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  GESTIÓN DE RESIDUOS
 
 
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La materia orgánica procedente de los residuos sólidos urbanos es una de las materias primas para el proceso de compostaje
El objetivo del proyecto ha sido realizar un estudio para facilitar el aprovechamiento de diferentes tipos de residuos orgánicos mediante tratamientos aerobios y anaerobios. El estudio ha permitido obtener compost y/o biogás (según la metodología utilizada) y determinar, para cada tipo de biorresiduo estudiado, el sistema de tratamiento más ventajoso desde el punto de vista económico y medioambiental.

La generación de biorresiduos en la sociedad actual es un problema importante que debe ser solucionado. Castilla-La Mancha es una región en la que existe una importante producción de dichos biorresiduos, existiendo en la actualidad escasos medios para su gestión, reutilización o valorización.

Desde el punto de vista medioambiental, este trabajo se relaciona con el desarrollo de los Planes Nacionales de Residuos y de Lodos de Depuradora (PNLD). En el primero de ellos se establecen como objetivos prioritarios respecto a los residuos, en primer lugar prevenir su producción, y cuando esto no sea posible fomentar, por este orden, su reducción, reutilización, reciclado y otras formas de valorización. Concretamente, el PNLD persigue la valorización del 80% de los lodos antes de 2007. Dentro de los objetivos de valorización destaca la valorización para usos agrícolas del 65% de los lodos producidos, en concreto el 25% previamente compostado y el 40% tratado anaeróbicamente o con otros medios (1, 2). En el contexto europeo, está a punto de aparecer una directiva relativa a la gestión de los biorresiduos y en Castilla-La Mancha se ha aprobado el Plan de Gestión de los lodos producidos en las estaciones depuradoras de Castilla-La Mancha 2007-2012 (Decreto 32/2007, de 17 de abril), en el que se recogen las propuestas de gestión para los lodos producidos en la región.

Todo ello hace que sea de gran interés cualquier acción encaminada al aprovechamiento de estos residuos, máxime cuando de ello se derive la obtención de productos de mayor valor añadido como el compost o el biogás.

El compostaje es un proceso biológico, aerobio y termófilo con el que se realiza una conversión controlada de substratos orgánicos en un producto fi nal estable, higiénico, enriquecido en sustancias húmicas y con aspecto similar a un suelo orgánico o a una turba, denominado compost. Según la época en la que se aporta a la tierra y según el cultivo al que se puede aplicar, pueden encontrase dos tipos de compost:

Compost maduro.

Se emplea en cultivos que no soportan materia orgánica fresca o poco descompuesta y como cobertura en los semilleros.

Compost joven.

Se emplea en el abonado de plantas que soportan bien el compost poco descompuesto (patata, maíz, tomate, pepino o calabaza).

 
Digestores Anaeróbicos
La calidad del compost es fundamental para conseguir una buena aceptación por parte de sus potenciales consumidores y condiciona también su precio de venta y posibilidades de uso. Los requerimientos de calidad van dirigidos a conseguir un aspecto y olor aceptables, una higienización correcta, un bajo nivel de impurezas y contaminantes, un buen nivel de componentes agronómicamente útiles y una cierta constancia de características.

La digestión anaerobia es un proceso biológico en el que la materia orgánica es metabolizada en ausencia de oxígeno obteniéndose un gas (biogás) formado fundamentalmente por metano (concentración superior al 60 % en condiciones óptimas) y CO2, que puede ser empleado como combustible o fuente de energía, ya que presenta una potencia calorífica inferior media de 5.500 kcal/m3 (3).
Resultados y conclusiones
 
Los experimentos de compostaje se llevaron a cabo en la Finca Dehesa de Galiana, situada a unos 12 km de Ciudad Real, en el término municipal de Valverde. El sistema elegido fue compostaje en pilas volteadas, consistente en la disposición en pilas de los residuos y aplicación de volteos mecánicos periódicos que facilitan la entrada de oxígeno al interior de estas. En la figura 1 se muestra una pila de compostaje. Los experimentos de digestión anaerobia se desarrollaron a escala de laboratorio, midiéndose la cantidad y calidad (contenido) de biogás producido. En la figura 2 se muestra la instalación experimental de producción de biogás.

En los experimentos se estudió la valorización de siete biorresiduos: residuos sólidos urbanos, estiércol de vacuno, purines de cerdo, Lías de vino, Alperujo y Orujillo procedentes de la fabricación de aceite y Lodos de Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales. Los experimentos se desarrollaron durante dieciocho meses, estudiándose la valorización, por las dos vías indicadas, tanto de los residuos puros como de diferentes mezclas de los mismos realizadas en función de su contenido en carbono, nitrógeno y fósforo y de su humedad. A partir de los resultados experimentales obtenidos en este estudio se pueden sacar las siguientes conclusiones:

  
 
La generación de residuos constituye un problema ambiental de primera magnitud, no sólo por lo que representa en términos de abandono de recursos, sino por la creciente incapacidad para encontrar lugares para su eliminación con la menor incidencia ecológica posible. Es por ello que la legislación tanto europea como nacional y regional en materia de residuos, hace especial hincapié en la necesidad de prevenir su generación y, cuando ésto no sea posible, procurar su reutilización, reciclado o valorización. De ahí que la investigación orientada a la búsqueda de alternativas para la gestión de estos residuos se revele cada vez de mayor importancia.

 
Instalación experimental de compostaje
En el caso del compostaje, los dos factores que más afectan al proceso son la humedad de la pila inicial y la relación C/N. Para ambas, se han considerado como óptimos los valores 50% y 30%, respectivamente. Por lo que se refiere al compost producido, su calidad se establece en función del índice de madurez del producto obtenido a partir del test de medida de estabilidad puesto en marcha.


