1 TRATAMIENTO DE LOS RESIDUOS GENERADOS EN EL COSECHAMIENTO Y DESGRANADO DEL MAIZ Universidad Nacional de Colombia Noviembre de 2009 Realizada por Grupo de Taller Interdisciplinar Desgranadora de maíz 2 Contenido: Introducción........................................................................................ 3 Tratamientos posibles para los residuos ........................................... 4 Compostaje ......................................................................................... 5 Introducción ........................................................................... 5 Factores que condicionan el proceso de compostaje .......... 6 Fabricación ............................................................................ 7 Compost en montón ................................................. 8 Compost en silos ....................................................... 9 Compost en Superficies .......................................... 10 Como emplear el compost ............................................................... 11 Para tener en cuenta ........................................................................ 12 3 Para conocer el tratamiento de los residuos es necesario conocer De esta manera el tratamiento que se le de a los residuos esta primero los residuos generados al momento del desgranado del relacionado con el beneficio que se quiera obtener de estos, ya sea maíz. Como nuestro proyecto no consta de la siembra y cosecha del generación de energía en un equipo para generar metano que al maíz, no se tiene en cuenta la en si como desecho, solamente se realizar la combustión se generan gases que pueden ser llevados a tendría en cuenta la tuza por así decirlo, el soporte de los granos, y una turbina para la generación de energía. Otro uso que no requiere la envoltura del fruto, las sedas y la envoltura, tal como se puede de una gran inversión por parte de los agricultores es la utilización observar a continuación: como abono, no requiere gran inversión ni capacitación respecto a la transformación de residuo a compostaje. 4 TRATAMIENTOS POSIBLES PARA LOS RESIDUOS: químicos, con ayuda de catalizadores especiales, los cuales lograrían la transformación en combustibles como gasolina, etanol o demás Para diseñar una disposición adecuada para los residuos, es sustancias que puedan servir como fuente de energía, ya sea en necesario tomar en cuenta principalmente los recursos con los que motores de combustión interna o en la generación de vapor en las se cuenta para tal fin. De acuerdo con este capital se pueden diseñar calderas. La calidad del producto depende del agente oxidante que procesos que brinden el mayor beneficio para el agricultor, se utilice, pasando desde el mas bajo al mas alto seria desde aire, convirtiendo estos desechos en productos de un gran valor oxigeno, vapor de agua/oxigeno hasta oxigeno puro. agregado. Otra alternativa que se presenta es el proceso de pirolisis, se somete A la vez que hay que tener en cuenta el capital disponible, se debe la materia a temperaturas elevadas en donde se descompone en pensar en la disponibilidad de la materia prima, que este caso es una gases, líquidos o sólidos, dependiendo de la temperatura que se dificultad, solamente se tiene materia prima 2 veces al año, y en maneje. Es muy similar a la gasificación, solamente que se manejan cantidades relativamente bajas. Por lo que diseñar un proceso atmosferas inertes, sin compuestos oxidantes como el aire, altamente complejo y por lo tanto de alto costo, no seria una opción usualmente se utiliza Nitrógeno. a tener en cuenta, se requiere un tratamiento de bajo costo y muy Una alternativa económica pero con pocos beneficios es utilizar efectivo. estos residuos como una fuente de calor, ya sea en una hoguera o Un proceso muy efectivo que se puede desarrollar es una en una estufa para cocinar los alimentos. Para este procedimiento gasificación de biomasa (Materia orgánica originada en un proceso se debe realizar un secado previo para asegurar que la mayor biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de cantidad de energía disponible dentro del materia, se puede utilizar energía). Es un proceso en el cual se pone en contacto la biomasa en la calefacción, mas no en la eliminación de esa humedad. con aire caliente, con el fin de reducir sus componentes principales a Una última opción es la creación de sustratos para el suelo, tres productos, CO, H2 y CH4, los cuales son compuestos con un alto reduciendo los requerimientos de nutrientes que se deben adicionar poder calorífico, y también posibilidades de crear nuevos productos 5 al suelo con el fin de obtener una cosecha, con las mejores calidades antibióticos, hormonas y otras sustancias beneficiosas que protegen y cantidades. las plantas de enfermedades, insectos y nematodos dañinos. Luego de plantear las posibles opciones, se plantea que