ingenio ecudos sa ¡ compost??? - Asociación Ecuatoriana de

ingenio ecudos sa ¡ compost??? - Asociación Ecuatoriana de

INGENIO ECUDOS S.A
¡ COMPOST???
PROYECTO, EXPERIENCIAS DE COMPOSTAJE DE
RESIDUOS AGROINDUSTRIALES EN EL INGENIO
ECUDOS S.A.
AUTORES
Ing. Ma. Fe rnanda Alcívar
ma [email protected]
Ing. Vilma Contre ras
vcontre [email protected]
Ing. Roberto Chamorro
rober_chamorro@y ahoo.com
Dr. Nelson Arzola
[email protected]
25-26-27 mayo 2011
INTRODUCCION
En el siglo XX, los países desarrollados, gene ralizaron te cnologías agrícolas de
producción po co soste nible s pe ro más lucrativas, que se caracte rizaron po r e levados
consumos de e nergía y productos quím icos, provocando afe ctaciones del med io
amb iente , que incluyen, contam inación del sue lo y del agua con sustancias da ñinas a
toda la forma de vida, dism inución del nivel de mate ria orgánica del sue lo y reducción de
la fe rtilidad y la biodive rsidad. (Barzaga Jorge)
El COMPOST es un fe rtilizante e cológico obtenido gracias a un sistema de ingeniería
aplicada que acele ra e l proceso natural controlado de biodegradación de ma te rias
orgánicas, transformándolas en ma te riales con propiedades agro biológicas muy
favorables.
Este proceso ae robio toma entre 50 y 60 días hasta obtener un ma te rial orgánico
estabilizado y libre de patógenos que puede ser a plicado a l suelo con el bene ficio de
adicionar nutrie ntes, m inerales y carga m icrobiológica adecuada a los procesos de
asimilación de las plantas.
Da r un uso a los residuos agrícolas e industriales, significa reducir sustancialmente e l
vo lumen de lo que consideramos desechos, la fra cción orgánica de los mismos será
ma te ria prima de los procesos de compostaje .
La fe rtilidad de un suelo, está dada e n base al conte nido de ma te ria orgánica que
contenga. Entre ma yor sea e l contenido de ma te ria orgánica, más fértil es e l suelo, por
lo tanto la mate ria o rgánica es la sangre del suelo, es lo que le da vida y a larga su
periodo p roductivo, así mismo hace más disponible y eficiente los nutrie ntes que ex isten
y se aplican en el sue lo. (Gómez 2009)
Los residuos de la ag roindustria azucare ra y sus po sible s ap rove chamientos, como por
e jemp lo los residuos de la cosecha, tambié n e s u n tema de a ctualidad en las zo nas
cañeras las cuales deben ajustarse a las nue vas norma tivas ambie ntales, así como
dive rsificar y adaptar sus s istemas de p roducción. Este trabajo de re visión responde a l
objetivo de analizar la p roblemática del impacto amb iental del sistema de producción de
caña de azúcar y de los re siduos de la industria azucare ra, así como las posibilidades de
reciclaje de los mismos, dentro de u n contex to de desarrollo sostenible . La bibliografía
indica que exis ten dichas posibilidades y que pueden plantea rse usos alte rnativos de los
residuos, e ntre ellos la nece sidad de investigar y proponer la me todología de compostaje
como una herramienta fundamental para enfrentar e sta situación, así como e l
aprove chamiento e n procesos biote cnológicos.
La producción de compost a partir de re siduos industriales vie ne e fe ctuándose desde
hace muchos años y es una te cnología bien conocida y desarrollada, en la actualidad es
una alte rnativa para e l manejo de los desechos en tanto las le yes y norma s de
soste nibilidad y manejo amb iental se manejan como política de estado.
