• Author / Uploaded
• Christian Villalta

Citation preview

Preparado por: Dr. Christian A. Villalta Calderón Universidad Politécnica de Puerto Rico EPM 68OO

INTRODUCCION 

Retomamos en esta clase los temas básicos referentes al cuarto elemento funcional que conforma un Sistema Integrado de Gestión de Residuos Sólidos. Entre estos temas hemos visto y se incluyen:  Plan de recuperación de materiales separados,  Separación y procesamiento de componentes de residuos sólidos.

 Procesos de transformación utilizados para alterar la forma de los

residuos y para la recuperación de productos útiles.

REPASANDO

TRANSFORMACION QUIMICA Y BIOLOGICA 

Se utilizan los procesos de transformación química y biológica para reducir el volumen y el peso de los residuos que necesitan su evacuación y para recuperar productos de conversión y energía.



El proceso de transformación química que se utiliza mas frecuentemente es la incineración, que se usa conjuntamente con la recuperación de energía en forma de calor.



El proceso de transformación biológica mas frecuentemente utilizado es el compostaje aerobio (en presencia de oxigeno)



El detalle del proceso de compostaje es discutido en esta presentación.

TRANSFORMACION QUIMICA Y BIOLOGICA 

Sabemos que actualmente los residuos sólidos urbanos generados representan problemas:  Sanitarios  Olores  Impacto Visual  Necesario gran espacio para acumulación



Lo ideal sería que podamos sacar un beneficio de este tipo de residuo a través de factores tales como:  Inversión tecnológica  Beneficio económico

 Beneficio higiénico

Composición física de los desechos sólidos, Distrito Capital, Panamá, 2002 La generación per cápita nacional diaria de residuos sólidos es de 0.81% kg, mientras que en los Distritos de Panamá, Colón y San Miguelito, la generación es de 1/kg/hab/día. Ciudad de Panamá y San José son en centroamerica las dos ciudades con mayor tasa de generación.

Fuente: APRONAD, Estudio sobre densidad, volumen y composición química de los residuos sólidos del Municipio de Panamá, Plan de Manejo de los Desechos Sólidos para el Municipio de Panamá, JICA 2002.

SITUACION ACTUAL EN PANAMA Las aportaciones de residuos orgánicos, desechos de jardinería y papel de baja calidad suman cerca del 72% de los desperdicios depositados semanalmente. Estos materiales podrían ser desviados a programas de composta para evitar su disposición en los SRS. En cuanto a los plásticos, aunque los Tipos 1 y 2 son los de mayor rendimiento comercial, si sumamos todos los tipos de plásticos encontramos que éstos representan un 10.5 por ciento del flujo de los residuos sólidos.

PROGAMA DE COMPOSTA 

El compostaje es una opción que permite reducir hasta un 50% en el peso de los residuos que vayan a ser depositados en el sitio de disposición final.



El compostaje bien operado bajo criterios de eficiencia técnica y económica, puede representar un beneficio económico en el manejo integral de RSU.



Un programa de compostaje tiene su fundamento en el marco normativo y consta de componentes básicos que se articulan a través de procesos sociales e institucionales.

PROGAMA DE COMPOSTA 

Los componentes básicos son la separación, la recolección, el tratamiento doméstico y en planta, así como la distribución y la utilización del producto.



Los procesos articuladores a su vez son la planeación, el financiamiento, la educación/capacitación, la difusión, el involucramiento de actores y la evaluación.



Una planta de compostaje requiere de una inversión muy importante de recursos por lo cual debe ser analizada con mucho cuidado.



Aun cuando representa una oportunidad para mejorar el ambiente, el análisis costo beneficio debe ser realizado en detalle.

FACTIBILIDAD DE UN PROGAMA DE COMPOSTA



La factibilidad de este tipo de proyectos depende de información centrada en los elementos críticos para la construcción de una Planta de Compostaje, que incluye: 1. El mercado de la composta, 2. Las capacidades institucionales,

3. La conciencia ciudadana, 4. La materia prima y el financiamiento del proyecto.

FACTIBILIDAD DE UN PROGAMA DE COMPOSTA 

EL MERCADO



Generalmente un mercado no muy desarrollado. Con el auge de la agricultura orgánica se puede presentar una oportunidad. Si no existe un mercado en la agricultura, podría existir un mercado importante en la jardinería. La jardinería privada en las zonas urbanas y semiurbanas reconoce las ventajas de la aplicación de la composta y puede estar dispuesta a pagar el precio del producto. También la jardinería pública se ve beneficiada del compostaje municipal.





