En primer lugar se analizaron muestras de paja de arroz de distintas zonas del norte del Parque Natural de l´Albufera de Valencia y 4 muestras de lodo procedentes de la depuradora de Pinedo (municipio de Valencia). Posteriormente, se realizaron análisis de una mezcla de lodo y residuo de arroz durante un proceso de compostaje a escala piloto utilizando compostadores con aireación pasiva. Del mismo modo se determinaron varios parámetros del biocompost obtenido a escala industrial en la planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos de FERVASA.

Características de los residuos

A pesar de que el lodo fue muestreado en distintos periodos de tiempo presenta poca variabilidad en el contenido de humedad, materia orgánica, C orgánico oxidable, N total y pH. Estos valores junto con la baja relación C/N, el elevado contenido de P, N y materia orgánica indican que estos lodos son una fuente importante de C, N y P para los microorganismos responsables del proceso de compostaje. Por otra parte, el análisis de los elementos minerales reveló una mayor variabilidad, destacando el elevado contenido de metales pesados que es normal en residuos de origen urbano e industrial. Sin embargo, sus niveles no exceden los estándares de calidad para lodos susceptibles de compostaje (RD1310/1990, BOE, 1990).

El residuo de arroz mostró un alto contenido de materia orgánica (82,3 %), C orgánico oxidable (36 %) y elevada relación C/N (42,8), lo cual supone una buena fuente energética metabolizable para los microorganismos capaces de sobrevivir a las condiciones del compostaje. Además sus propiedades físicas (baja densidad) lo hacen un agente estructurante de buena calidad para ser mezclado con lodos de depuradora.

Los resultados obtenidos permitieron concluir que estos materiales son adecuados para su utilización en el proceso de compostaje.

Características de los compost

Una vez se comprobó que estos residuos reúnen las condiciones para ser compostados se procedió a su mezcla. La mezcla para ser compostada tiene que presentar unas condiciones óptimas para el desarrollo de la actividad biológica en las cuatro fases del proceso de compostaje (inicial, termofílica, mesofílica y maduración). Los parámetros a optimizar para una buena mezcla de residuo de arroz y lodo fueron C/N, pH y humedad. Para establecer los rangos óptimos de estos parámetros se realizaron varios experimentos de laboratorio utilizando la técnica de la respirometría. Los resultados indicaron que las condiciones óptimas son las siguientes: C/N 15 a 25; humedad 60 a 65% y pH alrededor de 8,5.

Posteriormente se realizaron dos experimentos de compostaje con residuos de arroz triturados y lodos, utilizando dos compostadores modificados de Hanajima et al. (2001). Se construyeron dos pilas estáticas con sistema de aireación pasiva. Las pilas de compostaje tenían las siguientes dimensiones: 1,0 x 0,8 m en la base y 0,75 m de altura. Las fracciones sólidas de lodo de depuradora y residuos del arroz se mezclaron por pisoteo y con la ayuda de un vehículo todo terreno. Previamente al mezclado, se les añadió agua en cantidad suficiente y se cubrieron con una lona de plástico. En ambos compostadores se utilizaron 85 kg de lodos, 37 kg de residuos del arroz triturados y un aporte adicional de 15 litros de agua. Las relaciones de los materiales en peso fueron 5,7:2,5:1,0 de lodos, residuos del arroz y agua respectivamente. Así se obtuvieron las siguientes características para la mezcla inicial: relación C/N 16, porcentaje de humedad alrededor del 60% y pH 8,2.

Las características de este compost indican que puede utilizarse como enmienda orgánica en la agricultura teniendo en cuenta la dosis de respuesta más adecuada del sistema suelo-planta. En este sentido hay que evaluar las condiciones adecuadas en cada caso particular para evitar riesgos ambientales innecesarios (salinización, acumulación de metales pesados y lixiviación de nutrientes como el N-NO3-). Otro aspecto muy interesante a destacar es la reducción en volumen y en peso (60 % y 50 % aproximadamente) lo que implica la magnitud de la importancia del proceso en la minimización de estos residuos.

Conclusiones

Con las pruebas iniciales de compostaje del residuo del arroz y lodo de depuradora, se demostró la viabilidad del proceso y la complementariedad de los dos tipos de residuos. Se han establecido las condiciones más adecuadas para el control del proceso en sus diferentes fases: inicial (mezclado), compostaje y maduración. Además se ha comprobado que la capacidad de compostaje del residuo del arroz del Parque Natural de l´Albufera de Valencia y del lodo de la depuradora de Pinedo (Valencia), está influenciada principalmente por las características de los materiales. Entre los factores más importantes figuran: el tamaño de las partículas, proporción de los materiales en la mezcla, sistema de mezclado, propiedades físico-químicas y microbiológicas.