En gene ral su ap lica ción contínua reduce los factores lim itantes presentes en los sue los
ya desgastados po r un monocultivo ex cesivo, a continuación algunas de las ventajas que
ofre ce el producto:
VENTAJAS DEL COMPOST
v Mejora la estructura del suelo,
v Incremen ta la cantidad de mate ria orgánica y proporciona nutrie ntes, ma yormente
ma cro nutrie ntes como el nitrógeno, potasio y fósforo.
v Con su utilización, dism inuye e l e fe cto de erosión.
v Ha ce que la relación de humedad e n e l suelo sea ma yor.
v Mejora los camb ios quím icos que se suce den haciendo más disponibles los
e lemen tos nutricionales para las plantas y evita que haya pérdidas en estos.
v Incremen ta la a ctividad de los m icros – o rganismos que son necesarios para e l
suelo.
v Mejora el espacio poroso del sue lo y por ende, la ox igenación se incremen ta.
v Su p re cio lo hace cómodamente asequible e n comparación con o tros fe rtilizantes
orgánicos.
v Es un fertilizante ECOLOGICO rico e n ácidos húmicos.
v Es e l fe rtilizante adecuado pa ra de volve r a los suelos los elemen tos n utricionales
naturales ex traídos por los cultivos.
v Contienen a ce ptables nive les de Nitrógeno (N) y Fósforo (P) comparado con otro
abono orgánico.
JUSTIFICACION DEL PROYECTO
El empleo de la quema y la requema para la cosecha de la caña, junto con el transito de
equipos para la aplica ción de labores me canizadas (nive lación) y riego por gravedad a
empobre cido e l contenido de mate ria orgánica de las áreas de abasto del ingenio EC UDO S
El 5 7% de su área se evalúa de pobre contenido de ma te ria orgánica, el 39% de medio y
un 0.5% es muy pob re , con estos an te cedente s se o riginó e l proye cto de Compostaje en
e l Ingenio ECUDO S, cuyo objetivo principal es La conse rvación y me joram iento de las
propiedades físicas -químicas de los suelos; por esta razón, deben emp lea rse residuos
orgánicos y o tras med idas ag ronómicas q ue contribuyan a me jorar e l conte nido orgánico
del sue lo, tales como: conservación de los re siduos de la cosecha, p reparación del sue lo
con e l mínimo de labores necesarias, no inve rtir e l prisma , emplea r abonos ve rdes.
(Gómez Alberto, e t al 2006-2007).
El incremen to del costo de los fe rtilizante s quím icos en los últimos años, nos ha lle vado al
desarrollo de te cnologías como es e l caso del compostaje de residuos agrícolas e
industriales, y así tener otra alte rnativa de uso de fe rtilizante orgánico m ismos que
tamb ién nos proporcionan me joras en los suelos.
Generalmente la aplicación de cachaza y ceniza fre sca es poco rentable por e l gran
vo lumen que hay que transporta r, por su alto contenido de humedad, alrededor del 75%.
Estudios realizados e n Brasil, C uba y Venezue la
han demostrado que resulta
antie conómico a dis tancias mayores de 10km.
Aunque se han observado incrementos en TCH, con la aplicación de cachaza y ceniza, se
observa que durante e l traslado se sedimentan en e l agua las sales insolubles y pa rte de
la ma te ria orgánica. Por otro lado al aplicar la ma te ria orgánica sin descomponer la
relación C /N, es alta, esto provoca la inmovilización de Nitrógeno e n el sue lo en las
prime ras semanas de aplica ción.
DESCRIPCIÓN DE RESIDUOS DE LA AGROINDUSTRIA AZUCARERA
Cachaza:
La cachaza o torta, es un residuo rico en Nitrógeno, fósforo y calcio, que resulta del
proceso de clarificación del guarapo, incluye en su contenido mate rias te rrosas y una
cantidad importante de mate ria orgánica.
Es un desecho de l proce so de fabricación industrial del azúcar crudo de caña; contiene
Nitrógeno, Ca lcio, Fósforo y Mate ria O rgánica en general por lo cual sirve como
fe rtilizante de los suelos.
Ceniza:
En la ag roindustria azucare ra exis ten las ce nizas cuyo p rincipal componente es el ox ido
de Silicio (SiO ), que puede facilitar la solubilización de fósforo.
Su utilización en e l compostaje formando mez clas con la cachaza es efectiva
proporcionando partículas finas, que ayudan a re te ner nitrógeno amoniacal durante la
producción de compost y favore ce n e l ing reso de aire a las mez clas e n proceso.
Bagazo:
El bagazo originado de la masa de caña molida, gene ralmente es u tilizado en los hornos
de los ingenios para obtener la energía nece saria en los p rocesos de fabricación del
azúcar.