FACTIBILIDAD DE UN PROGAMA DE COMPOSTA



EL MERCADO



Para tomar la decisión sobre la construcción de un proyecto de compostaje en función del mercado, deben considerarse las siguientes opciones:  Mercado agrícola de la composta  Mercado de la jardinería privada  Parques y jardines municipales  Restauración de suelos municipales.

FACTIBILIDAD DE UN PROGAMA DE COMPOSTA



CAPACIDAD INSTITUCIONAL



En caso de ser un proyecto municipal es bien importante la consideración de este elemento.



Es una instalación de tipo industrial que requiere de una administración permanente y adecuada. Si la administración pública municipal (el municipio) tiene la intención de construir una planta de esta naturaleza, deberá verificar que cuenta con la continuidad institucional necesaria.

FACTIBILIDAD DE UN PROGAMA DE COMPOSTA 

CONCIENCIA CIUDADANA

Un programa de compostaje parte de una separación de residuos desde su fuente de generación.  Sin la participación ciudadana es muy difícil operar exitosamente una Planta de Compostaje a partir de RSU.  Esta participación dependerá en gran medida de cierta conciencia ambiental,  La composta misma puede ser utilizada como “punta de lanza” en los programas de concientización a los siguientes grupos, entre otros: 

 La ciudadanía en general

 Empresarios agroindustriales  Prooveedores de servicios de alimentación o turísticos.

FACTIBILIDAD DE UN PROGAMA DE COMPOSTA 

LA MATERIA PRIMA:



En la planeación de una Planta de Compostaje es importante identificar las fuentes y asegurar los volúmenes mínimos de materia prima necesaria para la planta.



Las fuentes de esta materia prima pueden incluir a las siguientes:  Residuos verdes provenientes de podas en parques y jardines Podría incluir podas de la Autoridad de Energía Eléctrica (AEE), campos de golf, universidades, etc).  Residuos de las empresas procesadoras de alimentos de la región (incluye restaurantes).  Residuos de las actividades agropecuarias de la región  Residuos orgánicos domésticos separados de origen en las viviendas  Residuos de plantas de tratamiento de aguas residuales

FACTIBILIDAD DE UN PROGAMA DE COMPOSTA 

FINANCIAMIENTO DEL PROYECTO :



Los costos de inversión incluyen el terreno, la obra civil y la maquinaria.



Los costos de operación incluyen aquellos relacionados con el pago de recursos humanos, combustibles, maquinaria, mantenimiento correctivo y preventivo.



Propuesta PR busca minimizar costos de operación asociados principalmente a gasto energético.

TECNOLOGÍAS DE CONVERSIÓN BIOLÓGICA •

Definición: Procesos biologicos que utilizan organismos vivos, usualmente microorganismos para degradar la materia orgánica presente en los desechos sólidos.

•

Requerimientos nutricionales (podrían limitar los procesos biologicos) • Carbón y fuentes de energía (Luz, CO2, Materia Orgánica). • Nutrientes (Elementos), usualmente presentes como sales. • Factores de crecimiento (aminoácidos y vitaminas) • Transformación biológica: usualmente con organismos heterotróficos (usan fuentes orgánicas de energía y carbón).

COMPOSTAJE 

Proceso basado en el reciclado de la materia orgánica mediante una fermentación controlada en condiciones aeróbicas.



Entre los beneficios transformación tenemos:

de

esta

 Buen abono para las plantas (de

liberación lenta).  Regenerador orgánico de suelos.  Se obtiene compost como producto final.

COMPOSTAJE 

A excepción de los componentes plásticos, de goma y de cuero, la fracción orgánica de la mayoría de los RSU se puede considerar compuesta por proteínas, aminoácidos, lípidos, hidratos de carbono, celulosa, lignina y ceniza.



