La utilización como abono de la fracción orgánica de los residuos urbanos en San Luis (Argentina)

Fecha de referencia: 26/07/98

Experiencia seleccionada en el Concurso de Buenas Prácticas patrocinado por Dubai en 1998, y catalogada como GOOD. ( Best Practices Database.)
País/Country: Argentina

Región según Naciones Unidas: América Latina
Región ecológica: tropical y subtropical
Ámbito de la actuación: ciudad
Instituciones: sector privado (incluidas instituciones financieras, bancos, empresas de producción, comerciales y de información), fundación.

Categorías = Tecnologías, instrumentos y métodos: tecnologías apropiadas. Gestión ambiental: sostenibilidad ecológica; tecnología ambientalmente responsable.

Contacto principal:
Dr. José Samper (Sector privado)
Belgrano 1084
San Luis
Argentina 5700
+0652-39075
+54 652 30224
rsegovia@unsl.edu.ar

Socio:
Dr. José Samper
Fundación San Luis (Fundación)
San Martín 454 4to. "C"
San Luis
Argentina 5700
+0652 34864
aponce@unsl.edu.ar
Colaboración administrativa

R E S U M E N

La utilización como abono de la fracción orgánica de los residuos urbanos.

Este proyecto se propone satisfacer una demanda creciente: resolver el problema del vertido final de los residuos sólidos urbanos mediante 1) el reciclaje de la materia inerte que tenga algún valor en el mercado y 2) la transformación de la materia biodegradable en abono orgánico, eliminando de esta manera el complejo problema da la contaminación ambiental y permitiendo el reciclaje de la materia inerte.
El principal objetivo ha sido resolver el vertido final de los residuos sólidos urbanos del municipio de San Luis (Argentina) y sus alrededores.

Fundamento teórico
Aunque un suelo tenga potencialmente los elementos necesarios para la vida de las plantas, puede que su disponibilidad sea muy baja. Por otro lado, en la micro-flora del suelo destacan ciertos microorganismos especializados que regulan los procesos micro-ecológicos mediante la biolixiviación de las sustancias solubles presentes en minerales insolubles, y la fijación simbiótica del nitrógeno atmosférico.

Estos micro-organismos (bacterias) necesitan materia orgánica como fuente de energía, e hidratos de carbono que reúnan ciertas características: no deben ser demasiado degradables, pues ello conduce a la generación de procesos anaerobios; ni demasiado difíciles de degradar, pues eso provoca el reciclaje de los elementos vitales. Por tanto, conviene aportar al suelo materia orgánica que sea asimilable a una velocidad intermedia.

Resultados
Se han efectuado con éxito diversas experiencias piloto.

D E S C R I P C I Ó N

Aspectos técnicos
Se trata de un proyecto cuyo principal objetivo es resolver el problema del vertido final de los residuos sólidos urbanos (RSU) del Municipio de San Luis (Argentina) y sus alrededores. El procedimiento consiste en un original método de transformación de la materia orgánica en un fertilizante orgánico, después de separar la fracción reciclable de los residuos. La materia orgánica complica los procesos de reciclaje de los materiales inertes, pues aparecen contaminantes orgánicos dispersos y, como resultado, apenas puede recuperarse materia inerte. El agravamiento de este problema tiene un impacto negativo en la calidad de vida de los habitantes de la ciudad, ya que, si la materia orgánica fuese devuelta al suelo que la originó, se contribuiría a conservar la fertilidad del suelo sin deteriorar los recursos naturales (el aire, los suelos y las aguas superficiales y subterráneas), y se evitaría la proliferación de roedores y otras plagas, eliminándose otros vectores de enfermedad.

Existen diversos métodos para la eliminación parcial o total de los residuos, entre ellos:

• Vertederos a cielo abierto (desaconsejable),
  
• Incineración o revalorización térmica,
  
• Vertedero controlado (distintos tipos),
  
• Producción de metano (bio-gas).

Lo que se pretende es:

• Resolver el problema de la contaminación ambiental.
  
