Dra. María Elena Tavera Cortés1

M. En. C. Silvia Galicia Villanueva2

Lic. Pablo Emilio Escamilla García3

Proyecto de viabilidad tecnológico para producción de

composta mediante residuos orgánicos

Resumen

En la actualidad la comercialización y utilización de la composta en la producción agrícola no ha

sido aprovechada de manera eficiente. En algunos casos se utilizan los desechos orgánicos para

producir composta de manera rudimentaria, no teniendo un proceso tecnológico que sea factible y

sostenible, no existe un estudio detallado de las carencias técnicas y administrativas que pudieran

limitar un proceso sostenible y sustentable.

El proceso productivo en la elaboración de la composta implica hacer un empleo de reciclamiento

de deshechos orgánicos, lo que abre el campo de investigación aplicada para la reutilización de los

residuos sólidos en nuevos tipos de productos como el fertilizante orgánico y los foliadores,

contribuyendo a la conservación del medio ambiente y a la configuración de actividades

económicas sustentables.

Palabras Clave: Composta, residuos sólidos, viabilidad tecnológica

Abstract

Nowadays the marketing and the use of the compost in the agricultural production has not been

used in an efficient way. In some cases, organic wastes are used to produce compost in a

rudimentary way, without a feasible and sustainable technological process. There is no a detailed

research about the technical and administrative features which allows a sustainable process to be

defined.

The compost production process involves recycling organic wastes, this opens the applied research

field in order to reuse organic garbage and create new kinds of products, contributing in the

environmental conservation and the configuration of new sustainable economics activities.

Key Words: Compost, Organic wastes, Technological viability

Introducción

La producción de composta y su aplicación cuenta con ventajas económicas y ambientales por lo

que se recomienda extender su aplicación en la agricultura, la conservación de áreas verdes y la

conservación de suelos en el territorio del Distrito Federal.

Se busca elaborar procesos tecnológicos de compostaje a través de procesamiento de residuos

sólidos a menor costo para los productores agrícolas así como fertilizante para las zonas verdes de

las delegaciones del Distrito Federal.

1 UPIICSA - IPN 2 ESCA Tepepan - IPN 3 UPIICSA - IPN

La investigación tiene por objeto presentar un análisis de la composta que se produce en las plantas

del Gobierno del Distrito Federal (GDF), evaluar la calidad de la composta producida y determinar

si la composta generada le permite a las plantas de composteo, operar en forma económica

sostenible, en donde el producto cubra sus costos directos y de oportunidad.

Igualmente se analizan y muestran los avances en el diseño y construcción de un laboratorio

experimental para la producción de composta de calidad óptima, entendiendo esto como una

composta donde la calidad permita mejorar la fertilización de jardines y de parcelas agrícolas, así

como una regeneración de suelos.

Se explora la posibilidad de generar composta bajo la norma internacional NMX-FF-109-SCFI-

2007 HUMUS DE LOMBRIZ (LOMBRICOMPOSTA) y venderla en el mercado potencial de

los productos agrícolas de Milpa Alta y Xochimilco para la producción agrícola orgánica.

Antecedentes

La producción de composta en el Distrito Federal se ha venido haciendo desde la década de los años

setenta, actualmente hay 19 plantas de elaboración de composta con residuos sólidos de las cuales

están en operación 17 y se utilizan fundamentalmente para la conservación de aéreas verdes de las

delegaciones del D.F. y de los campus de centro de educación superior, en segundo término se

emplean en la superficie agrícola del D.F. la producción de composta y su aplicación cuenta con

ventajas económicas y ambientales, razones por las cuales se recomienda extender su aplicación en

la agricultura, la conservación de áreas verdes y la conservación de suelos en el territorio del

Distrito Federal.

El proyecto se inserta en un área de investigación multidisciplinaria derivado de proyectos de

desarrollo sustentable y financiamiento, que abordan la problemática de la producción agrícola de

los productores de amaranto y nopal en las delegaciones Xochimilco y Milpa Alta respectivamente.

Se ha vinculado a estas comunidades con este tipo de proyectos dada la búsqueda del desarrollo

agrícola, el desarrollo sustentable y el diseño y generación tecnológica para que la producción

agrícola, se desarrolle de forma eficiente, dado que el impacto económico y ambiental del empleo

de fertilizantes y pesticidas se ha vuelto adverso por el incremento de sus precios y los efectos de

contaminación y degradación de suelos, por un lado, a la vez que la generación de desechos

orgánicos en el D.F. es un problema mayúsculo, el aprovechamiento de estos desechos orgánicos en

la producción de composta puede ser una estrategia de solución para la recuperación agrícola del

D.F., el reciclamiento de los desechos orgánicos, la conservación de aéreas verdes y reservas de

suelos, la regulación de la mancha urbana con el aprovechamiento alternativo de la reserva

territorial y la disminución de los costos de la conservación ambiental y del deterioro del medio

ambiente.