Al ser sometidos este tipo de material orgánico a descomposición aerobia micro bacteriana, el producto final que queda después de cesar casi toda la actividad microbiológica es un material de humus conocido como compost.

COMPOSTAJE 

ECUACION

COMPOSTAJE 

COMPOSICION QUIMICA

COMPOSTAJE 

COMPOSICION QUIMICA

Opciones de disposición Opciones para disponer biosólidos: 1. Disposición en el aire – mediante combustión 2. Disposición en el agua 3. Disposición en el suelo. AIRE: Aún las mejores tecnologías disponibles pueden descargar contaminantes a la atmósfera. Una vez en la atmósfera es dicifil controlar su destino.

AGUA: Una vez en el agua, es muy dificil controlar su destino.

SUELO: Una vez en el suelo, los contaminantes se pueden controlar o se pueden manejar para reducir el impacto que puedan causar a la salud humana o al ambiente.

Organigrama del Proceso del Compostaje Adquirir materias primas

Analizar mercados

Enmiendas

Determinar receta

Agentes agregantes Preparar material Clasificar, moler, astillar, mezclar, triturar

Compostaje Activo

Curado

Baja Tecnología

Tiempo

Seleccionar

“sobras”

Evaluación de la calidad del compost Refinación y mercadeo del producto

Mezclar

Empaquetar Aditivos

Almacenamiento

Alta Tecnología

Esquemático del Proceso de Composta Microorganismo s

Agua

Oxígeno

Rápido Velocidad de descomposición Lento

MATERIA ORGÁNICA Carbohidratos Azúcares Proteinas Grasas Hemicelulosa Celulosa Lignina Materia Mineral

Productos de Descomposición : CO2 + H2O

Calor Composta

Generación de CO2 y Consumo de O2 16

1.2

14 12

0.8

10 8

0.6

6

Oxígeno (%)

Dióxido de Carbono (%)

1

O2

0.4

CO2

4

0.2

2 0

0 0

5

10

15

20

25

30

Tiempo de Composta - días

Oxígeno es utilizado por los microorganismos

Dióxido de carbono emitido por la respiración de la biomasa en la pila

Coeficiente de respiración= CO2/O2

Fuente: Singley et al. 1982

CARACTERISTICAS DEL COMPOSTAJE 

 





Su color es oscuro, casi negro. Tiene una gran capacidad de retención de agua. Su olor es agradable parecido al de la tierra húmeda Mejorador del crecimiento de las plantas y es posible de utilizar en terrenos agrícolas o jardines. Agrega elementos esenciales al suelo y no nitrifica ni acidifica el terreno como suele ocurrir con el uso de fertilizantes químicos.

ETAPAS DEL COMPOSTAJE 

Las etapas están muy relacionadas con la temperatura.



El proceso de compostaje puede dividirse en tres periodos:  Etapa Mesófila  Etapa Termófila  Etapa Maduración

ETAPAS DEL COMPOSTAJE 

ETAPA MESOFILA



Se produce a 40 ºC Se produce acidificación de la materia Degradación de fracciones de carbono débiles Hongos mueren y generan calor y CO2 Se eleva la temperatura debido a la actividad metabólica, baja el pH

   

ETAPAS DEL COMPOSTAJE 

ETAPA TERMOFILA



Se produce a 60 -70 ºc. Se degradan productos del carbono resistentes Se destruyen los microorganismos patógenos y disminuye la actividad respiratoria. Hacia los 70º C cesa prácticamente la actividad microbiana. La aireación hace que se reinicie el proceso hasta que se acaban nutrientes.

   

ETAPAS DEL COMPOSTAJE 

ETAPA MADURACIÓN



Proliferan los hongos Se degradan los polímeros complejos Baja actividad ( Requiere meses a Temperatura ambiente ) Al no haber casi nutrientes, desciende la actividad bacteriana

  

ETAPAS DEL COMPOSTAJE 

Los microorganismos deben ser controlados  Factores que limitan la vida  Desarrollo



Para que desarrollen la actividad descomponedora se necesitan unas condiciones óptimas:  Del Suelo : Físicas y Químicas  Condiciones ambientales externas

ETAPAS DEL COMPOSTAJE 

Características Físicas del Suelo



Tamaño de las partículas  Determina densidad y la estructura  Directamente relacionado con intercambio hídrico y gaseoso.