Como ma te rial para compostaje p roporciona carbono, ma yor porosidad y ox igenación en
las mezclas de residuo.
El bagazo es un ma te rial fibroso, he te rogéneo en cuanto a su composición granulomé trica
y estructural, presenta re lativamente baja densidad.
ALCANCE DEL PROYECTO
La industria a zucare ra emana g ran cantidad de dese chos só lidos y líquidos a partir de l
proceso de la molienda, crea una serie de inconvenientes que inciden en e l desequilibrio
del e ntorno amb iental, cuando los m ismos son depositados en lugare s ce rcanos a los ríos,
comunidades y zonas de re creación.
El Ingenio ECUDOS S. A, como re sultado de la producción de azúcar, deriva residuos
durante los 150 días de zafra, que es la época en que se generan los residuos industriales
del p roceso de elaboración de azúcar.
La producción anual de cachaza, se calcula en alrededor de 71000 t de cachaza,
correspondientes al 5% de masa de caña mo lida y 7500 ton. De ceniza.
La mayor limitante que enfrenta la producción de compost de cachaza en e l ingenio esta
dada en el alto contenido de humedad que esta posea.
La cantidad a u tilizar de bagazo e stá dete rm inada de acuerdo a la ne ce sidad de dicha
fibra para balancea r la re lación C/N e n valores de 25 – 30; esto se logra con una cantidad
que puede variar entre e l 5 al 10% de la mez cla.
La Intendencia de Fitosanidad e Investigaciones Agrícolas del Ingenio Ecudos S.A., a
partir del año 2009 emp rendió este nue vo
re to ELABORACIÓN DE ABONO
ORGÁ NICO. Dando inicio e l proye cto de compostaje , obteniéndose las prime ras
experiencias en este campo, las que se han ido co rrigiendo a través del tiempo
OBJETIVOS
A. Acondicionar e l área que se destinó pa ra e l proce so de producción del fe rtilizante
O rgánico (compost).
B. Reducir los costos en la fertilización (N-P-K) en las compañías productoras de caña
de azúca r que p roveen al Ingenio Ecudos S.A.
C . Re cuperar áreas no ap tas pa ra e l cultivo de caña de azúcar e insertarlas e n la
producción.
D. Contribuir a la reducción de contaminación amb iental, através del compostaje
como cachaza, residuales que se usan en la e laboración del compost.
E. Conseguir ingre sos e conómicos a pa rtir de la venta de l biofe rtilizante (compost).
Que se p roduce en el ce ntral.
PROCESO DE COMPOSTAJE A PARTIR DE RESIDUOS DE LA
AGROINDUSTRIA AZUCARERA EN EL INGENIO ECUDOS S.A
La dura ción del proceso de compostaje estará siemp re ligada al tipo de los
ma te riale s a compostar,
ya que las tex turas y contenido de ma cro y m icro
e lemen tos a mineralizar varían para cada ma te rial de desecho.
Se puede enrique ce r en contenido de ma te ria orgánica y demás e lemen tos al agregar en
las mezclas vinaza, residuos de caña tale s como cogollos y hojas, y excre tas de anima les.
PLATO
Es e l lugar donde se colocarán los diferentes sustratos (cachaza, ceniza y bagazo),
componentes para elaborar el compost, preferiblemen te e l piso debe ser impe rmea ble , po r
e jemp lo con asfalto o concreto, para e vitar contam inaciones por infiltraciones
subte rráneas, así como para facilitar e l tránsito de equipos y personal. No obstante
pueden ser de tie rra bien nive lada y compactada, ya que luego de habe r cumplido su
función los microorganismos pueden fácilmente re gresar al suelo.
En el Ingenio Ecudos S.A, el diseño del plato perm ite alojar a 32 pilas de 3.2 m de ancho
por 161 m de largo, separados cada uno por 4 m de camino que perm ite e l norma l
desplazamiento de equipos y personal. Ve r anexo
Con u na pendiente de l plato de l 1 y 3%, para facilitar el escurrim iento de los lixiviados,
hacia un canal re cole ctor que conduce los líquidos hacia una piscina re vestida de cemen to
donde se alma cena los líquidos hasta dosifica rlos nuevamente en las pilas. Ve r anexo 1.