la mejor opción tanto por costos como por beneficio, seria la creación de Al conjunto de material que constituyen el compost se le denomina compost para el suelo, ya que la capacitación requerida para el “pila” o “monton”. Esta, al igual que la capa superior del suelo, diseño de estos sustratos es mínima, además que no requiere la cumplen una función de estomago para la planta. La materia prima utilización de equipos costosos, ni de elementos complejos de alta tiene que ser diferida, ya que las plantas no tienen “estomago”. tecnología, a diferencia de los otros métodos, que requieren de controladores y sistemas de seguridad muy eficientes, ya que la Los residuos de las cosechas, tales como los tallos de plantas de posibilidad de una explosión es alta. maíz, el pasto y otros desperdicios agrícolas (recursos biomasicos), Con el fin de brindarle una ayuda al agricultor para disponer de la cuando se mezclan con el suelo e inmediatamente se siembran, manera mas adecuada de estos residuos, se generara una pequeña produce cultivos de tono amarillo y de apariencia débil, ya que los guía, con la que el agricultor tendrá la capacidad de preparar sus residuos no han sido “digeridos” adecuadamente. Por el contrario, si propios sustratos y por lo tanto reducir los costos en los fertilizantes el residuo es digerido o degradado, este se torna negro y suave, fácil que necesita la planta para crecer adecuadamente. de desmenuzar en las manos, lo cual indica que esta listo para que la planta lo aproveche como alimento. COMPOST El compost es un material que aumenta los rendimientos agrícolas, Las materias primas adecuadas para el compost, se definen como mejora la estructura del suelo y su contenido de nutrientes. Un cualquier materia vegetal o animal que se pudra. Los tallos, rastrojos compost maduro agrega nutrientes y humus al suelo, mejora su y demás residuos agrícolas pueden ser recogidos y usados para capacidad de retención de agua, el drenaje y la aireación. También hacer compost. El estiércol de animales también puede ser recogido agrega y estimula la formación de organismos protectores, directamente en el campo o los corrales. La basura, las hojas de los 6 arboles, las malas hierbas o plantas silvestres recogidas del campo también pueden emplearse. Estiércol animal Rico en nitrógeno, buen activador. Usar solo estiércol de animales herbívoros Paja, heno Aportan carbono. Humedecer antes de añadirlo Restos de verduras y frutas Aportan nitrógeno y carbono, además de potasio y fósforo. Descomposición rápida Cáscaras de huevos Aportan calcio. Descomposición lenta Papel y cartón Aportan carbono. Agregar troceados en pequeñas cantidades Posos de café e infusiones No generan problemas Restos de podas Descomposición lenta, se deben añadir troceados y en pequeñas cantidades. Favorecen la aireación FACTORES QUE CONDICIONAN EL PROCESO DE COMPOSTAJE: Como se ha comentado, el proceso de compostaje se basa en la actividad de microorganismos que viven en el entorno, ya que son RESIDUO Cenizas Pelos, lana Hojas CARACTERÍSTICAS Aportan minerales al compost Descomposición muy lenta Aportan carbono. Descomposición lenta por presencia de lignina los responsables de la descomposición de la materia orgánica. Para que estos microorganismos puedan vivir y desarrollar la actividad descomponedora se necesitan unas condiciones óptimas de temperatura, humedad y oxigenación. 7 Son muchos y muy complejos los factores que intervienen en el pH entre 5-8, mientras que las bacterias tienen menor proceso biológico del compostaje, estando a su vez influenciados capacidad de tolerancia ( pH= 6-7,5 ) por las condiciones ambientales, tipo de residuo a tratar y el tipo de Oxígeno. El compostaje es un proceso aeróbico, por lo que la técnica de compostaje empleada. Los factores más importantes son: presencia de oxígeno es esencial. La concentración de oxígeno Temperatura. Se consideran óptimas las temperaturas del dependerá del tipo de material, textura, humedad, frecuencia intervalo 35-55 ºC para conseguir la eliminación de patógenos, de volteo y de la presencia o ausencia de aireación forzada. parásitos y semillas de malas hierbas. A temperaturas muy altas, Relación C/N equilibrada. El carbono y el nitrógeno son los dos muchos microorganismos interesantes para el proceso mueren y constituyentes básicos de la materia orgánica. Por ello para otros no actúan al estar esporados. obtener un compost de buena calidad es importante que exista Humedad. En el proceso de compostaje es importante que la una relación equilibrada entre ambos elementos. Teóricamente humedad alcance unos niveles óptimos del 40-60 %. Si el una relación C/N de 25-35 es la adecuada, pero esta variará en contenido en humedad es mayor, el agua ocupará todos los función de las materias primas que conforman el compost. Si la poros y por lo tanto el proceso se volvería anaeróbico, es decir relación