitrgeno. 0os residuos de origen egetal,presentan por lo general una relacin $67 eleada. 0as plantas y montes,

contienen ms nitrgeno cuando son jenes y menos en su madurez. 0os

residuos de origen animal presentan por lo general una baja relacin $67. E!isten

tablas, donde es posible obtener las relaciones de estos elementos para diferentes

tipos de residuos. ( ttulo orientatio, adjuntamos la siguiente tabla. )i se

desconocen estas relaciones en el material a compostar, lo aconsejable es realizar

en un laboratorio las determinaciones correspondientes.

'uede suceder que el material que dispongamos no presente una relacin $67inicial apropiada para su compostaje. En este caso, debemos proceder a realizar

una mezcla con otros materiales para lograr una relacin apropiada. Este

procedimiento se conoce como -alance de 7utrientes. ( ttulo de ejemplo,

supongamos que disponemos de aserrn y e!creta boina, un balance adecuado

se lograra mezclando F partes de e!creta boina con una parte de aserrn,


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obteniendo una relacin $67 de entrada de apro!imadamente >:. $uando nos

referimos a partes, las mismas pueden estar representadas por unidades

ponderales %Cg, 3on& o Yolum*tricas %lts, mF&. Desde el punto de ista prctico es

aconsejable manejarse con medidas olum*tricas por ej. mF. 'ara este ejemplo,

mezclaramos F mF de e!creta con mF de aserrn.

$on respecto al -alance de 7utrientes podemos sacar las siguientes reglas

bsicas+

. 4tilizando materiales con una buena relacin $67, no es necesario realizar

mezclas.

>. 0os materiales con relatio alto contenido en $arbono deben mezclarse con

materiales con relatio alto contenido en 7itrgeno y iceersa.

EL p&

El rango de p" tolerado por las bacterias en general es relatiamente amplio,e!isten grupos fisiolgicos adaptados a alores e!tremos. 7o obstante p" cercano

al neutro %p" =,A


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Z ecuperacin y reciclaje de recursos naturales.

Z educcin de la cantidad de residuos slidos urbanos destinados a ertedero e

incineracin, eitando as problemas de contaminacin de suelos por li!iiados

orgnicos y emisiones proenientes de la descomposicin en ertederos y la

quema en incineradoras.

Z El compost fruto de este proceso faorece la productiidad de la tierra sin

contaminarla con qumicos da5inos para los ecosistemas que acaban

incorporndose a nuestra cadena alimentaria. )e trata de un fertilizante natural,

corrector de la estructura del suelo, protector contra la erosin y sustrato de

cultio.

Z 3ambi*n se puede utilizar en las zonas ajardinadas y de recreo para proteger y

mejorar sus necesidades de fertilizacin.

Z El compost inmaduro o triturado de restos de poda tambi*n se puede utilizar

como acolchado en plazas municipales, alcorques,etc, dotando al municipio deespacios ms en consonancia con la naturaleza.

METODOLO*/A

234 SE MIDI) EL AREA. 2 DE ANC&O POR 5 DELAR*O3 MIENTRAS OTROS INTE*RANTES DEL*R+PO INSTALA"AN EL SISTEMA DE RIE*O3


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634 SE PIC) LA S+PERFICIE SELECCIONADA3

734 SEM"RARON RESPIRADEROS 8MADERA93

:34APLICARON +NA CAPA DE ESTIERCOL 825 CM93


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534+NA CAPA DE "IOMASA VE*ETAL FRESCA 825 CM93

;34 +NA CAPA DE TIERRA 25 CM3


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>34 SE APLIC) A*+A= &ASTA Q+E Q+ED) &@MEDO3

34 DE @LTIMO= SE C+"RI) CON +N PLSTICO3


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2B34 SE DEJA

2234A LOS >3 2B 25 DS SE REPITE TODO EL PROCESO ANTERIOR 8PONER LASCAMAS93

2634ANTES DE &ACER LA TERCERA CAPA REVOLVER LAS 6 TERAS 0 APLICAR+NA TERCERA CAPA3

273425 DIAS DESP+-S PONER C+ARTA CAPA3

2:3425 DIAS DESP+-S SE REV+ELVE= SE LE PONE A*+A 0 SE TAPA3

2534ESPERAR 0 MEDIO MS3


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CONCL+SI)NEn general se puede concluir que si bien hacer una composta parece

relatiamente fcil, en realidad no lo esH pues es un proceso largo en el que

interienen diersos factores para que se logre una perfecta degradacin de todos

los materiales utilizados. 3ambi*n cabe resaltar la importante accin de losmicroorganismos en este proceso, pues son los principales protagonistas y

encargados de llear a cabo esta descomposicin y transformacin de la materia

orgnica en abono natural con un alto contenido en nitrgeno y dems nutrientes

necesarios para los cultios.

)e debe de cuidar que estos microorganismos no mueran en el proceso, por eso

es que se toman ciertos parmetros de temperatura, humedad y aireacin. (s que

en realidad, puede ser un proceso tedioso y de mucho cuidado.

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