• Reducir el período de acumulación de materia orgánica biodegradable a 22 días como máximo.
  
• Evitar la generación de malos olores, así como la proliferación de roedores, insectos, etc.
  
• Recuperar los nutrientes extraídos de los terrenos fértiles, para poder aportarlos de nuevo; y recuperar fuentes de carbono que puedan ser aprovechados por las bacterias fijadoras de nitrógeno y biolixiviadoras.
  
• Utilizar depósitos reutilizables (construidos en hormigón).
  
• Lograr un proceso eficiente con resultados estandarizados.
  
• Utilizar una tecnología flexible, que pueda adaptarse a regiones diferentes, con distintas problemáticas económicas, socio-culturales y distinto clima.

El abono bio-orgánico

Fundamentos
Aunque la actividad de los micro-organismos en los suelos está muy estudiada, aún se debate su importancia e influencia en el crecimiento de las plantas superiores. Como punto de partida, hemos considerado que en el suelo existe una variada micro-flora que interacciona entre las distintas poblaciones y con su entorno. En el suelo hay minerales insolubles en cuya composición intervienen elementos indispensables para la vida de las plantas y cuya extracción realizan determinadas poblaciones que forman parte del micro-ecosistema. Estas poblaciones están formadas básicamente por micro-organismos heterótrofos que, contrariamente a lo que les ocurre a las plantas superiores, necesitan carbono orgánico para vivir. Una adecuada actividad y constitución del micro-ecosistema es aquella que suministra a las plantas los nutrientes que necesitan, y que se extraen tanto de los minerales insolubles presentes en el suelo como del nitrógeno atmosférico.
Las plantas ajustan su crecimiento a los elementos que se van liberando de los minerales insolubles como consecuencia de las interacciones ecológicas entre todas las poblaciones. Sin embargo, muchos suelos han dejado de ser fértiles por la escasa disponibilidad de estos elementos, a pesar de que potencialmente están presentes. Esto es debido a malas prácticas agrícolas que han distorsionado el ecosistema.

Cuando, buscando aumentar el rendimiento de las cosechas, se utilizan fertilizantes químicos que aportan los elementos necesarios en forma soluble, lo que se favorece es el crecimiento de micro-organismos que no realizan la biolixiviación ni la fijación del nitrógeno atmosférico, en detrimento de los micro-organismos especializados en estas tareas. En consecuencia, aunque en un principio aumenten las cosechas, el daño ocasionado por la distorsión del ecosistema se manifestará dramáticamente a medio plazo. Por ejemplo, en la inevitable salinización del suelo, con la correspondiente pérdida de actividad acuática que ocasiona el "estrés hídrico", o lo que es lo mismo, la degradación del suelo.

Al analizar las características que debe reunir la materia orgánica aportada al suelo para activar los micro-organismos adecuados, se ha comprobado que, si se aportan sustancias orgánicas poco degradables, la baja velocidad de crecimiento de la población de micro-organismos les permite vivir sin tener que extraer los elementos de los minerales, ni fijar el nitrógeno del aire, pues tienen suficiente con reciclar los elementos ya presentes, sin tener que atacar los minerales insolubles.

Por el contrario, la aportación de materia orgánica muy degradable provoca inicialmente un crecimiento explosivo en la superficie, generando bajo ella un ambiente anaerobio por la ausencia de oxígeno. Estas condiciones permiten el crecimiento de los micro-organismos anaerobios que acidifican e impermeabilizan el suelo para conseguir un hábitat favorable. Por otro lado, el crecimiento de la microflora anaerobia es lento, por lo que les basta con reciclar los elementos vitales presentes, sin necesidad de atacar los minerales insolubles, dejando poco excedente para las plantas, y devolviendo el nitrógeno a la atmósfera.
Por lo tanto, conviene que la materia orgánica que se aporte al suelo tenga una velocidad de asimilación intermedia, con una baja concentración de elementos solubles y que:

• favorezca el filtrado de iones y ácidos fúlvicos,
  
• facilite la retención del agua,
  
• actúe como regulador en el suministro de nutrientes a las plantas, y
  
• aporte microflora capaz de hidrolizar polímeros orgánicos, extraer los elementos vitales y fijar el nitrógeno del aire.

