. Reaprovechamiento del potencial energético y reciclaje de nutrientes de residuos orgánicos

ZABALOY, MARÍA CELINA; L. ORDEN; G. A. IOCOLI

Pergamino

Simposio; Simposio de Tratamiento y Uso de Residuos en el II Congreso Multidisciplinario de la UNNOBA; 2020

Universidad Nacional del Noroeste

Los sistemas agropecuarios intensivos y agroindustriales producen una gran cantidad de residuos que cuando no son correctamente manejados, se convierten en fuentes de contaminación del agua, el suelo y el aire. Estos residuos podrían ser reciclados dentro del proceso productivo en forma directa o tratados, tanto aeróbica (compostaje) como anaeróbicamente (biometanización). Tanto el compostaje como la biometanización son procesos de degradación y estabilización biológica de materiales orgánicos bajo condiciones controladas. El primero se realiza en presencia de oxígeno, transformando los materiales orgánicos en compuestos más estables (compost) liberando CO2, H2O. Por su parte, la biometanización, se realiza en ausencia de oxigeno donde el material original es transformado principalmente en CH4, CO2 (biogás) quedando como residuo una fase líquida-sólida denominada ?digerido?. El manejo agronómico de estos materiales complejos (residuos sin procesar, compost y digeridos) requiere el conocimiento de sus características y los posibles efectos sobre el sistema suelo-planta-atmosfera. Los compuestos orgánicos que son introducidos en el ambiente están sujetos a varios procesos químicos, físicos y biológicos que actúan interconectados a través del sistema ambiental y dependen tanto de su composición elemental como de su estructura molecular. Estos procesos generarán cambios en los compuestos aportados a nivel molecular e inducirán otras modificaciones en el resto del sistema, desde variaciones en los ciclos biogeoquímicos, la reserva de C, la estructura, la abundancia y la actividad microbiana y el desarrollo vegetal. En función de esto se ha profundizado el estudio de la composición de los residuos y sus productos complementando determinaciones químicas básicas con espectroscopia UV-Visible e IR para evaluar la biodegradabilidad. Además, se estudiaron los efectos de la aplicación de materiales sin procesar y tratados, sobre el sistema suelo-planta utilizando lechuga y raygrass como cultivos indicadores de fitotoxicidad y fertilidad. En paralelo se analizaron parámetros microbiológicos y físicoquímicos, para entender cómo responde la microbiota y las dinámicas de C, N y P, y las sustancias húmicas en el corto plazo a las distintas enmiendas aplicadas.Los residuos sin procesar presentaron una gran diversidad en el contenido y composición de la materia orgánica. Sin embargo, tanto la digestión anaeróbica como el compostaje generaron productos con mayor uniformidad que los materiales sin procesar. Los digeridos anaeróbicos presentaron una gran proporción de N inorgánico y una alta relación N/P, mientras que los compost mostraron proporciones bajas de N inorgánico y baja relación N/P. Adicionalmente el incremento en los niveles de Ni producido por los digeridos se limitó al aportado como N-NH4+ y no a su posterior mineralización, en contraposición a los compost donde el mayor aporte fue por mineralización. Digeridos y compost podrían utilizarse en forma combinada para mejorar la sincronización entre la disponibilidad de nutrientes y la demanda de los cultivos. Los digeridos contienen una fracción de C muy lábil compuesta principalmente por ácidos orgánicos de cadena corta y una fracción de C recalcitrante conformada por el material lignificado no degradado y polifenoles condensados. Al ser aplicado al suelo generaron una rápida estimulación de la actividad de la microbiota heterotrófica (medida por desprendimiento de CO2 en microcosmos) que sin embargo se estabilizó rápidamente. La abundancia de bacterias no se modificó mientras que algunos digeridos incrementaron la abundancia de arqueas (abundancia de los genes 16S determinados por qpcr). El aporte de N inicial estimuló a las bacterias oxidadoras del amoniaco (abundancia del gen amoA medio por qpcr) generando una rápida nitrificación.Como conclusión se resalta que en general los digeridos anaeróbicos generan un incremento en los rendimientos de los cultivos que en muchos de los casos supera o iguala a la fertilización nitrogenada sintética. Sin embargo, presentan una baja concentración de nutrientes por efecto de la dilución, debiendo aplicar grandes volúmenes que encarecen la aplicación y hacen inviable su transporte desde el punto de vista económico. En consecuencia, debe utilizarse en la misma explotación donde es generado o sometido a algún otro proceso adicional para reducir su volumen. En relación a las emisiones de CO2, los residuos sin procesar generaran importantes emisiones de CO2 posaplicación, los compost producen menores emisiones que los materiales sin procesar mientras que los digeridos anaeróbicos generan menores o iguales emisiones que el suelo sin enmendar.