Investigación y desarrollo: Gallinaza compostada como abono

El Compost

El compost es el producto obtenido de la descomposición aeróbica de la materia orgánica por parte de microorganismos, ocurre en condiciones normales en la naturaleza. Tiene propiedades fertilizantes para los suelos y por ello su aprovechamiento está cada vez más extendido y las técnicas de obtención son cada vez más amplias, mejorando sus características finales y los tiempos de obtención del compost maduro. Esta materia orgánica puede tener varias fuentes de procedencia, ya sean restos vegetales, ceniza, estiércol y demás materia orgánica, aunque normalmente estos sustratos se mezclan, ya sea por disponibilidad de ellos, por aportes o correcciones que puedan ser añadidos al compost final.

La producción de gallinaza es una opción interesante en materia de economía/agricultura circular, ya que se dota de valor a un residuo pudiendo darle un uso tras someterlo a un proceso. Los costes que se ahorran en la gestión de su eliminación pueden ser empleados, en dicho proceso de revalorización.

La gallinaza es el estiércol de gallinas ponedoras, al igual que otros estiércoles, está compuesto por materia orgánica, pero sus compuestos inicialmente no son fácilmente aprovechables por las plantas. El compostaje permite que estos compuestos sean transformados en nutrientes asimilables y durante un tiempo más prolongado que los fertilizantes químicos. La gallinaza se emplea para producir abono agrícola, aunque también puede obtenerse alimento para animales o energía.

En cuanto a su vida útil, no es algo que se pueda generalizar ya que es una materia en constante cambio. Se recomienda la aplicación del compost lo más próximo posible a la etapa de maduración. De cualquier forma, si se baraja la opción de empaquetarlo, para almacenarlo o comercializarlo, se debe proteger de la humedad, el sol y debe estar aireado, de esta forma se evitarán procesos anaeróbicos de descomposición, echando a perder el producto.

Fases del Compost

El proceso pasa por distintas fases con distintas condiciones de temperatura, humedad y pH, donde unas comunidades de microorganismos se sustituyen por otras. El producto final es de aspecto terroso, ausente de olores y libre de microorganismos patógenos y semillas. Está compuesto por elementos fácilmente asimilables por las plantas. Principalmente estos elementos son:

• Materia orgánica: que interacciona con el suelo y forma moléculas (complejos arcillo-húmicos) los cuales dan estructura y fertilidad al suelo.
• Componentes minerales: pueden ser macronutrientes (nitrógeno, fosforo, potasio, calcio, magnesio) o micronutrientes (Hierro, Manganeso, Cobre, Cinc).

Estos enriquecen el suelo, mejorando sus propiedades físicas, químicas y biológicas, aportando materia orgánica y complejos fertilizantes de liberación lenta.

Con la aplicación del compost en el suelo se producirán dos procesos, la mineralización y la humificación:

• La mineralización: es el proceso de descomposición de componentes minerales necesarios para la nutrición de las plantas. Primero se mineralizan las sustancias más fácilmente degradables como Hidratos de Carbono y Proteínas (representa un 50% de la materia orgánica), posteriormente las celulosas (35%) y por último las ligninas (15%).
• La humificación: es la degradación de la materia orgánica a compuestos orgánicos más complejos, de mayor peso molecular y estabilidad. Estos son las sustancias húmicas, compuestas por ácidos húmicos, ácidos fúlvicos y huminas. Estas reaccionan con la fracción mineral del suelo y forman los complejos arcillo-húmicos.

Fases del proceso de compostaje

El compostaje de la materia orgánica pasa por una serie de fases de estado del producto fruto de la actividad microbiana. En esta descomposición del carbono y nitrógeno y resto de materia orgánica, los microorganismos desprenden calor en el proceso y dependiendo de la temperatura del material en compostaje se distinguen cuatro fases:

Fase Mesófila

Esta fase dura de 2 a 8 días, en la descomposición de compuestos sencillos de C y N se desprende calor y se alcanzan los 45°C. La descomposición de compuestos solubles, como azúcares, produce ácidos orgánicos y, por tanto, el pH puede bajar (hasta cerca de 4.0 o 4.5).