C/N es muy elevada, disminuye la actividad biológica. se produciría una putrefacción de la materia orgánica. Si la Una relación C/N muy baja no afecta al proceso de compostaje, humedad es excesivamente baja se disminuye la actividad de los perdiendo el exceso de nitrógeno en forma de amoniaco. Es microorganismos y el proceso es más lento. El contenido de importante realizar una mezcla adecuada de los distintos humedad dependerá de las materias primas empleadas. Para residuos con diferentes relaciones C/N para obtener un compost materiales fibrosos o residuos forestales gruesos la humedad equilibrado. Los materiales orgánicos ricos en carbono y pobres máxima permisible es del 75-85 % mientras que para material en nitrógeno son la paja, el heno seco, las hojas, las ramas, la vegetal fresco, ésta oscila entre 50-60%. turba y el serrín. Los pobres en carbono y ricos en nitrógeno son pH. Influye en el proceso debido a su acción sobre los vegetales jóvenes, las deyecciones animales y los residuos de microorganismos. En general los hongos toleran un margen de matadero. 8 Población microbiana. El compostaje es un proceso aeróbico de A) Realizar una mezcla correcta. descomposición de la materia orgánica, llevado a cabo por una Los materiales deben estar bien mezclados y homogeneizados, por amplia gama de lo que se recomienda una trituración previa de los restos de cosecha poblaciones de bacterias, hongos y actinomicetes. leñosos, ya que la rapidez de formación del compost es inversamente proporcional al tamaño de los materiales. Cuando los FABRICACIÓN DE COMPOST: restos son demasiado grandes se corre el peligro de una aireación y desecación excesiva del montón lo que perjudica el proceso de 1. Compostaje en montón. compostaje. Es importante que la relación C/N esté equilibrada, ya que una relación elevada retrasa la velocidad de humificación y un exceso de N ocasiona fermentaciones no deseables. La mezcla debe ser rica en celulosa, lignina (restos de poda, pajas y hojas muertas) y en azúcares (hierba verde, restos de hortalizas y orujos de frutas). El nitrógeno será aportado por el estiércol, el purín, las leguminosas verdes y los restos de animales de mataderos. Mezclaremos de manera tan homogénea como sea posible, materiales pobres y ricos en nitrógeno, y materiales secos y húmedos. B) Formar el montón con las proporciones convenientes. Es la técnica más conocida y se basa en la construcción de un El montón debe tener el suficiente volumen para conseguir un montón formado por las diferentes materias primas, y en el que es adecuado equilibrio entre humedad y aireación y deber estar en importante: contacto directo con el suelo. Para ello se intercalarán entre los 9 materiales vegetales algunas capas de suelo fértil. La ubicación del todas las zonas de la pila tengan una temperatura uniforme. La montón dependerá de las condiciones climáticas de cada lugar y del humedad debe mantenerse entre el 40 y 60%.Si el montón está muy momento del año en que se elabore. En climas fríos y húmedos apelmazado, tiene demasiada agua o la mezcla no es la adecuada se conviene situarlo al sol y al abrigo del viento, protegiéndolo de la pueden producir fermentaciones indeseables que dan lugar a lluvia con una lámina de plástico o similar que permita la sustancias tóxicas para las plantas. En general, un mantillo bien oxigenación. En zonas más calurosas conviene situarlo a la sombra elaborado tiene un olor característico. El manejo del montón durante los meses de verano. Se recomienda la construcción de dependerá de la estación del año, del clima y de las condiciones del montones alargados, de sección triangular o trapezoidal, con una lugar. Normalmente se voltea cuando han transcurrido entre 4 y 8 altura de 1,5 metros, con una anchura de base no superior a su semanas, repitiendo la operación dos o tres veces cada 15 días. Así, altura. Es importante intercalar cada 20-30 cm de altura una fina transcurridos unos 2-3 meses obtendremos un compost joven pero capa de de 2-3 cm de espesor de compost maduro o de estiércol que puede emplearse semienterrado. para la facilitar la colonización del montón por parte de los microorganismos. 2. Compostaje en silos. C) Manejo adecuado del montón. Se emplea en la fabricación de compost poco voluminosos. Los Una vez formado el montón es importante realizar un manejo materiales se introducen en un silo vertical de unos 2 o 3 metros de adecuado del mismo, ya que de él dependerá la calidad final del altura, redondo o cuadrado, cuyos lados están calados para permitir compost. El montón debe airearse frecuentemente para favorecer la la aireación. El silo se carga por la parte superior y el compost ya actividad de la oxidasa por parte de los microorganismos elaborado de descarga por una abertura que existe debajo del silo. descomponedores. El volteo de la pila es la forma más rápida y Si la cantidad de material es pequeña, el silo puede funcionar de económica de garantizar la presencia de oxígeno en el proceso de forma continua: se retira el compost maduro a la vez que se recarga compostaje, además de homogeneizar la mezcla e intentar que el silo por la parte superior. 