 
Instalación experimental de digestión anaerobia
En el caso de la digestión anaerobia, son los dos mismos factores los que afectan al proceso si bien, en este caso, se requieren humedades muy elevadas, en torno al 80 %, siendo posible la digestión de residuos líquidos, cuyo tratamiento resulta inviable mediante compostaje. La relación C/N marca el límite de producción de biogás habiéndose comprobado que niveles de contenido en N superiores a 2000 mg/l inhiben el proceso.


De los experimentos de compostaje realizados se puede concluir que todos los residuos analizados son compostables con excepción de los purines.

 
En la digestión anaerobia, la materia orgánica de los residuos se metabolizan en ausencia de oxígeno obteniéndose un biogás que puede ser empleado como combustible en motores de cogeneración
Los lodos estudiados en este trabajo, no se han podido compostar sin mezclar con un material estructurante debido a su elevada humedad, superior al 70%, que impide la entrada de aire al interior de las pilas, transformándose el proceso en anaerobio. Sin embargo, si es posible su compostaje en mezclas con diferentes proporciones de estructurante. El estructurante, también denominado enmienda, tiene como objetivo principal reducir la humedad de la mezcla a los valores anteriormente indicados. Como estructurante puede ser utilizado otro residuo orgánico de baja humedad y adecuada relación C/N, por ejemplo RSU, residuos vegetales de poda, residuos agrícolas y ganaderos, etc. En este trabajo, los mejores resultados se han obtenido al compostar los lodos con la mezcla alperujo-orujillo, obteniéndose un compost adecuado para su uso como fertilizante. Los lodos deshidratados pueden ser compostados siempre que posean humedades inferiores al 50 %.

Los purines no pueden compostarse sin mezclar ni mezclados con ninguno de los residuos considerados en el estudio debido a su naturaleza líquida. Del resto de los residuos analizados, los mejores resultados en cuanto a velocidad de compostaje se obtienen cuando se compostan los RSU y las Lías de vino sin mezclar. En ambos casos, es posible obtener composts de características adecuadas para tiempos de compostaje del orden de 90 días.

 
En estos digestores, el estiércol es metabolizado en ausencia de oxígeno (digestión anaerobia), para obtener biogás
El Índice de Respiración Dinámica, I.R.D., es un parámetro adecuado para la determinación de la madurez del compost. Todos los compost obtenidos en este trabajo cumplen el límite establecido para el I.R.D. si un compost quiere ser utilizado como fertilizante.


 
Línea de afino de Compost. Centro de Tratamiento de RSU de Toledo
De los experimentos realizados mediante digestión anaerobia se puede concluir que tampoco es posible la obtención de biogás a partir de purines sin mezclar ya que, debido a su elevado contenido en nitrógeno, superior a 2000 mg/l, inhiben el crecimiento de las bacterias metanogénicas. En cuanto a los otros residuos estudiados, los mejores resultados en cuanto a producción de biogás y a la calidad de este, se obtienen cuando se digiere lodo de depuradora. La cantidad y calidad del biogás obtenido es suficiente para cubrir las necesidades energéticas del propio proceso y para suministrar energía al exterior. Es posible la obtención de biogás de calidad adecuada para su uso como combustible, a partir de los purines mezclados con estiércol de vacuno, si bien, mezclas con contenidos en purín superiores al 75% conducen a la inhibición del proceso.

 
Este es el aspecto final del compost, una vez afinado
Finalmente, mirando desde el punto de vista tecnológico, se puede considerar que todos los residuos considerados en este estudio, con excepción de los purines, pueden ser valorizados mediante compostaje o mediante digestión anaerobia, en unos casos de forma directa y en otros mediante mezcla o adecuación, como ocurre con los lodos de elevadas humedades. La elección de un método de valorización u otro dependerá tanto de las posibilidades de uso del compost producido y de la cantidad y calidad del biogás obtenido, como de la evaluación económica de los procesos a desarrollar. Para esta evaluación económica será preciso considerar, no sólo el coste de inmovilizado de las instalaciones en las que se desarrollará el proceso de valorización, si no también los costes de operación y los posibles beneficios obtenidos a partir de los productos generados en el proceso de valorización.

  
 
BIBLIOGRAFÍA

1. Ministerio de Medio Ambiente, Ley 16/2001 de 1 de Julio sobre Prevención y Control Integrados de la Contaminación, B.O.E., 2-7-2002.

2. García C. y Polo A. (1999), Estudio de parámetros bioquímicos en procesos de estabilización de residuos orgánicos urbanos, Residuos, 51, 7-81.

3. Flotats, X; Campos, E; Bonmatí, A; (1997): 3rd Curs d´Enginyeria Ambiental. Aprofitament energétic de residus orgánic. Lleida.

4. Gabiña, R.; (1998): Mejora del control de la digestión anaerobia de fangos urbanos. Residuos, Pág. 64

5. Rittmann, B.; (2001). Biotecnología del medioambiente: principios y aplicaciones. Ed. Mc Graw-Hill, 1ª Edición. Madrid, Pág. 559-623.

6. Martín, A.; (2002). Digestión Anaerobia. Master de Ingeniería y Gestión Medioambiental, UCLM.
L. Rodríguez
Instituto de Tecnologías Química y Medioambiental.
Universidad de Castilla-La Mancha.
Avda. Camino José Cela, s/n.
13071 Ciudad Real.
Lourdes.Rodriguez@uclm.es

J. Villaseñor
F. J. García
F. J. Fernández
V. Sánchez
I. M. Buendía
  subir  
 
       
©2008. Consejería de Medio Ambiente y Desarrollo Rural.
Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha