Microbiología del compost según la temperatura del compostaje

El compostaje es un proceso muy dinámico que ocasiona cambios de tipo químico y físico en el sustrato debido a la multitud de reacciones que tienen lugar, originadas por la sucesión de las distintas poblaciones microbianas (bacterias, hongos y actinomicetos, fundamentalmente) en función de las condiciones y características del medio (contenido en agua, temperatura, pH, nutrientes, etc.), dado que los microorganismos muestran distintos requerimientos nutricionales y diferentes capacidades para degradar los componentes orgánicos del material de partida.

En general, la transformación para la obtención de compost se produce a través de una primera fase mesófila, inducida por una gran diversidad de poblaciones microbianas, relacionada con la descomposición de los compuestos orgánicos fácilmente biodegradables (azúcares sencillos, aminoácidos, proteínas, etc. En esta etapa inicial del proceso es frecuente encontrar una bajada del pH debida a la producción de compuestos de naturaleza ácida, produciéndose a continuación un aumento rápido de la actividad microbiana mesófila y de la temperatura de la masa, con lo que se alcanza la fase termófila ( mayor de 40-45ºC). Durante esta fase, se inicia la degradación de compuestos más complejos y resistentes a la biodegradación debido a la elevada actividad biooxidativa de los microorganismos termófilos, también en esta etapa se reduce la biodiversidad microbiana, predominando las bacterias y los actinomicetos termófilos, a la vez que se aprecia una elevación del pH y la liberación de compuestos fitotóxicos. Debido a las altas temperaturas alcanzadas durante la fase termófila, se produce la higienización del material orgánico, eliminando aquellos agentes patógenos, parásitos o semillas de malas hierbas que puedan aportar algunos componentes de la mezcla y aparecen las poblaciones de microorganismos formadores de esporas. Finalmente, el consumo de los materiales biodegradables y la elevada temperatura alcanzada provocan una disminución de la actividad microbiana con el consiguiente descenso de la temperatura, alcanzándose una nueva fase mesófila y produciéndose la recolonización de microorganismos mesófilos. Durante esta fase tiene lugar la maduración del material orgánico y la degradación de los polímeros más complejos a un ritmo menor que en etapas anteriores, produciéndose fundamentalmente la estabilización del material y la polimerización de compuestos, para dar lugar a sustancias presentes en el compost con características similares a las del humus.

Sucesión microbiana y ambiental durante el compostaje
Sucesión microbiana y ambiental durante el compostaje (Moreno y Mormeneo, 2008).

Por lo tanto, se da un predominio de los procesos de descomposición y mineralización en las primeras etapas del proceso de compostaje donde la fracción más lábil de la materia orgánica es degradada, que finalizará durante la etapa de maduración y estabilización del material orgánico para dar compost. En esta etapa final predominan los fenómenos de humificación (proceso más lento que la mineralización), cuyo sustrato fundamental son los compuestos más resistentes al ataque microbiano y que parcialmente transformados, participan en la formación de los compuestos de naturaleza húmica. Ambos procesos, sin embargo, coexisten a lo largo de todo el proceso. Los esqueletos carbonados actúan como fuente de energía de los microorganismos, parte de la cual es liberada como calor, mientras que una pequeña fracción del carbono se incorpora a la biomasa microbiana. Los microorganismos también necesitan otro tipo de nutrientes fundamentales para su desarrollo, pero de forma especial es el nitrógeno el elemento crítico para la formación de aminoácidos, proteínas, enzimas y ácidos nucleicos, compuestos esenciales en los procesos biológicos, de manera que este elemento resulta muy importante para el crecimiento y desarrollo de las distintas poblaciones microbianas. En ocasiones, el nitrógeno se convierte en un factor limitante para el compostaje, ya que la falta de componentes o compuestos nitrogenados puede condicionar la mayor o menor degradación del material y, junto a las condiciones de humedad y aireación, estos componentes marcan la naturaleza y eficiencia del proceso y con ello la mayor o menor rapidez del mismo.

La necesidad del control sobre organismos patógenos, parásitos, etc. en el compost dependerá del tipo de material involucrado. Así, por ejemplo, tal control es necesario en materiales de origen fecal (lodos de depuradora, estiércoles, etc.) que contienen cantidades apreciables de bacterias patógenas, virus, huevos de helmintos, etc. y que pueden causar una gran variedad de enfermedades, de forma que se debe controlar la calidad microbiológica del producto final (Farrell, 1993). Durante el proceso de compostaje operan tres mecanismos en la destrucción o desactivación de patógenos: antagonismo microbiano (competición por los nutrientes con otros microorganismos no patógenos), liberación de productos con carácter antimicrobiano (p.ej.: amoníaco) y elevadas temperaturas (Finstein y col. ,1987). Una posible forma de actuar sobre el proceso de compostaje y favorecerlo sería mediante la inoculación de microorganismos específicos, pero en la mayoría de los casos esta técnica no provoca grandes mejoras y encarece el proceso. Además, las condiciones del medio y las poblaciones autóctonas del material condicionan la proliferación de estas cepas aplicadas de forma exógena.

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