Tamaño Óptimo ≈ 1 y 5 cm.



Lombricompostaje favorece este proceso de aireación al crear túneles.

ETAPAS DEL COMPOSTAJE 

Características Quimicas del Suelo



Los microorganismos solo pueden romper compuestos simples. Aquellos mas complejos se han de romper por reacciones tipo enzimático.



 A mayor complejidad mayor tiempo de descomposición.



Microorganismos macronutrientes.

necesitan



Micronutrientes aumentan reacciones enzimáticas

micronutrientes

la

importancia

y

de

ETAPAS DEL COMPOSTAJE 

CONDICIONES AMBIENTALES EXTERNAS

CONDICIONES DEL COMPOSTAJE 

TEMPERATURA



Las variaciones de T relacionadas con el proceso, se puede controlar. Los microorganismos (hongos y bacterias) mantienen la T de descomposición en un intervalo determinado, sí las condiciones son óptimas. La T depende de material a compostar y factores ambientales. La T de óptima de estabilización biológica 45 – 55 ºC Para resultados óptimos 50 – 55 º C y permanecer 1- 2 semanas



  

CONDICIONES DEL COMPOSTAJE 

TEMPERATURA  Si la T excede 60 º C durante mucho tiempo, mueren

microorganismos útiles

CONDICIONES DEL COMPOSTAJE 

HUMEDAD



Para pilas estáticas y volteadas debe ser inferior al 60% Para reactores cerrados debe ser inferior al 65%.





La alta humedad genera desplazamiento del aire lo cual implica que las condiciones se vuelvan anaerobias.

Humedad HUMEDAD: La humedad de la pila puede afectar la actividad microbiana y por lo tanto la temperatura y la velocidad de descomposición.

Evaporación

Actividad Microbial Oxidación biológica de MO

Humedad

Contenido de humedad = f(velocidad de aireación en la pila) Contenido de humedad optimo = 50 – 60%

CONDICIONES DEL COMPOSTAJE 

pH



El valor de pH optimo varia entre 6-9.  Los Hongos toleran un pH entre 5 – 8  Las bacterias toleran un pH entre 6 – 7.5



1ª Fase: Acidificación de la materia  Baja pH



2ª Fase: Aumento de pH  Facilita la pérdida de N, en forma

de NH3.

CONDICIONES DEL COMPOSTAJE 

Relación C / N

Esta relación es necesaria para producción de energía y síntesis celular de los microorganismos.  Un exceso de N acelera descomposición, pero genera un déficit de O2.  Deficiencia de N menor velocidad N se escapa en forma de NH3.  Relacion C / N debe ser mayor de 1 

CONDICIONES DEL COMPOSTAJE Relación C / N Compost Pasto cortado Biosólidos Desperdicios de comida Estiércol de animales lecheros Hojas y Follaje Paja Corteza Papel Madera o aserrín

15-25:1 15:1 5:1 15:1 20:1 60:1 80:1 115:1 170:1 500:1

Nutrientes

Durante la descomposición biológica se necesitan de 25 a 30 partes de Carbono por cada parte de Nitrógeno. El carbono rápidamente disponible en la MO es utilizado primero, luego el Carbono en materiales más recalcitrantes (lignina, celulosa).

60

50 Sólidos Volátiles (g)

CARBONO: El carbono en la pila es la fuente de energía para la biomasa en el sistema.

40 30 20 10 0 0

0.5

1

1.5

2

2.5

Generación de CO2 (mol)

Generación de CO2 y VS en una composta de biosólidos con cascarilla de arroz. Bach et al. 1984.