Los resultados obtenidos indicaron que las características de los residuos son complementarias y se pueden mezclar para su compostaje. Los parámetros más adecuados fueron: C/N 14-20, pH 8,0-8,5; humedad 60-65 %. El estudio de la evolución de las temperaturas en las pilas de compostaje demostró la necesidad de voltear el material. El compost obtenido mostró valores dentro de los límites que marca la legislación. El análisis de la correlación obtenida con las sustancias húmicas (relación AH/AF) y el tiempo de compostaje, se mostró muy adecuado para el seguimiento del proceso, indicando que el tiempo de estabilización del compost se obtuvo alrededor de 110 días.

Las condiciones establecidas en estas pruebas se pueden utilizar para evaluar la calidad del proceso a escala industrial y determinar la calidad del compost obtenido. Esta investigación es solamente una etapa preliminar en donde se han discutido aspectos teóricos y prácticos. Así pues, investigaciones futuras deberían incluir los siguientes aspectos: maquinaria de mezclado, tipos de compostadores, efectos a largo plazo del proceso, disminución del tiempo de compostaje a escala industrial, procesos microbiológicos para obtención de inóculos y seguimiento de los gases producidos.

970 toneladas de paja fueron utilizadas como estructurante de la parte verde. La función de estructurante se centra en la capacidad de la materia utilizada de conferir a la mezcla unas características físicas óptimas para que se desarrollen las reacciones químicas y biológicas que permiten el compostaje de la materia orgánica.

La paja de arroz como estructurante fue utilizada en una proporción 1:10 frente a la materia orgánica procedente de la separación de residuos sólidos urbanos. La paja de arroz también acaba degradada como el resto de la materia orgánica, pero su importancia erradica en su aportación al proceso como estructurante. De este modo se mezclaron 970 toneladas de paja con 9.700 toneladas de partida verde (la materia orgánica).

El proceso consistió en dejar la mezcla en parvas durante 10 semanas, con unos 45 volteos de las filas de material. Para ello se utiliza una volteadora autopropulsada. Las más de 10.000 toneladas de mezcla sufrieron unas importantes pérdidas en masa, algo normal en el proceso de compostaje. El 35% de la masa se perdió durante los tratamientos de afino y otro tanto durante el proceso de descomposición del compostaje. Finalmente se obtuvieron unas 2.900 toneladas de compost. Este compost fue destinado, principalmente, a viñedos de la zona de Utiel, Requena y Godelleta.

Otra partida de paja de arroz fue destinada a una línea con utilización de silos para el proceso. Para ello se usaron 102 toneladas de paja de arroz. La paja fue mezclada con otras 102 toneladas de lodos provenientes de depuradoras de aguas residuales, 100 toneladas de restos de poda (que al igual que la paja de arroz vienen a cumplir una función de estructurante de la mezcla) y 36 toneladas de partida verde proveniente de la separación de la fracción orgánica de los RSU de Valencia y otros 44 municipios.

Desarrollados con tecnología propia y construidos expresamente para el proyecto LIFE BIOCOMPOST los dos silos fueron ejecutados en hormigón armado con un canal inferior para la distribución de aire y la evacuación de lixiviados. Cada uno de ellos tiene un volumen de 164 m³ (3,90x14 m y 3 m de altura). La instalación cuenta con dos equipos de ventilación y un manómetro digital.

Tras triturar la paja de arroz y mezclarla con los lodos, partida verde y los restos de podas se alinea el material en parvas. Es en ellas donde comienza el compostaje. La mezcla permanece allí entre 6 y 8 días con un volteo de la hilera casi diario. Tras este primer paso se transporta a los silos donde permanece entre 6 y 8 días. Allí se corrige permanentemente la humedad irrigando con lixiviados recirculados del proceso. El siguiente pasó consistía en triturarlo una vez más a razón de 30 mm y dejarlo madurar entre 6 y 8 semanas. El compost final se obtiene entonces con un último afino.

La cantidad de compost de alta calidad que se produjo en esta línea alternativa de proceso fue de 85 toneladas, debido una vez más a la reducción de masa habitual en el compostaje. Los resultados en cantidad y calidad han sido tan satisfactorios que la planta de tratamiento de residuos de FERVASA ha realizado una inversión por cuenta propia (no se detallan en el presente informe dichos costes) y está aumentando el número de silos para potenciar esta nueva producción.