Obtención
El fertilizante bio-orgánico puede obtenerse a partir de la fracción orgánica degradable de los RSU. La microflora utilizada debe poseer una gran capacidad para hidrolizar polímeros y para extraer los elementos presentes en los minerales insolubles (biolixiviación). Tras inocular los microorganismos, el proceso de biotransformación debe realizarse en un entorno especialmente diseñado para permitir el control de las condiciones operativas, especialmente la temperatura, la humedad, el pH, la aireación; y de las variaciones bioquímicas y microbianas. A este entorno se le llama reactor.

El proceso para obtener el inóculo es importante. Se parte de un pre-inóculo constituido por microorganismos con una gran capacidad para degradar polímeros; especializados en la biolixiviación de minerales y en la fijación del nitrógeno atmosférico; y especialmente eficientes en aprovechar la materia orgánica, incluso la poco degradable.

El fertilizante bio-orgánico tiene un considerable contenido en nitrógeno, fósforo, potasio, magnesio, calcio, hierro, zinc, cobre, sulfatos, etc. Sin embargo lo más importante es que la microflora, perfectamente adaptada a la fuente de carbono en que se ha desarrollado, y una vez incorporada al terreno, tiene ventaja sobre las poblaciones bacterianas autóctonas y puede continuar proliferando. Sin esta ventaja, la microflora no podría sobrevivir y sería rápidamente eliminada; (esto es lo que ocurre con los fertilizantes microbiológicos ensayados en otros países). Cuando se alcanza la condición deseada, la materia orgánica debe ser lo suficientemente asimilable como para permitir una velocidad de crecimiento de la población bacteriana que favorezca la biolixiviación y la fijación del nitrógeno, una vez que se añada al suelo.

El procedimiento bacteriano utilizado respeta las reglas de la degradación natural; es ecológico. Probablemente pueda acabar siendo un procedimiento adecuado para recuperar suelos que estén parcialmente degradados. En comparación con los "fertilizantes ecológicos" o "compost", su principio de acción es similar al del fertilizante bio-orgánico, pero al ser aplicados en las primeras fases del proceso de transformación, las vicisitudes climáticas les hacen perder eficacia en el uso de la biomasa. Por otro lado, el proceso de producción del "compost" es bastante aleatorio, especialmente respecto las poblaciones bacterianas obtenidas y durante la fase de biotransformación. Además, el proceso de maduración dura fácilmente de seis a nueve meses, con la demanda de espacio y los costes que ello supone.
Cabe destacar que, una vez valorizada la materia orgánica, se evitan pérdidas innecesarias. Se están llevando a cabo estudios acerca de biotransformaciones equivalentes de residuos de la industria agrícola, por ejemplo de tabaco, cítricos, paja, cáscara de maíz y escobas viejas.

Experiencias piloto
Se está realizando una prueba en la ciudad de Rivadavia, en Mendoza (Argentina), con un grupo de jóvenes ambientalistas, vecinos y autoridades locales.
La experiencia se realizó en galpones. Después de la separación de los inertes y durante la criba de la materia orgánica (la que pasa por el tamiz de tres centímetros) se incorpora el inóculo (10% p/p). Este inóculo se preparó de manera similar a la ya expuesta, con la diferencia de que el pre-inóculo se obtuvo en laboratorio.
El proceso se completó en 11 días, a una temperatura máxima de unos 40 grados centígrados. Los resultados se midieron mediante la determinación de parámetros como la temperatura, la humedad, el pH, las variaciones en la población microbiana y la eficiencia del microecosistema en el auto-control de los agentes patógenos y parásitos más significativos.

