ESTUDIO DE CASO – COMPARACIÓN DEL BALANCE DE MASA, CONSUMO DE ENERGÍA Y COSTO DE PLANTAS DE COMPOSTAJE PARA DIFERENTES TIPOS DE RESIDUOS ORGÁNICOS

ESTUDIO DE CASO – COMPARACIÓN DEL BALANCE DE MASA, CONSUMO DE
ENERGÍA Y COSTO DE PLANTAS DE COMPOSTAJE PARA DIFERENTES TIPOS
DE RESIDUOS ORGÁNICOS
Área Académica Ingeniería Sanitaria y Ambiental
Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente
Universidad del Valle – Cali Colombia

INTRODUCCIÓN
En la actualidad el compostaje de los residuos orgánicos está cobrando granimportancia, ya que
representa beneficios sanitarios, ambientales, sociales y/o económicos, es por esto que se están
haciendo estudios avanzados para su tratamiento biológico con el fin de identificar tecnologías
eficientes que posibiliten la gestión. Para su selección es necesario obtener información de las
condiciones en el proceso, entre ellas pH, temperatura, humedad, biodegradación,características
del compost resultante (Castaldi, et al 2005; Taiwo y Oso, 2004), balance de masa, consumo de
energía y costo de las plantas (Zhang y Matsuto, 2011; Zhang y Matsuto 2010; Kumar, 2010).
El estudio se hizo por medio de un cuestionario donde se registró información y el análisis
químico de material recogido en 25 plantas de compostaje, las cuales trabajaban con diferentes
tipos de residuosorgánicos (estiércol, alimentos, lodos, residuos de poda y mezcla de los
mismos). El balance de masa se calculó sobre la base del peso seco y se estableció la influencia
directa entre las características de residuos de entrada y material de enmienda, contenido de
carbono y cenizas, carbono/nitrógeno (C/N), metales pesados y nutrientes inorgánicos. Además
se identificó costos por consumo de energíay operación, proporcionales a la cantidad de
residuos.
DESCRIPCIÓN DEL CASO
El compostaje se define como un proceso natural y bioxidativo en el que intervienen numerosos y
variados microorganismos aerobios, los cuales requieren una humedad adecuada y sustratos
orgánicos heterogéneos en estado sólido. En el proceso los microorganismos son los responsables
de la transformación del sustrato,por lo tanto, pueden existir diversos factores que al no estar en
las condiciones ideales llegan a inhibir su crecimiento y desarrollo. Entre ellos los más
importantes que intervienen durante el compostaje son: temperatura, humedad, pH, oxigeno,
relación C/N y población microbiana (Jaramillo & Zapata, 2008).
El estudio fue realizado en el país de Japón, donde se evaluó el balance de masa,consumo de
energía y costos (operación y consumo) de 25 plantas de compostaje de residuos sólidos, las
cuales fueron categorizadas en seis grupos (A, C, D, E, G, H) con base en investigaciones
anteriores y a partir de diferentes tipos de residuos orgánicos predominantes en base seca tal
como se muestra en la Tabla 1.

Tabla 1. Diferentes plantas de compostaje estudiadas

Grupos
A Solo residuosde alimentos
C Principalmente residuos de alimentos (50%) + otros
D Estiércol de ganado (60%) + otros
E Tanque séptico de lodos (80%) + otros
G Residuos alimentos, estiércol ganado, lodos depurados
H Principalmente ramas de los arboles

Número de instalaciones
5
4
10
1
3
2

Fuente: Adaptada de Zhang y Matsuto, 2011.

Inicialmente se llevó a cabo la formulación de cuestionarios,incluyendo datos sobre la cantidad
de material de entrada y de salida, consumo de electricidad, costos (construcción, mantenimiento
y reparación, energía eléctrica, salarios de los operadores), además de información sobre procesos
y operaciones de las planta de compostaje como el tipo de biorreactores, tiempo de
procesamiento, aireación, frecuencia de volteo, control de olores y tratamiento deaguas
residuales. Para los análisis químicos se extrajeron por cada planta 3 muestras producidas bien
mezcladas del compost maduro, de éstas se tomó 1 litro y se tamizó a 20 mm cada una,
obteniendo finalmente muestras de 100g mediante el método del cono y cuarteo (Zhang y
Matsuto, 2010).
Para el análisis del contenido de humedad y ceniza se tomaron 5g de cada muestra y se secaron a
100ºC...