A mayor contenido de VS, mayor es la generación de CO2 de la pila. En promedio se destruyen 20 g VS/mol de CO2

3

Nutrientes NITRÓGENO: Los microorganismos necesitan N para su reproducción – síntesis de proteina. Microorganismos utilizan C y N en relación 30:1. Bajas relaciones C/N resulta en volatilización del N como amónia. Si el ambiente de la pila es alcalino, la volatilización puede ser más severa. Condiciones anaeróbicas en la pila puede causar la denitrificación y pérdida de nitrogeno en forma de amonia de la pila de composta.

La pérdida de N de la pila, reduce el valor agronómico de la composta como fertilizante agrícola.

Composición de biosólidos en PR Aguadilla, PR: 15 Abr 08

Composición de Biosólidos en PR Mayaguez: 25 Ene 08

CONDICIONES DEL COMPOSTAJE 

Aireación



Se debe asegurar suministro de oxígeno, para asegurar buen y rápido compostaje. Evitar malos olores Hace falta material de soporte (triturado de poda y madera ). Proporciona estructura y crea porosidad aumentando el potencial de flujo. Contenido de oxigeno 50 % Nunca por debajo de 8-10 %, para asegurar condiciones aerobias

 

 

CONDICIONES DEL COMPOSTAJE 

Aireación



El volteo de las pila se realiza para homogenización de la temperatura y del oxigeno.

OXIGENO SUMINISTRADO POR VOLTEO

la

CONDICIONES DEL COMPOSTAJE 

Población Microbiana



Según la etapa en la que se encuentre habrá diferentes microorganismos:  1ª

etapa: Aparecen bacterias y hongos mesófilos liberando ácidos.  2ª etapa: Cuando T ≈ 40 ºC, aparecen bacterias, hongos termófilos y actinomicetos.  3ª etapa: Por encima de 60 ºC, desaparece actividad microbiana

CONDICIONES DEL COMPOSTAJE 

Población Microbiana

Las bacterias descomponen carbohidratos y proteínas.  Los actinomicetos y hongos descomponen celulosa y hemicelulosa. 



Posición:  Bacterias en toda la pila

 Hongos y actinomicetos a 5 – 15 cm de la superficie

Rangos Rangos Razonables Preferidos Proporción de C:N

20 - 40:1

25 - 30:1

Contenido H2O

40 - 65%

50 - 60%

O2

> 5%

> 5%

Tamaño de la partícula

1/8 - 1/2”

varía

pH

5.5 - 6.5

6.5 - 8.0

Temperatura

110 - 150º F

130 - 140º F

HOJA TIPICA DE PROCESO

VENTAJAS DEL COMPOSTAJE 

Mejora las propiedades físicas del suelo ( fertilizante).  Se obtienen suelos más esponjosos y mayor retención del agua.



Mejora las propiedades químicas  Aumenta capacidad de micro y macronutrientes  La capacidad de intercambio iónico, es fuente y almacén de nutrientes de los cultivos.  Mejora resistencia de las plantas a patógenos



Aumenta la población microbiana ( fertilidad del suelo )



Se puede almacenar. No atrae insectos  Esta desinfectado y estabilizado

DESVENTAJAS DEL COMPOSTAJE 

Condiciones Aeróbicas  Gasto energético para aportar oxígeno  Se debe aumentar el volumen de la materia orgánica  Requiere grandes superficies

 Requiere bastante tiempo  Presenta límites en la carga que puede tratar  Emite gases contaminantes a la atmósfera  Emisión de olores. 

Condiciones Anaeróbicas  Se obtiene un compost de menor calidad  El arrancado es lento y difícil

USOS DEL COMPOSTAJE Se usa para mantener el nivel de humedad de los suelos. 2. Para evitar erosión. 3. Como camas o acolchonados en cultivos. 4. Para recuperación de terrenos improductivos. 5. Recuperación de suelos contaminados ( degradan contaminantes ). 1.

METODOS DE COMPOSTAJE

COMPOSTAJE EN HILERAS 

Uno de los métodos mas antiguos de compostaje. Método más utilizado y de menor costo.



En su forma mas sencilla se puede construir un sistema de compostaje en hilera mediante la disposición de material orgánico en hilera de 2.5 a 3 m de altura por 7 a 9 m de ancho en la base.