FORMACIÓN DE LA PILA Y MEZCLA DE COMPONENTES
La pila de res iduos debe tener una altura comp rendida entre 1 .2 y 1 .5 m , el ancho debe
ser entre 3.2 m. y la longitud se rá de 160 m.
Una vez q ue la cachaza sa le de la fábrica se procede a re ceptarla al inte rior de l plato.
Inicialmente se coloca e l bagazo sobre el piso a manera de cama , con e l obje tivo de
absorber humedad de la cachaza ha ciéndola manejable y e vitando e l desbordamiento de
los residuos; para luego sobre es ta ap licar la cachaza y mezclar y forma r e l cúmulo que
inicia e l proceso de compostaje. Ver anexo 2
PROPORCION DE SUSTRATOS A MEZCLAR
Es im portante llevar e l control de tonelaje receptado y depositado por pila esto para
poder calcular e l peso y viajes a emp lea r para llegar a la corre cta relación de C/N: 30/1.
La re lación C/N, puede ser balancea da de ma nera artificial, con la ad ición o sus titución
de ma te riale s ricos en carbono o po rtadore s de Nitrógeno, esto en base a la necesidad y
pre vio análisis químico de la mez cla. Ve r tabla 1
Tabla 1. Contenido refere nciale s de C/N de algunos residuos orgánicos.
Materiales- Base seca
C%
N%
C/N
Cachaza
35
1,1
33
Ceniza
12
0,1
144
Bagazo
56
0,2
265
Vinaza
22
0.9
24.44
Aserrines
40
0,1
400
Podas, tallos, m aíz
45
0,3
150
Paja de caña
40
0,5
80
Hojas de árboles
40
1,0
40
Estiércol de equino
15
0,5
30
Estiércol ovino
16
0,8
20
Heno
40
2,0
20
Estiércol bovino
7
0,5
15,0
Estiércol suino
8
0,7
12
Estiércol de gallina
15
1,5
10
2
Harina de sangre
35
15,0
Fuente. Manual para la elaboración de compost bases conceptuales y procedimientos
OPS/HEP/HES/URU.
HUMEDAD
La humedad es un factor de vital importancia durante los p rocesos ae robios, siendo e l
compostaje uno de e llos, por lo que se re com ienda humectar la pila de residuos cuando
esta lo nece site , para mantener una humedad de 60% ap rox imadamente (Vento 2000),
es decir, debe mantenerse e n un rango menor pero próx imo a la saturación.
El ex ceso de humedad ocupará todos los poros y por tanto e l proceso se volve ría
anaerobio con u na p udrición de la mate ria orgánica, ma l olor, y los m icroorganismos
contenidos en los residuos mas susceptibles pueden desapare ce r. La deficiencia de
humedad disminuye la actividad de los m icroorganismos y el proceso es más lento.
Al final del compostaje se obtiene un producto estabilizado con humedad entre 25 y
30%, de mane ra que perm ita su alma ce naje de ser necesario.
TEMPERATURA
Conocie ndo que los residuos deben pasar por las e tapas meso filica, te rmofilica, de
enfriamiento y maduración, se debe controlar periódicamente este paráme tro para
conoce r el estado del p roceso. Es importante evaluar e ste parámetro de forma constante
tomando la muestra de l centro del Cúmulo o pila de residuo tanto pa ra conocer la fase
por la que atraviesa e l producto, como para realizar los volteos o airea ciones.
Comportamiento de temperaturas al inicio, durante el proceso y
maduración de compost
Mesofílico. La ma sa vegetal está a tempe ratura ambiente y los m icroorganismos
mesófilos se multiplican rápidamente . Como conse cuencia de la a ctividad me tabólica la
tempe ratura se e leva y se produce n ácidos orgánicos que hace n bajar el pH.
Termofílico. Cuando se alcanza una tempe ratura de 40ºC, los m icroorganismos
te rmofilicos a ctúan transforma ndo e l nitrógeno en amoníaco y e l pH del me dio se ha ce
alcalino. A los 60ºC estos hongos te rmofilicos desapare cen y apare cen las bacte rias
esporígenas y actinomice to. Estos m icroorganismos son los e ncargados de descomponer
las ceras, p roteínas y hem ice lulosas.
En e sta fase se eliminan larvas, bacte rias patógenas, semillas de ma las hie rbas que
poblaron los residuos.