Fase Termófila o de Higienización

Cuando se superan los 45 °C, los microorganismos termófilos sustituyen a los microorganismos de la fase 1. Estos degradan fuentes más complejas de C (celulosa y lignina) y transforman el N en amoniaco, aumentando el pH. Cuando se superan los 60 °C aparecen bacterias que pueden descomponer las ceras, hemicelulosas y otros compuestos de carbono complejos. A esta temperatura se destruyen microorganismos patógenos. Esta fase puede durar desde unos días hasta meses.

Fase de Enfriamiento o Mesófila II

Agotadas las fuentes de C y N, la temperatura desciende nuevamente hasta los 40-45 °C. Se degradan polímeros como la celulosa. Los organismos mesófilos reinician su actividad y el pH del medio desciende levemente. Esta fase puede durar semanas.

Fase de Maduración

Se forman los ácidos húmicos y fúlvicos.  La materia, a pesar de someterla a volteo, no aumenta su temperatura. Tampoco desprende olor desagradable y su color y olor es como la tierra húmeda. Su humedad es inferior al 18% y esto facilitará la asimilación de los nutrientes por las plantas.

En la fase de maduración, el compost está listo para ser usado, esto ocurre en unos meses y conforme pase el tiempo, perderá humedad, comunidades bacterianas y será susceptible de ser infectado con patógenos, disminuyendo su calidad. Para la comercialización, la mejor opción es almacenarlo en un montículo y vigilar las propiedades del compost, volteándolo, añadiendo agua, más materia orgánica y envasarlo lo más cercano posible a su comercialización, de esta manera mantendremos “vivo” el compost.

Comparación con otros estiércoles

No todos los estiércoles son iguales en su composición, dependiendo del animal del que procede tiene unas características u otras, lo cual influye en el proceso y producto final. A continuación, se establece una tabla con la cantidad de macronutrientes medios que contiene cada estiércol.

Vida útil del compost

La vida útil del compost, depende de varios factores como el sustrato inicial, la composición final, el contenido en humedad, el aislamiento contra patógenos. Lo que se puede asegurar, es que la mejor forma de aprovecharlo es cuando se consigue el punto de maduración, debido a que se encuentra en su estado óptimo. Esto es importante porque la gallinaza compostada y compost en general, es una “materia viva”, en su composición encontramos materia orgánica en constante cambio por la actividad de microorganismos. En su etapa final de maduración, la actividad de los microorganismos disminuye su intensidad, pero no desaparece, y continúa alejándose cada vez más de su estado óptimo, ya sea por pérdidas de humedad, disponibilidad de nutrientes y comunidades bacterianas. Es por ello que su aplicación, es recomendable, sea próxima a la maduración del compost.

Esterilización

La esterilización es una técnica que impiden o dificulta el proceso de degradación del compost por las bacterias. Para realizar este proceso se debe aumentar la temperatura del sustrato por encima de los 100 ºC durante varias horas, con el fin de eliminar la mayor cantidad de patógenos posibles. Esto implicaría la pérdida total de humedad, por lo que debe realizar recintos totalmente herméticos, como autoclaves, que utilicen el vapor de agua como agente esterilizante. El proceso de esterilización de grandes cantidades de compost implicaría autoclaves de grandes dimensiones con altos requerimientos de energía, lo cual eleva los costes de inversión.

Sustancia con potencial valor añadido

El proceso de compostaje puede mejorarse, ya sea mejorando los tiempos o aumentado su calidad en composición, esto se consigue añadiéndole una “propiedad” que no posee una forma natural significativa. Algunos ejemplos:

Cal

La cal se usa en el compostaje para evitar la proliferación de moscas, esta se debe aplicar cuando el compostaje esté estable para mejorar el pH e incrementar los contenidos de calcio, magnesio. También se pueden usar rocas fosfóricas para aumentar los contenidos de fósforo. Las cales pueden mejorar las propiedades químicas del suelo, aumentando la disponibilidad de nutrientes, al tener un pH cercano a la neutralidad se mejora la actividad de microorganismos. Mejora las propiedades físicas del suelo como la agregación. Mejora la mineralización de la materia orgánica, la velocidad de los procesos de amonificación y mineralización de compuestos sulfatados y fosforados, ya que neutraliza el pH y favorece estos procesos.

