autocompostatge o compostatge casolà · curs de formació - com reciclar els residus orgànics que...

1

Autocompostatge o Compostatge CasolàCurs de formació - Com reciclar els residus orgànics que produïm

Menjadors de microbisMengen

bacteris i llevats• Protozous (amebes): ciliats (colpoda, 90%)

flagelats (com el bodo)amebes testàcies (arcella)

• Nemàtodes: fitòfags, predadors i micròtrofs

Exploten fongs • Suctors (alguns nemàtodes)• Mengen tota l’hifa (coleòpters, formigues, termes)

Detritívors (mengen microbis i detritus)

Àcars, colèmbols, insectes, opilions, crustacis, mol·luscsCucs blancs (àcid) / cucs vermells / paneroles (Porcellio

silvestri, Armadillum vulgare) / larves de mosca / entomòbrids / ptílids (espores) / àcar / pseudoescorpins (detritus) / 1000

peus (vegetarians) / 100 peus (cucs) / planàries

2


DESCOMPOSICIÓ I MINERALITZACIÓ DELS BIOPOLÍMERS

BIOPOLÍMER NOM DELPROCÉS

DISTRIBUCIO MICROBIANA PRODUCTESINTERMITJOS

PRODUCTES FINALS

POLISACÀRIDS CEL·LULOLISI Bacteris mesòfils

Fongs

Sucres Aerobiosi: CO2 + H2O Àcids orgànics cad. curta

Anaerobiosi: CO2 + CH4

sucres, midó Bacteris termòfils

Fongs mesòfils

cel·lulosa,

hemicel·lulosa

Actinomicets

Fongs termòfils

Fongs mesòfils (menor grau)

PROTEÏNES PROTEOLISI Bacteris (termòfils)

Actinomicets

Aminoàcids Aerobiosi: NH4+ i NO3

-

Anaerobiosi: NH4+

LIGNINES LIGNINÒLISI Aerobi àcid: floridures blanques Lignina

semioxidada

Fenols (tòxics)

Aerobi: floridura bruna Humificació directa (humus

heretat)

Anaerobi: no hi ha actuació Lignina inalterada

LÍPIDS Diversos

Bacteris termòfils

Glicerina

Àcids grassos

3


CICLE DEL NITROGEN AL SÒL

AbsorcióMO Compost

NH4+ NO3-

HumusFlora microbiana

N2N2ONO

LixiviacióFixació a l’argila

Nitrificació

Desnitrificació

4


3.10. Principals vies de descomposició dels biopolímers

Proteïnes AminoàcidsUrea

Amoníac i sals amoniacals Nitrits Nitrats

Fongs, actinomicets, bacteris amonificants

bacteris nitrosants

bacteris nitrificants

Ligninaàcid

bàsic

Floridures brunes, bacteris

Lignina semioxidada humificació

Polifenols Processos refrenats

Floridures blanques

O2

O2 Compostos nitrogenats

Piridina

Derivats d’àcids aminats: putrecina i cadaverina

Compostos sofrats Mercaptans, sulfur d’etilè, dimetil disulfid

O2Lignina inalterada

O2

5


solubles i midó Monosacàrids CO2 + H2O

Bacteris mesòfils i termòfils fongs mesòfils

Polisacàrids

Cel·lulosa, hemicel·lulosa àcid

bàsic

CO2 + H2O

Àcid poliurònic humificació

Bacteris mesòfils, Actinomicets

CO2 + H2O

Cel·lulosa inalterada

Basidomicets

Fongs termòfils

O2

O2 Monosacàrids

Àcids orgànics

alcohols

CH4 · H2

O2

O2Productes intermitjos solubles

(alcohols, àcids, ...)Productes gasosos

CH4 · H2 · CO2

Basidomicets

6


4. Compostatge casolà: modalitats4. Compostatge casolà: modalitats

- Compostador de pila,- compostador en ziga-zaga,- el compostatge en contenidor ( o CONTINU ), i- el vermicompostatge.

De compostatge casolà se’n pot fer de diferents maneres. Cada model dependrà de l‘EMPLAÇAMENT i els RECURSOS de cadascú. Està clar que qui disposi de cert espai, com ara un jardí, pot permetre’s de tenir una pila de compostatge. Qui visqui en un pis sols podrà, en principi, plantejar-se de tenir un vermicompostador.

D’acord amb una concepció preventiva en la generació de residus, es recomana de realitzarl’autocompostatge EN PILA, que és la modalitat menys intensiva.

En cas d’haver-se o voler-se construir un compostador, és preferible de FER-SE’L cadascú( amb llistons de fusta, aprofitant un bidó metal.lic o de fusta... ). En darrer terme s’aconsellaria de comprar-ne un de PLÀSTIC.