Recogida de los residuos
La recogida de los residuos debe cumplir los requisitos exigidos por la ley y la normativa de protección del entorno.
La separación en el origen no supone una ventaja muy significativa para esta técnica; y por otro lado, implica cambios importantes en las costumbres de la población y adaptaciones en las viviendas que a menudo son difíciles de llevar a cabo. La separación y clasificación manual de las basuras realizada por operarios constituye una fuente de empleo para los trabajadores no cualificados, y su eficacia es muy superior a la de cualquier máquina.

Construcción
La planta de selección manual dispone de una tecnología optimizada, con especial consideración a las condiciones laborales de seguridad e higiene.

La construcción de las plataformas y los canales
Los contenedores, construidos en hormigón, conforman el reactor del proceso de biotransformación. Son muy sólidos, lo que permite un coste de amortización muy bajo; sus dimensiones pueden ajustarse según las necesidades técnicas y biotécnicas.

Número de canales:
Hipótesis mínima: 120.000 habitantes:
N. de canales dobles: 8; longitud: 90 metros; ocupación (incluyendo las calles): 5.500 metros cuadrados ó 0,55 hectáreas.
Hipótesis máxima: 210.000 habitantes:
N. de canales dobles: 14; longitud: 90 metros; ocupación (incluyendo las calles): 9.180 metros cuadrados ó 0,918 hectáreas.
La laguna de oxidación debe proyectarse de acuerdo con la configuración, las pendientes y la vegetación del terreno. En esta laguna se recogen los lixiviados.

Maquinaria y equipos

1. Pesado de las basuras
   
2. Foso de descarga. En su interior se ha instalado un sistema para romper las bolsas de basura y dispersar su contenido, facilitando así la selección.
   
3. Banda transportadora elevadora.
   
4. Banda de selección. Debe estar situada de tal manera que permita descargar sobre la trituradora y tenga previsto que las tolvas conectadas con el foso empleen un sistema de arrastre por vacío que disponga de una cortina de aire limpio para la protección higiénica de los operarios.
   
5. Trituradora; consiste en la adaptación de una trituradora de martillos.
   
6. Mezcladora-expendedora del inóculo; es la adaptación de una mezcladora normal.
   
7. Regulador de tolvas; sirve para regular las discontinuidades en el llenado de los canales.
   
8. Área de secado; la materia en proceso se seca de forma natural.
   
9. Trituradora blanda y cribado; la materia seca obtenida se tritura y la materia que por la brevedad del proceso no se ha degradado, así como otros pequeños objetos, se separa para su reciclaje.
   
10. Vehículos y herramientas; para las labores de transferencia y distribución del material en los canales se utilizan pequeños tractores y mezcladoras agrícolas.

Descripción del proceso técnico de producción
Fase 1: Entrada de los RSU en la planta y pesado de camiones.
Fase 2: Rotura de las bolsas y dispersión de la basura en el foso de recepción.
Fase 3: Elevación por cinta transportadora a la sala de selección de inertes.
Fase 4: Clasificación de los inertes en la cinta de selección. Al llegar al final de la cinta la materia orgánica se vuelca en otro dispositivo.
Fase 5: Triturado de la materia orgánica separada.
Fase 6: El inóculo se mezcla con la materia orgánica y se transporta en la mezcladora hasta los canales, en los que se distribuye secuencialmente y se identifica segun el camión de basura origen, para permitir la localización de áreas que generan residuos no aptos y que pueden alterar el proceso orgánico.
Fase 7: Proceso biotecnológico con control permanente de los parámetros, de principio a fin.
Fase inóculos: Similar al anterior, pero con el preinóculo obtenido en laboratorio.
Fase 8: Triturado y cribado del abono. Empaquetado. Separación de pilas.
Fase 9: Reciclaje de las aguas y los lodos de la laguna de lixiviados.

Aspectos ecológicos y ambientales
El impacto ambiental de este proyecto es completamente positivo, pues su objetivo es eminentemente ecológico y además busca la colaboración con los ayuntamientos.