Justificación

Actualmente se han diseñado y construido plantas de procesamiento de desechos orgánicos en el

Distrito Federal, sin embargo no existe un estudio detallado de las carencias técnicas y

administrativas que pudieran limitar un proceso sostenible y sustentable. Tampoco se conoce la

idoneidad del producto final para la conservación de áreas verdes, mejoramiento de suelos y

producción agrícola del Distrito Federal, esta última requiriendo productos inocuos de alto valor

nutrimental como resultado de un sistema sustentable y económicamente factible.

Desafortunadamente por razones históricas y sociales se ha carecido de una mentalidad, una cultura

y una estrategia de desarrollo capaz de generar círculos virtuosos de riqueza, una norma de

distribución equitativa del producto neto, capacidad de aprovechar las ventajas comparativas

regionales y de generar ventajas competitivas, que permitan generar empleos remunerados,

capacitación adecuada a la población, mayor conservación del medio ambiente y una mayor calidad

de vida en la población del D.F.

La evaluación de tecnologías aplicadas en la elaboración de composta para fertilizar las aéreas

verdes, suelos de conservación y aéreas agrícolas del Distrito Federal contribuyen a la producción y

utilización de abonos orgánicos y sustituyen los fertilizantes químicos, cuyo incremento de precios

y efectos contaminantes y degradantes afectan adversamente tanto económica como

ambientalmente a productores y a los habitantes del Distrito Federal. El cambio tecnológico con el

uso de composta genera una reducción en los costos e incide favorablemente en la producción, la

conservación y el impacto ambiental.

Los residuos sólidos urbanos

(Rodríguez-Córdova 2006) Los Residuos Sólidos Urbanos (RSU) al acumularse en gran volumen y

no reincorporarse a la naturaleza en un corto o mediano plazo generan contaminación. La

contaminación afecta al suelo, aire, ríos, lagos, mares, plantas, animales y a las personas. Los

problemas de salud pública causados por la acumulación de los RSU a cielo abierto son numerosos,

sin mencionar las graves afectaciones al mismo medio ambiente. Los procesos de ordenamiento

ecológico consistentemente identifican a los RSU como problemas ambientales a resolver, pues no

solo afectan a los asentamientos humanos en donde se generan, sino también a los ambientes rurales

(tanto naturales como productivos) que los rodean

La gestión de los residuos se realiza en tres dimensiones. La primera se refiere al manejo directo de

los RSU e incluye generación, tratamiento en su origen, barrido, recolección, transferencia,

transporte, tratamiento y disposición final (figura 1). Esta dimensión es la más visible ya que

existen personas y equipo específicos para realizar las tareas asociadas al mismo. La segunda

dimensión considera a todas las personas, instituciones y organizaciones que, sin ser las encargadas

del manejo directo de los RSU, mantienen alguna relación con estos; por ejemplo, el proceso

legislativo en torno a la creación de una ley estatal sobre residuos. La tercera dimensión de la

gestión es el medio ambiente entorno a los RSU, que incluye a la sociedad (personas, instituciones y

organizaciones) así como el medio ambiente natural (agua, aire, suelo y otros seres vivos).

Fuente: Günther Wehenpohl, (2004)

Disposición y manejo

El principal elemento que se ha regulado en México son los sitios de disposición final; actualmente

existen para ellos Normas Oficiales Mexicanas en la cual se establece en detalle las características

que deben cumplir estos sitios, donde se establece que dado el crecimiento demográfico, la

modificación de las actividades productivas y el incremento en la demanda de los servicios han

rebasado la capacidad del ambiente para asimilar la cantidad de residuos que genera la sociedad, es

necesario contar con sistemas de manejo integral de residuos adecuados con la realidad de cada

localidad. (NOM-083-SEMARNAT-2003)

Actualmente para el manejo de los RSU lo más comúnmente utilizado es el proceso conocido como

las 3 Rs

1. Reducción

2. Reuso

3. Reciclaje

El tratamiento físico incluye la reducción de tamaño (molido) y de volumen (prensado), para ambos

casos se requiere el uso de maquinaria especializada para la trituración y reducción de los RSU,

además del secado y la separación por medios mecánicos.

(Cófrece 2007) Este tratamiento no cambia la naturaleza química del residuo en si, haciendo fácil la

comercialización de un subproducto rescatado de los RSU. El tratamiento químico incluye un

cambio en la estructura química del mismo; la combustión es, el proceso más utilizado, aunque

existen otros procesos que se aplican en menor escala. Finalmente, el tratamiento biológico cambia

la estructura química del residuo a través de la acción de seres vivos. Este se puede dividir, según el

tipo de biorreacción principal, en aeróbico y anaeróbico, de acuerdo a la dependencia de oxígeno en

el proceso.