7


• PILA --> * a: amplada màx. 1,5 m

a

b* b: alçada màx. 1 m* c: longitud mínima 1 m* llit de branca entrecreuada c

* cobriment amb palla* Volteig: portem el material del mig a les vores i a l’inversa* Mètode econòmic, fàcil, indicat per a l’hort.

• Ziga - Zaga --> * cub de 1x1x0,8 m3

A B* 1 cub en descomposició. Volteig i reg freqüent.

1 de gener a 31 de juliol

1 d’agost a 31 de desembre* 1 cub en maduració.

Poc volteig i reg* Indicat per familiaritzar-se amb el procés. Poc exigent.

8


• Procés en continu --> * bidó de >1m3 de volum* material fresc part superior* material madur part inferior* Indicat per jardí. Bon acabat.

Solució molt integrada a l’entorn.

• Vermicompostatge --> * bido de 3 pisos ( variable )* material fresc pis inferior.

En descomposar-ho els cucs, aquests ascendeixen, obtenint-seel compost dels excrements d’aquests.

* El pis buidat en aplicar el compostes torna al capdamunt del compostador.

9


5. Principals paràmetres del procés5. Principals paràmetres del procésCom ja s’ha apunta, el compostatge requereix que es faci un seguiment de la HUMITAT, la TEMPERATURA i la presència d’OXIGEN.

Aquests són els principals paràmetres, per bé que n’hi ha d’altres, que en el cas del compostatge casolà no poden ser necessàriament presos amb tanta consideració.

10


6. La humitat i la temperatura6. La humitat i la temperaturaL’evolució que pateix la humitat, es pot dir que de forma esquemàtica, és la següent:

Humitat en una pila de compostatge

0

10

20

30

40

50

60

70

80

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

105

110

115

120

Dies

Hum

itat (

% )

Humitat

A l’inici del procés, el material ( barreja de fresc i sec ) presenta una humitat elevada, que pot comprendre valors d’entre 60 i 80-90%, depenent de la composició de la pila.

11


En la mesura que el procés es realitza segons allò esperat, s’inicia la degradació de la matèria orgànica i la pila guanya temperatura. En fer-ho, començarà a perdre humitat en forma de vapor d’aigua ( les piles “fumegen” ).

Les parts més externes de la pila són aquelles més seques, ja que estan en contacte amb l’exterior, mentre que a l’interior la humitat tendeix a ser més elevada per efecte de la retenció que ofereixen les capes que hi ha per damunt.

Allò ideal fóra que cada cop que es voltegés també coincidís en que la pila requerís una aportació d’aigua per reg. Però això no és sempre així.

Haurem d’anar observant la pila o piles per a veure si, segons l’aspecte, l’edat, el material, els voltejos, la temperatura ( tant interna com externa )... ens indiquen que aquesta necessita una aportació d’aigua.

12


La temperatura, com ja s’ha vist,també és un indicador de l’estat de la pila.

Temperatura en una pila de compostatge

0

10

20

30

40

50

60

70

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101

106

111

116

121

Dies

Tem

pera

tura

(º C

)

Temperatura

Les fases per les quals passa la pila que es pretén compostar són:

- una breu primera etapa mesòfila ( 15 - 45º C ), - seguida d’una segona ETAPA TERMÒFILA ( 45-55º C ), - i una darrera ETAPA MESÒFILA ( 15-45º C ).

La primera etapa rep el nom d’etapa de DESCOMPOSICIÓ, la darrera, de MADURACIÓ.

13


En cada una d’aquestes etapes, la pila tindrà una PRESÈNCIA DOMINANT de diferents microorganismes ( actinomicets, fongs i bacteris ) i protozous. Aquests procedeixen tan del sòl damunt del qual, o en contacte amb el qual, es troba la pila o bé de l’aigua de reg, l’aire o els mateixos residus.

L’evolució que aquesta pateix es pot caracteritzar de la següent manera:

- primer, els residus es troben a temperatura ambient. Aquests, si es troben en el VOLUM SUFICIENT per tal que el procés de compostatge s’iniciï, prendran una temperatura progressivament més alta en qüestió de pocs dies.

- En una setmana, podrien prendre una temperatura d’uns 50-60º C si no es barreja. Així, en una setmana caldrà remenar la pila (com hem dit, en el cas que el procés s’iniciï de forma efectiva ), per evitar que aquesta prengui temperatures excessivament altes.