Enfriamiento. C uando la tempe ratura es menor de 60ºC, reapare cen los hongos
te rmófilos que re invaden e l mantillo y descomponen la ce lulosa. Al bajar de 40ºC los
mesófilos tambié n re inician su actividad y e l pH del medio desciende lige ramente .
Maduración. Es un periodo que re quiere meses a tempe ratura ambiente , durante los
cuales se producen rea cciones secundarias de condensación y polime rización del humus.
pH
Tiene influencia durante el proceso deb ido a su acción so bre los m icroorganismos, de
fo rma gene ral los hongos tole ran pH e ntre 5 y 8, m ientras que las bacte rias tie nen
tole rancia entre 6 -7.5
Este es un paráme tro que debe ser controlado en campo tanto como en laboratorio,
hasta conoce r la madurez del producto. Al final del proceso e l compost debe u bicarse
con rango de pH neutro a ligeramente alcalino (7 a 8).
Si se produce acidificación, se corrige con la adición de cal apagada, caso contrario
alcalinización se puede añadir sales ácidas o azufre en polvo para la co rre cción.
Aireaciones- Oxigeno
La airea ción se ría definida como la re spiración al inte rior de la pila, es de cir pe rm ite el
ingreso de oxigeno necesario para e l funcionamiento de los m icroorganismos y a la vez
expulsa CO2. Puede ser de dos tipos: manual o me canizada.
La concentración de oxigeno depende rá del tipo de ma te riales a compostar, tex tura,
fre cuencia de volteos, humedad.
Muchas autore s re lacionan el inte rvalo de volteos con la duración del proce so de
compostaje, e ste factor asociado con un buen manejo de riego, control de temperatura,
provee rá a los microorganismos e l habitad ideal para que e llos desarrollen sus procesos
fisiológicos y sinte ticen la mate ria orgánica.
Para op timizar esta labor me cánica, se adq uirió e l composteador CR04, mismo que se
tracciona por la barra de tracción de un tractor J. Dee re 5725, que cuenta con un
reductor de velocidad pa ra alcanzar 200 m/hora y s istema hidráulico del tipo enganche
rápido.
Relación C/N
La relación C /N, expresa las unidades de carbono por unidades de Nitrógeno, que
contie ne un ma te rial. La re lación óptima para iniciar con e l proceso de compostaje es la
que va entre 25 a 3 5/1, ya que puede desarrollarse los microorganismos, por lo que
conside raremos que la óptima re lación C/N pa ra iniciar e l proceso es de 30/1; durante el
proceso de compostaje esta va dism inuyendo hasta le gar a valore s de 10 a 15/1 esto es
cuando ha llegado a la madure z del compost.
El Ca rbono es utilizado como fuente de energía, y e l Nitrógeno para síntesis de
sustancias y funciones vitales de microorganismos.
Compost maduro
Es aquel que esta m uy descompuesto y puede utilizarse para cualquier tipo de cultivo.
La e tapa de maduración se inicia con e l retorno parcial de la masa en proce so a
tempe raturas med ias, donde com ienzan a re instalarse microorganismos meso filicos.
Predominan procesos de síntesis y polimerización (hum ificado), desarrollándose una
microbiota favorable al desarrollo de las plantas, donde coexiste n organismos nitro
fijadores, asperjillus, protoascomicetos entre otros.
Manteniéndose una tempe ratura amb iente y pH neutro a ligeramente acido 6.5 a 7.5.
El compost maduro tiene un color ma rrón oscuro o negro ce niza, huele a tie rra de bosque ,
sin olor desagradable, presenta húmeda entre 15-25%, es ligero y esponjoso.
La mate ria orgánica conte nida va a ubicarse entre 30% ap rox., sin emba rgo e sto va a
estar en dependencia del conte nido inicial de mate ria orgánica de los componente s, y
conoce r que luego de m ineralizarse dism inuirá su valor.
EQUIPOS ELABORACION Y APLICACION COMPOST.
Para la e laboración y aplicación del abono se requie ren los siguiente s equipos agrícolas:
Composteador CR 04, para airea ciones.
Minicargadora, para forma ción de cúmulos
Tractor Agrícola J. Dee re.
Ca rre ta.
Espa rcidor de abono orgánico.
Payloader, llenado de volquetas abono
Vo lque tas, transporte al campo.