10 humedad ambiental y precipitaciones o altas temperaturas es mejor cubrirlos con una delgada capa de paja picada, hierba, coníferas, etc. Este compostaje se emplea fundamentalmente en los huertos y sirve de acolchado de la tierra que a su vez impide la evaporación de humedad y el nacimiento de hierbas no deseadas e incluso protege de heladas en épocas frías. Los organismos vivos del suelo son los que irán dando buena cuenta de los restos esparcidos y se encargarán de incorporarlos en los diferentes niveles del suelo. El compostaje en superficie tiene sus limitaciones de uso en huertos, 3. Compostaje en superficie. pues algunos cultivos como las judías y las zanahorias no admiten bien este tipo de fermentación. Aún así esta dificultad se puede Consiste en esparcir sobre el terreno (nunca enterrar, ni envolver), superar con una adecuada distribución de las plantas y de este tipo una delgada capa de material orgánico (de menos de 10 cm.), de compostaje en el huerto. dejándolo descomponerse y penetrar poco a poco en el suelo. Otra forma de compostaje en superficie consiste en sembrar Según se va dando el proceso natural de incorporación al suelo se leguminosas y otras especies (algunas crucíferas como las esparcen nuevos restos en un proceso continuo. Cuanto más mostazas), para luego segarlas o triturarlas dejándolas sobre la desmenuzado esté más rápida será la absorción pero también más superficie. rápidamente se perderán algunos nutrientes. En zonas como las nuestra y en épocas no muy calurosas se puede depositar sin ningún tipo de protección. En situaciones de menor 11 COMO EMPLEAR EL COMPOST: El compost se puede utilizar en cualquier momento de su elaboración. Otra cuestión es qué aporta a la tierra en cada fase de su proceso de descomposición y dónde y cómo aportárselo. descompuestos. Este compost joven no tiene porque desprender malos olores. Puede ser parcialmente aprovechado por las raíces pero hemos de evitar que sus partes no descompuestas entren en contacto con las raíces pues contienen aún sustancias inhibidoras y además si se entierran pueden producir putrefacciones y elementos Para dosificar su distribución además de diferenciar entre su uso en tóxicos por falta de oxígeno. Debe ser utilizado exclusivamente en huertos, árboles o arbustos y césped, hemos de conocer un poco la superficie, tiene un valor fertilizante elevado y favorece a los salud y el vigor del suelo y fundamentalmente su estado de microorganismos del suelo. Nunca se debe enterrar y según las actividad biológica y su contenido en materia orgánica y por tanto condiciones ambientales conviene protegerlo con un acolchado en en humus. su uso en huertos. Los materiales sin fermentar, recién amontonados, no están en El compost maduro. Puede tener de entre varios meses a un par de condiciones de incorporarse al ciclo de nutrientes de la tierra o las años. Apenas se apreciará presencia de lombrices y los restos plantas. Pero pueden servir como acolchado de la tierra o del propio orgánicos ya no son reconocibles porque están perfectamente compost maduro, y con el tiempo y la actividad de los descompuestos. Tiene una estructura homogénea, un olor microorganismos se irá incorporando al proceso de humidificación. agradable y un color prácticamente negro. Se puede utilizar en Es el momento de mayor presencia de nutrientes y también el de cualquier tipo de planta sin riesgo a producir inhibiciones u otro tipo menor asimilación de los nutrientes para los suelos y las plantas. de efectos negativos en su crecimiento. Su poder fertilizante es El compost fresco puede tener algunas semanas o varios meses pero en él se puede apreciar la actividad de macroorganismos como lombrices, cochinillas y otras especies. También se pueden reconocer aún algunos restos porque sólo están parcialmente inferior con respecto a un compost joven puesto que muchos de sus elementos han desaparecido en el proceso de descomposición. Su uso es muy adecuado en tierras arcillosas y pude emplearse en 12 cobertura o ligeramente mezclado con las capas más superficiales Uso en semilleros y en macetas. Para preparar este tipo de sustrato de la tierra. conviene mezclar una parte de compost maduro y tres de tierra. El compost viejo. También se le denomina mantillo. Siempre tiene más de un año y está en la fase de mineralización. Se puede mezclar Para evitar inhibiciones en la germinación o en desarrollo de las raíces de las plantas, el compost debe ser maduro. con la tierra e incluso enterrar y su acción es más eficaz en tierras pesadas. El purín de compost. Para usos puntuales de fertilización de algunas plantas o