14


De manera progressiva, en anar-se duent a terme el procés de compostatge, la pila anirà:

- PERDENT VOLUM, com a conseqüència de la pèrdua d’aigua ( malgrat la reposició per reg ) en forma de vapor d’aigua.

- Anirà adquirint un TO MARRÓ FOSC HOMOGENI, diferent de l’aspecte heterogeni original, on es podia reconèixer els materials inicials.

- DEIXARÀ DE FUMEJAR. Progressivament s’alenteix el procés de descomposició per manca de substrat fresc per als microorganismes descomponedors.

- SERÀ COL·LONITZAT PER INSECTES DETRITÍVORS. Al costat dels microorganismes descomponedors, amb la progressiva disminució de la temperatura de la pila, aquesta serà ocupada per diferents invertebrats i organismes que continuaran el procés de descomposició.

15


7. El pH7. El pHDurant el procés de compostatge, la pila adquireix diferents valors de pH.

Per tal que el procés de nitrificació es pugui dur a terme, cal que les condicions en temperatura i pH siguin les que permetin l’activitat dels bacteris.

Si el pH final és massa baix, el resultat és l’obtenció de sals amòniques.S’ha d’evitar que el material que es composti sigui excessivament àcid ( cítrics... ) o bàsic. Aquest fet pot condicionar l’activitat dels microorganismes, de manera que el procés es pot endarrerir o aturar.

És interessant de remarcar que, si en algun moment s’arriba a CONDICIONS ANAERÒBIQUES, poden entrar en funcionament les FERMENTACIONS ÀCIDES, les quals portaran el residu a unes condicions de pH pràcticament impossibles per a la vida microbiana, la qual cosa endarrerirà o impedirà la continuació del prócés de compostatge quan es recuperin les condicions anaeròbiques.

Una situació similar es donarà també si el material originari era excessivament àcid.

Cal tenir present que el pH final del residu serà el que influirà en el pH del sòl on s’apliqui.

16


8. 8. L’aireg L’aireg i el i el volteigvolteigEl volteig de la pila no només és necessari per tal d’homogenitzar la pila i evitar que aquesta assoleixi temperatures excessives. Alhora, el volteig permet que les parts de les piles en que no arribi l’aire per TRANSPORT PASSIU, els pugui arribar AIRE.

A diferència del dit compostatge industrial, realitzat en grans quantitats i en instal.lacions amb importants aplicacions tecnològiques, en l’autocompostatge, l’aire sols es pot aportar de manera activa per VOLTEIG de les piles i no pas AIREIG FORÇAT.

SÒL

Pila compostant

Sentit de circulació de l’aire per transport passiu( si l’estructura es prou bona ).

Nucli anaerobi

17


La freqüència de volteig varia segons la pila ( GRANDARIA, CONTINGUT, EDAT... ), però es pot establir que el volteig és més freqüent al principi, de manera que durant les PRIMERES SETMANES, quan la descomposició és més forta, cal votejar un cop cada setmana, i posteriorment disminuir aquesta freqüència de forma progressiva.

L’aireig, emperò, no sols es realitza voltejant les piles. El fet que la pila tingui una bona estructura ( ESCORÇA TRITURADA, PALLA, FULLES SEQUES, BRANQUILLONS... ) permet que l’aire pugui circular entre els espais que aquest material origina enmig del material més “fresc”.

18


El procés: etapes, indicadors i principals problemàtiques El procés: etapes, indicadors i principals problemàtiques

9. Balanç de nutrients: la relació C/N9. Balanç de nutrients: la relació C/NPer tal que els microorganismes puguin descomposar els biopolímers, simplificar-los a nivell molecular i posteriorment generar molècules més estables que les originals, cal una determinada RELACIÓ ENTRE EL CONTINGUT TOTAL DE CARBONI I EL DE NITROGEN ( “Relació C/N” ).

La RELACIÓ C/N expressa numèricament el contingut d’àtoms de carboni i de nitrogen existent en el material d’una pila. La determinació d’aquestes quantitats es realitza per mètodes de laboratori ( el Carboni a partir d’una extrapolació a partir de la MO determinada per mufla i el Nitrogen total a través d’una extracció pel mètode Kjeldahl ).

Així doncs, numèricament, s’ha comprovat que cal una relació al voltant de 30 ( 25 – 35 ) per tal que el procés funcioni correctament.

Tanmateix, això cal que sigui matisat.

19


El carboni ( C ) és una font d’energia per als microorganismes. En consumir-lo, aquests alliberen CO2.

El carboni és més present a l’estructura cel.lular dels microorganismes que no pas el Nitrogen ( N ).

Aquest fet origina que les necessitats que en tenen siguin diferents, ço que s’expressa en el valor de la relació necessària al voltant de 30.