ANALISIS QUIMICO DEL PRODUCTO
A continua ción se expone la inte rpre tación de aná lisis químico realizado e n laboratorio
del C INC AE. Ver anexo 3
La re lación C /N, inicial de las muestras e n proceso de compostaje fue de 28.1,
reduciéndose hasta 19, e n un periodo de 60 días, lo que es un indicador de la síntesis
de la mate ria o rgánica e videnciada po r la disminución de l carbono y por e nde re lación
C /N.
El contenido de ma te ria orgánica se ubicó en 38.1%, como producto de las
transforma ciones del sus trato hasta conve rtirse en humus.
Nótese que e sta ma te ria orgánica al igual que todos los ma cro y m icro e lemen tos,
siemp re estará suje ta al contenido original de residuos con los que se este rea lizando e l
compostaje.
El contenido final de carbono fue de 22.2 y e l Nitrógeno 1.2 g/100 g r.
Los contenidos de P – K – Ca - Mg estuvie ron en un orden de 0.62-0.74- 4.5; 0.7 g/100
gr. respectivamente .
Por lo q ue a l aplica r una tonelada de compost a l sue lo es tamos dotando de 15.97 kg.
Urea; 9.23 kg P2O5, 5.77 kg. K2O, 247.6 kg de mate ria o rgánica, además de se r una
9
enmienda que contribuye con una microbiota de 2.5x10 ufc/gr.
La condu ctividad e lé ctrica de la cachaza descendió notablemente de 4900 us. hasta
1560 us, en producto composteado, que es rango idóneo para ser aplicada al suelo.
BIBLIOGRAFIA
1.- Barzaga Jorge. Producción de compost y resultados prelim inares de su aplicación en
áreas de la Emp re sa Azucare ra “Dos Rios”. Cuba
2.- Cataño A idee. La Era Agrícola una visión alte rnativa del campo Venezolano.Ca chaza
de caña como alte rnativa de abonam iento
3.- Chamorro Roberto, et al. 2009. Abono O rgánico La Troncal, Proye cto Técnico
Económico.. La Troncal. Ecuador.
4.- Gómez Israel A ntonio, Producción de abonos orgánicos para fe rtilizar caña de
azúcar . El Estribo SLP. Febre ro 2009.
5.-Gómez Alberto, et al. Estudio Integral para e l manejo de la caña de azúcar. Informe
2006-2007
ANEXOS
1.- Diseño del levantamiento topográfico
2.- Esquema de producción y aplicación del compost.
1.-Recepción y mezcla
2.- Aireaciones continuas
3.- Producto terminado
4.- Abastecimiento de abono
en campo
5.- Aplicación localizada al surco
previo a la siembra de caña de azúcar
3.- Análisis químico Residuales
REPORTE Nº: Sp-17
Compañ ía: Ingenio ECUDOS
Fecha recepción muestra: 10-Novie mbre-2009
Fecha entrega resultados: 18-noviembre-2009
MACROELEMENT OS
0
N
Identificación
Cachaza
Ceniza
Bagazo
MICROELE MENTOS
%: g/1 00gr
ppm
N
P
K
Ca
S Mg Na
Zn
Cu
Fe
Mn
33,50 60,50 35,17 1,05 1,76 0,48 4,27 0,35 0,68 0,03 271,7 51,4 11980 805,9
144,39 19,87 11,55 0,08 0,20 1,05 0,84 0,22 0,58 0,13 112,3 43,4 12490 413,9
265,08 95,75 55,67 0,21 0,06 0,14 0,25 0,10 0,05 0,02 18,6 4,0 492,5
22,1
C/N
Sp-1 32
Sp-1 33
Sp-1 34
%
MO
C
B
2,57
10,07
0,80
Análisis químico Compost
Parámetro
NTC-5167
OPS Sztern y
Pravia
Norma Chilena
28 80
Análisis Ecudos
2010
% Humedad
<30%
20-30%
30-45%
30%
>4 y <9
Alcalino
5-8,5
7-8,0
25-10%
22%
> o igual 20
38
25-35
28
pH
Car bono
30-15%
M. Orgánica
C/N Inicial
30
20-30
C/N Final
10
< o igual 20
N-P-K
>1
< o igual 25
19
> o igual 0,5
0,8