Durante el proceso de compostaje aeróbico, están presentes diversos tipos de microorganismos aeróbicos facultativos y obligados, siendo los más predominantes en las primeras fases del proceso las bacterias. Según NAVARRO (2002) las bacterias se clasifican de acuerdo al rango de temperatura en el que operan, en:
Psictofílicas : Ente -18°C y 18°C (0 y 64 °F)
Mesofilicas : Entre 5°C y 3°C (a1 y 109 °F)
Termofílicas : Entre 40'C y 93 "C (104 y 200°F
De acuerdo a esta afinidad de los microorganismos por los diferentes rangos temperatura, en el proceso de compostaje se pueden distinguir las siguientes etapas o fases:
2.2.5.1Fase de latencia. Es la etapa inicial del proceso, considerada desde el armado de la pila hasta que se constatan incrementos en la temperatura respecto a la temperatura inicial del material. Es más notoria cuando los materiales iniciales son frescos y suele pasar inadvertida si estos ya tienen un tiempo de acopio. La duración de esta etapa es muy variable, dependiendo de numerosos factores. Con temperatura ambiente entre los 10 y 12°C, en pilas adecuadamente armadas, esta etapa puede durar de 24a72 horas.
2.2.5.2Fase mesotérmica. Durante esta etapa el rango de temperaturas va desde los 10°C hasta los 40°C. Predominan los organismos mesófilos, que son los responsables del calentamiento de la materia orgánica; se dan reacciones de fermentación facultativas acompañadas con oxidaciones aeróbicas. Estas condiciones de respiración aeróbica, favorecen la actividad de los Actinomicetos (aerobios estrictos), importantes por su capacidad de producir antibióticos. Se dan procesos de nitrificación y oxidación de compuestos reducidos de azufre, fosforo, etc. La formación de ácidos orgánicos de cadena corta
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generan una descenso en el valor del pH (CLIMENT et al. t996),1o que favorece la aparición de hongos mesofílicos más tolerantes a estas variaciones.
La humedad y ventilación de la pila de compostaje, son esenciales para maximizar la actividad microbiana y por consiguiente el proceso en general. La primera se debe mantener siempre entorno 40 – 60%, ya que el agua distribuye los nutrientes por la masa. En esta etapa la relación C/N es de especial importancia ya que el carbono aportara la energía a los microorganismos y el nitrógeno es esencial para la síntesis de nuevas moléculas, por ello la relación debe estar entorno 30.
Los materiales más lábiles como azúcares, proteínas, almidones y hemicelulosas; son principalmente degradados por los microorganismos, incrementando la temperatura interna de la pila de compost. Cuando ésta alcanza y supera los 40°C, la actividad de los microorganismos mesófilos cesa. Aparecen los microorganismos termófilos. Se estima que el tiempo de duración de esta etapa es de 12 a 24horas.
2.2.5.3 Fase termogénica. Según HAUG (2006), el inicio de esta fase se da cuando la temperatura llega a los 45°C; y no debe superar los 70°C, de lo contrario el medio se tornaría letal para los microorganismos. Para SZTERN y PRAVIA (1999), el rango de temperaturas es un poco más amplio, empieza a los 40°C y culmina cuando ésta llega a los 75°C. La microflora mesófila es sustituida por la termófila debido a la acción de Bacilos y Actinomicetos termófilos.
En esta fase, se pueden distinguir tres etapas. En la etapa inicial, la temperatura se incrementa hasta 60°C, se aprecia un aumento del pH generado por la presencia del ión amonio (NH4) producido durante la
degradación de la materia. Comienza la destrucción de huevos y larvas de insectos, lombrices y semillas; así como también la destrucción de bacterias patógenas sensibles a estas temperaturas. La duración de esta etapa puede
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estimarse en 50 ó 60 horas. En la segunda fase, la temperatura se incrementa hasta alcanzar los 75°C, el pH desciende ligeramente; se produce la disminución de la población de microorganismos; así mismo, se produce la destrucción de bacterias patógenas, salmonellas y bacilos intestinales. Desaparecen los hongos y bacterias termófilos. Este incremento en la temperatura podría generar pérdidas de nitrógeno en forma amoniacal. El tiempo de duración de esta etapa se estima en 12 días. En la última etapa, se da la recuperación de las condiciones térmicas precedentes. Comienza el proceso de descenso gradual de la temperatura. Los hongos termófilos ubicados en las zonas más frías de la masa se desarrollan y comienzan el ataque de las sustancias celulósicas; el pH no sufre modificación apreciable. Esta etapa tiene una duración de unos 15 días.
2.2.5.4Fase de enfriamiento. SZTERN y PRAVIA (1999), la denominaron etapa mesotérmica 2, se caracteriza por el descenso de la temperatura debido a la disminución de la actividad de los termófilos y su posterior desaparición producida por el agotamiento de los nutrientes. Al llegar a temperaturas próximas a los 40°C y menores, reaparecen los microorganismos mesófilos que utilizarán como nutrientes los materiales más resistentes a la biodegradación, tales como la celulosa y lignina. La temperatura descenderá gradualmente hasta valores muy cercanos a la temperatura ambiente. Esta etapa tiene una duración de unos 15 días.
Gráfico 2.5 FASES DE UN PROCESO DE COMPOSTAJE AEROBIO
Fuente: Navarro, et al (1995). Residuos Orgánicos y Agricultura.
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2.2.5.5Fase de maduración. En esta última etapa, la temperatura es igual a la del ambiente; se aprecia la proliferación de bacterias, hongos mesófilos y actinomicetos (CLIMENT et al., 2008) El tiempo de maduración, está en función, del substrato, 1as condiciones ambientales y de operación, por lo que puede tomar desde unas cuantas semanas hasta uno o dos años (VASQUEZ, 2001). En estos momentos se dice que el material se y se da por culminado el Proceso.