Aquest valor orientatiu és funció de:

- el tipus de MO- el grau de biodegradabilitat de la MO

per la qual cosa cal relativitzar-lo, com ja s’ha dit.

20


UNA ELEVADA RELACIÓ C/N:

- suposarà que s’alenteixi en tant que mancarà N per als microorganismes. S’hauran de produir diversos cicles vitals dels microorganismes, de manera que el N es “recicli” i es pugui anar descomposant les molècules que contenen C.

- suposa un greu risc per a aplicar al sòl. Aquesta pràctica pot suposar originar “FAM DE NITROGEN”.

Cal tenir en compte que el procés també es pot alentir en el cas que les molècules riques en C siguin poc biodegradables ( cas de lignines, cel.luloses... ).

UNA BAIXA RELACIÓ C/N:

- suposa que es puguin produir pèrdues de N en forma d’amoniac ( NH3 ), de manera que no s’aprofiti el N present.

21


PROVARelació C/N inicial

% N Final (sms) % N conservat

1 20,0 1,40 61,22 20,5 1,40 51,93 22,0 1,63 85,24 30,0 1,21 99,55 35,0 1,32 99,56 76,0 0,86 108,0

22


10. Població microbiana10. Població microbianaLa població mcrobiana està constituida bàsicament per:

- fongs,- bactèries i- actinomicets.

Segons la successió d’ambients que es donen en el procés, la seva presència varia.

Els microorganismes provenen tant del sòl, de l’aire, de l’aigua o de les restes orgàniques.

• En la PRIMERA ETAPA, predominen els BACTERIS i els FONGS mesòfils, els quals en la mesura que produixen la degradació dels materials més fàcilment degradables alliberen ÀCIDS ( resultant en una lleugera acidificació, doncs, de la pila ).

• En l’ETAPA TERMOFÍLICA del procés, a partir de 40º C es comencen a desenvolupar els fongs i bacteris termòfils. Comencen aleshores a aparèixer els ACTINOMICETS.

• A partir de 70º C cessa pràcticament tota activitat microbiana, donant-se aleshores les formes de resistència per a sobreviure, com ara la formació d’espores...

23


• De nou en disminuir la temperatura cap al rang mesòfil, comença la colonial.lització per part d’organismes ja no estríctament microbians: protozous, nemàtodes , miriàpodes...

• DISTRIBUCIÓ DELS ORGANISMES MICROBIANS A LA PILA:

Els BACTERIS es troben per la totalitat de la pila.

En canvi, els FONGS i ACTINOMICETS es concentren a la capa de 5 - 15 cm inicials de la pila ( oferint sovint un aspecte grisos a la superfície d’aquesta ).

• ATAC DELS DIVERSOS GRUPS FUNCIONALS :

• Fongs i actinomicets: cel.lulosa i hemicel.lulosa• Bacteris: carbohidrats i proteïnes.

• Bacteris mesòfils: carbohidrats i proteïnes fàcilment degradables.• Bacteris termòfils: proteïnes i carbohidrats no cel.lulòsics. ( Lípids i Hemicel.lulosa ).• Actinomicets: hemicel.lulosa de forma exclusiva.• Fongs mesòfils: descomposició de sucres, també cel.lulosa i hemicel.ulosa.

24


BACTERIS ACTINOMICETSMesòfils Termotolerants i termòfilsCellumonas folia Micromonospora vulgarisChondrococcus exiguus Nocardia brasiliensisMyxococcus virescens Pseudonocardia thermophilaM. Falvus Streptomyces rectusThibacillus thiooxidans S. ThermofuscusT. Denitrificans S. ThermophilusAerobacter sp. S. ThermoviolaceusProteus sp. S. ThermovulgarisPseudomonas sp. Thermoactinomyces vulgaris

Thermomonospora curvataTermòfils T. FuscaBacillus stearothermophilis T. Glaucus

Thermopolyspora polyspora

FONGSEspècies dels gèneres:Mesòfils Termotolerants i termòfilsFusrium AspergillusAspergillus MucorRhizopus TalaromycesTrichoderma SporotrichumMucor MyceliaFusidium

25


11. 11. Detrítivors i descomponedors invertebratsDetrítivors i descomponedors invertebrats

12. Problemes freqüents12. Problemes freqüents

13. 13. Qualitat del compost: proves qualitativesQualitat del compost: proves qualitatives• PROVA DE LA HUMITAT

• PROVA DEL pH

• PROVA DE MADURESA

• LA TEMPERATURA

autocompostatge o compostatge casolà · curs de formació - com reciclar els residus orgànics que...

Documents