La composta como alternativa al manejo de los RSU

(Rodríguez-Córdova, 2006) La producción y uso de la composta es una forma latente para

comenzar y aprender cuestiones sobre el uso de materiales orgánicos reciclados para aumentar las

propiedades fértiles del suelo. La composta puede ser vista como un elemento fundamental que

funja como la llave para lograr una agricultura ecológica.

(Biernbaum, 2004) Producir composta de alta calidad como alternativa al manejo de los residuos

sólidos, puede convertirse en un proceso sencillo, sin embargo se requiere de un alto grado de

compromiso y preparación. Compostar residuos de plantas, estiércol animal o restos de cosechas,

puede ser una fuente estable de nutrientes, libre de malezas y elementos patógenos. Aparte de ser

utilizada en los suelos la composta se puede utilizar como un componente para macetas o

contenedores de plantas. Generándose de esta forma una nueva posibilidad para el destino final de

la composta.

Concepto de composta

(Gómez-Sobrino “et al” 2006) El compost o composta (a veces también se le llama abono orgánico)

es el humus obtenido de manera natural por descomposición bioquímica al favorecer la

fermentación aeróbica (con oxígeno) de residuos orgánicos como restos vegetales, animales,

excrementos y purines, por medio de la reproducción masiva de bacterias aeróbias termófilas que

están presentes en forma natural en cualquier lugar (posteriormente, la fermentación la continúan

otras especies de bacterias, hongos y actinomicetos). Normalmente, se trata de evitar (en lo posible)

la putrefacción de los residuos orgánicos (por exceso de agua, que impide la aireación-oxigenación

y crea condiciones biológicas anaeróbicas malolientes), aunque ciertos procesos industriales de

compostaje usan la putrefacción por bacterias anaerobias.

La composta se usa en agricultura y jardinería como enmienda para el suelo, aunque también se usa

en paisajismo4, control de la erosión, recubrimientos y recuperación de suelos.

La metodología utilizad apara el proyecto de viabilidad es la siguiente:

Figura 2

Beneficios del uso de la composta

(Rodríguez-Córdova, 2006) La composta es un mejorador del suelo porque favorece el desarrollo de

sus funciones.

1. Favorece la aireación y la retención de humedad. Junto con las arcillas fomenta la

formación de agregados más estables. En suelos arenosos ayuda a la retención del agua.

2. Mejora la estructura del suelo. Por esta característica y porque permite la absorción del

agua, es un agente preventivo de la erosión.

3. Favorece el almacenamiento de nutrimentos y su disponibilidad para los vegetales.

4. Provee un medio donde infinidad de microorganismos se desenvuelven; algunos procesan

los residuos para convertirlos en humus y otros procesan el humus para aprovecharlo o

generar alimento para otros. Es la “casa” del sistema vivo del suelo.

5. Favorece la absorción de los rayos solares debido a su color oscuro y, por tanto, el aumento

de la temperatura del suelo en ciertas estaciones del año.

6. Reduce o elimina la necesidad de fertilizantes de síntesis química y modera la temperatura

del sólido

4 El paisajismo es el arte de diseñar jardines y parques. También puede definirse como paisajismo el

proceso racional por el cual el hombre utiliza la naturaleza como herramienta para expresarse al

mismo tiempo de obtener otros beneficios.

Producción eficiente de composta

(Bass, Bilderback, Powell) La descomposición de un material orgánico en una pila de composta

depende de mantener la actividad de descomposición de los microbios, para lo cual es necesario

tener en consideración los siguientes aspectos

Aireación: Los microbios requieren oxigeno para descomponer eficientemente los desechos,

algunos tipos de descomposición puede ocurrir en ausencia de oxigeno Sin embargo, el proceso es

lento y pueden desarrollar malos olores. Es por el problema del olor que un compostaje sin oxigeno

no es recomendado

Humedad: Una humedad adecuada es esencial para la actividad de los microbios. Materiales en

pilas secas de composta no se descompondrán eficientemente, si por ejemplo la cantidad de lluvia

es limitada, la pila deberá ser regada periódicamente a fin de mantener un tasa de descomposición

constante.

Tamaño de Partículas: Las partículas más pequeñas tienen mucha mas área de superficie para

brindar un volumen y así descomponerse mas rápidamente en microbios.

Abonos y Cales: La actividad microbiana se ve afectada por la proporción de carbono de nitrógeno

en los residuos orgánicos. Debido a que los microbios requieren una cierta cantidad de nitrógeno

para vivir y crecer, la escasez de nitrógeno retrasa considerablemente el proceso de compostaje. Es

por esto que uso de abonos y cales debe ser cuidadoso al momento del proceso de compostaje.