activación del propio compost, se puede utilizar el purín de PARA TENER EN CUENTA: Tamaño de los restos: compost que es simplemente la extracción líquida de muchos de los Los restos de podas de arbustos y ramas conviene triturarlos en componentes sólidos del compost. trozos lo más pequeños posibles. La razón es acelerar su Para hacerlo se comienza por poner a macerar una proporción de compost maduro y agua en relación de peso y volumen de compost y agua de 1/10 o de 3/10, dependiendo de la fuerza que pretendamos obtener. Se deja macerar durante un mínimo de una semana, revolviendo al menos una vez al día. Después se filtra y el agua con los nutrientes su utiliza en forma de riego en la base de las plantas cuidando de no mojar las hojas ni los tallos. Los sólidos sobrantes se pueden echar al compostaje o distribuirlos en cobertura. descomposición. Aunque no los troceemos también se descompondrán pero más lentamente y además puede ser que entre ellos se creen huecos demasiado grandes donde se produzca una excesiva aireación y paralización de la actividad de los microorganismos por falta de humedad. La falta de trituradoras podemos compensarla con el uso de motosierra, segadora, desbrozadora, motocultor o simplemente herramientas manuales. Acelerantes de la descomposición. Los materiales con un alto contenido en nitrógeno son buenos acelerantes del compost y ya os hemos facilitado una tabla donde se 13 pueden apreciar mejor cuales son. Aún así hay ocasiones en que Depende de nuestra dieta podemos producir más o menos restos podemos incorporar otros activadores como compost maduro, un de carne, pescado o salsas. Conviene que este tipo de restos los manojo de ortigas o en purín, o simplemente orines, suena feo pero desperdiguemos en el sistema de compostaje que empleemos y que son efectivos y no crean ningún problema higiénico ni sanitario en el además los cubramos siempre con una fina capa de cenizas de leña, compost. Para preparar el purín de ortigas se introducen en un serrín, restos vegetales o un poco de tierra para neutralizar su fuerte recipiente de cristal, de madera o de hierro, entre ochocientos olor. Hemos de saber que las encargadas de descomponer gramos y kilo de las partes aéreas de las ortigas (nunca rizomas), con inicialmente estos restos son larvas de moscas, que desaparecen en 10 litros de agua, o una proporción similar. Se cubre la boca del muy pocos días, por lo que no nos asustaremos al verlas. recipiente con algún material que le deje respirar y se revuelve todos los días y a ser posible varias veces al día. Irá produciéndose una fuerte espuma que irá disminuyendo y a partir de ocho o diez días casi ya no la producirá. Eso depende de la temperatura ambiental, de la cantidad de volteos y de las propias ortigas. Después de eso se cuela el purín y se guarda en un recipiente como los indicados. Para activar el compostaje se emplea en forma de riego, diluido al 10%. Restos de comidas. Para manejar más cómodamente los residuos es aconsejable tener Los restos de peladuras de verduras o frutas se pueden añadir al compost sin triturar pues con ello se favorece una mejor aireación. El agua de cocción de cualquier producto que no vayáis a utilizar también se puede echar al compost. También se pueden compostar cualquier comida preparada o envasada que se haya deteriorado. Vigilar esas pequeñas pegatinas que ahora ponen a cada pieza de fruta, verdura e incluso fruto seco pues no es recomendable que vayan al compostaje. en la cocina un pequeño recipiente con tapa donde los vamos El aceite de freír se puede incorporar pero en muy pequeñas guardando y cuando llenamos el recipiente lo vaciamos en el cantidades y siempre esparcido por la mayor superficie posible. Si compostador o en el montón de compostaje. tenemos papel de cocina o servilletas de papel (no tintadas) 14 inservibles, u otro tipo de papel o cartón acanalado (en pedazos pequeños), pueden servirnos para absorber el aceite sobrante que queramos compostar. Su descomposición es extremadamente lenta y recomendamos su reciclaje por otros medios como la recogida selectiva. Se pueden compostar espinas, huesos, caparazones, corchos, huesos de fruta y cáscaras de frutos secos, pero si no los trituramos les costará mucho descomponerse. Si los echamos sin trocear cada vez que cribemos el compost terminado, podemos devolver estos restos a compostador pues activarán a los otros más frescos. Césped. Los restos de siega de hierba contienen una gran cantidad de humedad y ello propicia su compactación. Para emplearlos hemos de tener cuidado en mezclarlos con otros restos más secos como paja, hojas, triturado de podas, cartón o papel (no tintados), o también extenderlos para que se oreen y después se podrán emplear con los restos de comida o vegetales más frescos. En todo caso hemos de emplearlos en el compost en capas delgadas o bien mezclados con otros restos