Algas

Sobre los efectos beneficiosos del uso de algas en la agricultura, estas pueden funcionar sobre el suelo como correctores de la acidez, carencias minerales, estabilizante de estructura, activador de microfauna y micronutrientes, hidratante y reductor de la salinidad. La algalización (uso de microalgas como biofertilizante) funciona como fertilizante aumentando el nitrógeno y aumenta la estructura del suelo. Por ejemplo, las cianobacterias, las cuales son fijadoras del nitrógeno.

Purín fermentado

Las sustancias con alto contenido en nitrógeno funcionan como activadores o acelerantes del compost, ya que aumentan la disponibilidad del nitrógeno en la relación C/N. Puede realizarse con plantas como la ortiga, la manzanilla o el diente de león. Consiste en realizar una fermentación aerobia, las plantas se trituran y se sumergen en un recipiente con agua y se cierra de forma no hermética para estar en presencia de oxígeno, se remueve periódicamente. Al cabo de unas semanas, se aprecia un cambio en el color, lo cual indicará que está listo y se filtrará con una malla, envasando el líquido en un recipiente protegido de la luz solar hasta su aplicación.

Microorganismos

Existen especies de microorganismos que actúan como antagonistas de patógenos, es el caso de Trichoderma sp., Penicillium sp., Pseudomonas fluorescens, Bacillus subtilis. Este antagonismo se denomina como capacidad supresiva y se produce por la competición de nutrientes, el parasitismo o la producción de sustancias antibióticas. Estos microorganismos se deben introducir en la fase de maduración, ya que la temperatura no es elevada.

Lodos

La producción de lodos de depuradoras de aguas, supone un problema de generación de residuos, pero puede transformarse en un recurso, por su alto contenido en nutrientes. En España se destina un 80% de estos lodos a la agricultura. (Registro nacional de Lodos, 2012).

Envases Ecológicos

En cuanto a los materiales del empaquetado/envasado, se utilizan sacos de polipropileno (PP) con una bolsa interior de polietileno (PE), los cuales pueden ser sustituidos por otros polímeros biodegradables, como el ácido poliláctico (PLA).

El polipropileno y el polietileno son polímeros termoplásticos, es decir, que se funden cuando son sometidos a temperaturas elevadas, y pueden modelarse repetidas veces. Además, estos dos polímeros son fácilmente reciclables casi en su totalidad. Estos dos componentes tienen un bajo coste, son flexibles, y resistentes, y están dotados de características idóneas para el envasado. Estos dos materiales no dejan de ser productos provenientes de materias fósiles. Por lo que es interesante buscar materiales que no dependan del petróleo.

El ácido poliláctico (PLA) es un polímero o bioplástico, obtenido 100% de recursos renovables, como el maíz, la remolacha, el trigo y productos ricos en almidón. Se obtiene por fermentación de glucosa, donde se obtiene ácido láctico y este se convierte en polilactida. Tiene características muy similares a polímeros provenientes del petróleo como el PET o el PP, como el aislamiento de olores y humedad y resistencia a los rayos UV. El ácido poliláctico tiene sus inconvenientes, ya que en su descomposición biológica desprende dióxido de carbono y metano, gases de efecto invernadero. Aunque los combustibles fósiles no forman parte de su composición si se requieren para su recolección y producción química, de cualquier forma, este proceso requiere de entre un 20 – 50% menos de recursos fósiles que si lo obtenemos directamente del petróleo

Estos compuestos son una opción muy interesante a la hora de envasar el producto para comercializarlo, no obstante, si se quisiera ir más allá en producción de materiales ecológicos, existe la posibilidad de emplear envases reutilizables, los cuales resuelven también el problema de la producción de materiales de “usar y tirar”. Es el caso de los “Big bags”.

Big bags

Son contenedores no rígidos, fabricados con fibras de polipropileno enlazadas, estas le aportan flexibilidad, tiene asas para facilitar su transporte con maquinaria dado que su volumen estándar es de 1m³, aunque puede tener varios tamaños. Pueden ser transportados en pallets por un único operario, con la ayuda de maquinaria como una transpaleta o una carretilla elevadora. Y también pueden ser personalizados con la marca o logo de la empresa o producto.