Resultados preliminares figura 3

1. Actualmente se cuenta con el diseño de la planta

prototipo de composteo, ubicada en las instalaciones

de la pista de canotaje en Cuemanco, del Instituto

Politécnico Nacional, delegación Xochimilco.

2. Se realizó el diseño y construcción de las camas para la

elaboración de la composta mediante los desechos

orgánicos.

3. Se logró la obtención y análisis de muestras de

composta, obtenidas mediante la visita a las plantas de composteo en el Distrito Federal.

4. Para el desarrollo del proyecto se cuenta con una maquina trituradora y una picadora

ensiladora, para la obtención de la materia prima utilizada en el proceso de composteo.

Figura 5

Figura 4

Impacto

El empleo de fertilizantes y pesticidas se ha vuelto adverso por el incremento de sus precios y los

efectos de contaminación y degradación de suelos, por un lado, a la vez que la generación de

desechos orgánicos en el D.F. es un problema mayúsculo, el aprovechamiento de estos desechos

orgánicos en la producción de composta puede ser una estrategia de solución que genere un impacto

económico, ambiental y social, tales como:

• Reducción en costos de producción

• Recuperación agrícola en el D.F.

• Reciclamiento eficiente de los desechos orgánicos

• Conservación de áreas verdes y reservas de suelos

• Regulación de la mancha urbana con el aprovechamiento alternativo de la reserva territorial

• Disminución de los costos de la conservación ambiental y del deterioro del medio ambiente.

• Elevar el nivel de vida de los habitantes del Distrito Federal

• Producción de alimentos sin fertilizantes químicos

Figura 6 figura7

Figura 8

Conclusiones

• La producción de composta y su aplicación cuenta con ventajas económicas y ambientales

por las cuales se recomienda extender su aplicación en la agricultura, la conservación de

áreas verdes y la conservación de suelos en el territorio del Distrito Federal.

• Un análisis de la composta que se produce en las plantas del Gobierno del Distrito Federal,

evalúa la calidad de la composta producida y determina si la composta generada permite a

las plantas operar en forma económica sostenible, en donde el producto cubra sus costos

directos y de oportunidad.

• La visita a las plantas procesadoras de composta tiene por objeto principal recabar muestras

e información relevante que permita identificar aspectos fundamentales en las técnicas de

producción de composta, determinando las ventajas y desventajas de las mismas y

definiendo la relación existente con la factibilidad ambiental del proyecto.

• Igualmente se analizan y muestran los avances en el diseño y construcción de un laboratorio

experimental para la producción de composta de calidad óptima, entendiendo esto como

una composta cuya calidad permita mejorar la fertilización de jardines y de parcelas

agrícolas así como una mejor regeneración de suelos.

• Se explora la posibilidad de generar composta bajo la norma internacional y venderla en el

mercado potencial de los productos agrícolas de Milpa Alta y Xochimilco para la

producción agrícola orgánica, uso para aéreas verdes y suelos de conservación.

Cuadro 1: Circulo virtuoso de la producción de composta

El cuadro 1, resume las acciones de la producción de composta a través del aprovechamiento de

residuos sólidos y su impacto positivo en el medio ambiente, la materia orgánica se transforma para

ser utilizada como un abono orgánico que incide en la producción agrícola. Teniendo ventajas en la

disminución de residuos sólidos y obteniendo productos sustentables que permiten la conservación

ambiental.

Bibliografía

• Bass, Larry; Bilderback T. E.; Powell M. A.; “COMPOSTING, A Guide to Managing

OrganicYard Wastes”. Office of Solid Waste Reduction, North Carolina Department of

Environment, Health, and Natural Resources

• Biernbaum, John; Fogiel, Andy; Compost Production and Use (2004). Department of

Horticulture, Michigan State University

• Cófrece León, Cristina; Distintas tecnologías de tratamiento para los residuos ganaderos y

de las industrias agroalimentarias aplicados al caso concreto de castilla y león. (2007).

Instituto Tecnológico Agrario. Junta de Castilla y León.

• Gómez-Sobrino E, Correa-Guimaraes A, Hernández-Navarro S, Navas-Gracia LM, Martín-

Gil J, Sánchez-Báscones M, González-Hurtado JL, Ramos-Sánchez MC.(2006)

"Biodegradación de asfaltenos del Prestige mediante la aplicación de las técnicas de

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• Rodríguez, Marcos; Córdova, Ana. Manual de compostaje municipal. Tratamiento de

residuos sólidos urbanos. (2006). Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales.

Instituto Nacional de Ecología. Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit.

Normas:

• Norma oficial mexicana. Especificaciones de protección ambiental para la selección del

sitio, diseño, construcción, operación, monitoreo, clausura y obras complementarias de un

sitio de disposición final de residuos sólidos urbanos y de manejo especial (NOM-083-

SEMARNAT-2003).