Un sistema de mínimos requerimientos podría utilizar una pala frontal para voltear la hilera una vez por año. Aunque este sistema funciona puede tardar de 3 a 5 años en completar la descomposición.



Este sistema podría provocar olores de rechazo ya que algunas partes del compostaje serian anaerobias.

COMPOSTAJE EN HILERAS 

Un sistema rápido de compostaje en hileras de alto rendimiento emplea hileras con una sección transversal normalmente de 2 a 2.30 m de altura por 4.5 a 5 m de ancho.



Las dimensiones de la hilera dependen del tipo de equipamiento que se va a utilizar para voltear los residuos fermentados.



Antes de formar las hileras se procesa el material orgánico mediante trituración y cribación hasta obtener un tamaño de aproximadamente 1 a 3 in (2.5 a 7.5 cm) con contenido de humedad ajustado entre el 50 y 60%.

COMPOSTAJE EN HILERAS 

En este sistemas de alto rendimiento el volteo es dos veces a la semana mientras se mantiene una temperatura de 55 C.



En este volteo a menudo el olor es molesto. La fermentación completa puede obtenerse entre 3 a 4 semanas. Después del periodo de volteo se deja el compost curándose 3 o 4 semanas adicionales sin volteo.



En este periodo de curación los materiales orgánicos residuales son reducidos por la acción de hongos y actinomicetos.

METODOS DE COMPOSTAJE

METODOS DE COMPOSTAJE

COMPOSTAJE EN PILAS ESTATICAS 

Método desarrollado por el USDA en Belsville, Maryland. Conocido como método del ARS.



Originalmente se diseno para el compostaje aerobio de lodos de aguas residuales, por lo que el método se puede emplear para fermentar una amplia variedad de residuos orgánicos, incluyendo de jardín.



Este método consiste en una red de tuberías de escape o aireación sobre la cual se coloca la fracción orgánica procesada de los RSU.



Las alturas de la pila son aproximadamente de 2 a 2.5 metros. A menudo es colocada una capa de compost recientemente cribado para el control de los olores.

COMPOSTAJE EN PILAS ESTATICAS 

Normalmente a cada pila se le proporciona un inyector de aire individual para un control mas eficaz de la aireación mediante una tuberia de drenaje de plástico ondulado.



Se introduce el aire para proporcionar el oxigeno necesario para la conversión biológica y para control de la temperatura dentro de la pila.



La operación de inyección esta controlada por un cronometro o en algunos sistemas por un ordenador que controla un perfil de temperatura especifico.

COMPOSTAJE EN PILAS ESTATICAS 

El material es fermentado por un periodo de 3 a 4 semanas. Luego se cura por 4 semanas mas.



Normalmente se realiza una trituración y cribación del compost curado para mejorar la calidad del producto final.



Este método aplicado al compostaje de lodos de plantas de tratamiento requiere introducir dispositivos que esponje el lodo para mejorar la porosidad y que el oxigeno circule bien. También para absorber humedad en exceso (en PR no es gran problema por lechos de secado).

COMPOSTAJE EN REACTORES 

Este es llevado dentro de un reactor, contenedor o recipiente cerrado. Se ha utilizado como reactor en este tipo de compostaje todo tipo inimaginable de reactor, incluyendo torres verticales, depósitos horizontales, rectangulares y circulares.



Se pueden dividir estos reactores en:  Tipo de Flujo-Piston  Dinámico o de lecho agitado.

 Para el caso de flujo de pistón la relación entre las

partículas de la masa fermentándose permanece igual durante todo el proceso y el sistema funciona bajo el principio de salida según orden de entrada .

COMPOSTAJE EN REACTORES 

En el sistema dinámico el material fermentándose se mezcla mecánicamente durante el procesamiento.



Se diseñan sistemas mecanizados para minimizar los olores y el tiempo de elaboración mediante el control de condiciones ambientales como son el flujo de aire, la temperatura, y la concentración de oxigeno.



Últimamente se ha convertido en un sistema de mucho uso, debido al mejor control de olores, mejor rendimiento, menores costos de mano de obra y menores requisitos de espacio.



El tiempo de retención varia de 1 a 2 semanas pero el curado es igual que los demás métodos.

METODOS DE COMPOSTAJE

PROPUESTA 

Para el año 2008 la UPRM específicamente el Departamento de Ingeniería Agrícola y Biosistemas presento una propuesta en respuesta a la búsqueda de alternativas por parte de La Autoridad de Tierras (ATPR), la Administración de Servicios de Desarrollo Agropecuario (ASDA) del Departamento de Agricultura del Estado Libre Asociado de Puerto Rico para desarrollar abonos orgánicos de calidad en substitución total o parcial de los abonos inorgánicos que utilizan los agricultores del país en sus prácticas agronómicas y que han aumentado sus costos significativamente en los últimos tiempos.

PROPUESTA 

La alternativa para esto es la elaboración de composta de calidad a partir de los bio-sólidos de las plantas de tratamiento de aguas usadas de la Autoridad de Acueductos y Alcantarillados (AAA) con aditivos que provienen de la industria pecuaria y/o de residuos industriales en la isla.

SITUACION ACTUAL 

Actualmente solo un porcentaje muy pequeño de los biosólidos generados en las 38 plantas de tratamiento de la AAA son reciclados.



La AAA produce aproximadamente 134,296 toneladas métricas húmedas de lodos (“WMT”) al año en todas sus plantas.



Actualmente solo una cantidad pequeña de biosólidos es procesada en las facilidades de Caribbean Composting y de la AAA en Mayagüez. El resto es descartado en los vertederos municipales a través de la isla.

SITUACION ACTUAL 

Sin embargo, este escenario podría cambiar en el futuro cercano si la condición de los vertederos municipales continua agravándose haciendo necesario restringir aún más la disposición de lodos en rellenos sanitarios.



Esto haría compulsorio el reciclaje de lodos. Esta base de reciclaje puede aumentar significativamente si además del compostaje se incorporan macro y micronutrientes en el producto elaborado que pueda ser considerado como abono orgánico en la agricultura del país.

ALCANCE 

Este tipo de programa incentivaría a los agricultores en la compra de fertilizantes para ser utilizado en los cultivos sembrados en el país.



Este proyecto podría impactar toda la isla, pues una vez determinadas las mejores técnicas de manufactura de composta se podría replicar en todas las plantas que actualmente opera tanto la AAA como operadores privados y nuevas plantas por establecerse en Puerto Rico.

OBJETIVO 

Se trata de buscar la combinación optima de bio-sólidos y material abultante para lograr una relación de Carbono/Nitrógeno (C/N) en el rango 20-30:1 para que al final del ciclo de descomposición biológica, el material resultante cumpla con la Regulación 503 de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (“USEPA”) como composta Clase A.



La composta Clase A es una clasificación que indica que los patógenos en la composta han sido reducidos a concentraciones por debajo de los niveles de detección y que no hay restricciones para el manejo del material como substituto de suelo y para otras usos agrícolas o de jardinería.

OBJETIVO 

La composta Clase A requiere que la mezcla de lodos y material abultador alcancen temperaturas termofílicas (100– 150°F) sostenidas por tres días consecutivos.



Estas temperaturas sostenidas destruyen tanto los patógenos en la mezcla como las semillas de malezas evitando así su propagación.



Se propuso igualmente realizar pruebas para incorporar macro-nutrientes en la composta que eleve su contenido de nitrógeno, fosforo y potasio a niveles que pueda ser considerado como un fertilizante orgánico y pueda cualificar para recibir los incentivos del programa de ASDA hacia los agricultores del país.

OBJETIVO 

Estos aditivos provienen de los desechos de animales en confinamiento como los de la industria de pollos parrilleros, gallinas ponedoras, cerdos o vaquerías que generan grandes cantidades de sólidos en camadas o en charcas de tratamiento.



También se consideraran los desechos provenientes de procesos industriales como los generados por la Lilly Caribe, que genera un desperdicio líquido con hasta 16% de nitrógeno. Estos materiales serían transportados hacia la planta de Mayagüez para su incorporación en una de las fases de preparación de la composta, que puede ser en la etapa de descomposición logarítmica o en la etapa de curado.

INDUSTRIA FARMACEUTICA 

Compañías como Abbott Laboratories en Barceloneta venden en la actualidad los residuos orgánicos producto del proceso de fermentación de sus procesos a agricultores de la zona.



Claramente este tipo de mejorador de suelos debe ser evaluado muy cuidadosamente al ser utilizado en la practica agrícola principalmente para asegurar la protección de los suplidores de alimentos.

Escenarios Considerados en Estudio de Viabilidad Escenario 1

Escenario 2

Escenario 3

Escenario 4

Técnica de Composta

Pilas Estáticas Aireadas

Pilas Estáticas Aireadas

Pilas de Volteo “Windrows”

Pilas de Volteo “Windrows”

Biosólidos a procesar (WMT/día)

50

100

50

100

Floor plan for 100tpd Compost Facility

AREA REQUIREMENTS

Definition Windrows composting Bulking recycle Biosolids Processed yard waste Grinder Unproccessed yard waste Compost storage Mulch storage Screen area Compost Cure Total efective area

Area (ft2) 75,000 2,100 1,050 10,000 8,000 15,000 37,500 37,500 1,050 37,500 224,700

Costos Unitarios Anuales por Tecnología y Capacidad Item

Scenario 1

Scenario 2 Scenario 3 Scenario 4

Total Capital Costs

2,874,855

4,119,340

2,193,663

3,150,781

Total Annual O&M Costs

566,253

683,783

459,563

589,968

Total Annual Amortized Annual Costs

366,780

484,207

232,536

323,359

Total Annual Costs

933,033

1,167,990

692,099

913,327

309.36

195.32

231.47

152,73

71.77

44.92

53.24

35.13

Total Annual Costs/wet ton biosolids Total Annual Cost per dry ton biosolids

Scenario Scenario Scenario Scenario

1: ASP – 50 WMTD 2: ASP – 100 WMTD 3: WR – 50 WMTD 4: WR – 100 WMTD

Total Unit Cost ($/DMT)

60

Pila de Volteo

50 40 30 20 10 0 40

50

60

70

80 WMTD

90

100

110

120

Conformación de Pilas con Biosólidos

PLANTA DE COMPOSTA KNOX, TN

RECIBO, PESAJE, VOLTEO, CURADO

COMPOSTA, MULCH, ACONDICIONADOR DE SUELO

JUSTIFICACION 

Tradicionalmente los lodos han sido depositados en rellenos sanitarios, receptáculos que como hemos visto, con el transcurrir del tiempo se han tornado insuficientes, producto de los crecientes volúmenes generados.



Esto implica la necesidad de la búsqueda urgente de alternativas de destino y de reutilización, las que podrían constituirse en opciones de mejoramiento de recursos degradados, como es el caso de los suelos.

BIOSOLIDOS 

El reciclaje de biosólidos en las plantas de aguas residuales de la Autoridad de Acueductos y Alcantarillados de Puerto Rico, por medio del proceso de aplicación al terreno contribuye a la reducción de lodos o cienos que se disponen en nuestros vertederos y por lo tanto a una técnica sostenible mediante re-inyección al suelo.



Por este medio se reciclan las propiedades del suelo mejorando la absorción de minerales en cultivos en la agricultura, regresando los nutrientes al suelo de una forma segura.



Éste proceso de aplicación al terreno beneficia a los agricultores donde obtienen:  Reducción del costo en fertilización,  Producción de heno y forraje,  Aumentan el espacio disponible para el crecimiento de las raíces y permite la

entrada de agua y aire en el suelo.

INTRODUCCION 

En muchos países, principalmente en las ciudades grandes, hay una tendencia general para reducir, reciclar y reutilizar los biosólidos en forma beneficiosa para el ambiente.



En Estados Unidos más del 50% de los biosólidos generados se reciclan como acondicionador de suelos para mantenerlos productivos y estimular el crecimiento de las plantas.

BENEFICIOS     

 

Fertilizante agrícola Acondicionador de suelo Prevención de erosión del suelo Fertilización de cultivos forestales Reduce espacio en vertederos Puede ser compostado Usos para paisajismo y jardinería