El proceso de investigación asociado a la incorporación de las algas al compostaje se puede estructurar en tres fases:

1. Caracterización y adecuación de los materiales a compostar
2. El proceso de compostaje de algas y restos vegetales. Obtención de un COMOPST de calidad
3. Evaluación agronómica del COMPOST obtenido.

A lo largo de 1998 se desarrollaron las dos primeras, siendo el plan de las investigaciones el siguiente:

1. Caracterización inicial de los materiales crudos.

Se determinaron las características químicas, físicas y físico-químicas de los restos vegetales y de las algas y restos de fanerógamas marinas.

2. Adecuación de los materiales para el compostaje. Técnicas de mejoramiento.

Se realizaron experimentos de lixiviación controlada de las sales en exceso que presentaban las algas a fin de adecuarlas a parámetros de salinidad aceptables. Tras el desfibrado de los restos verdes se realizó la mezcla con las algas en distintas proporciones en volumen.

3. Compostaje de las mezclas de materiales. Estudio del proceso.

Sobre los dos montones de material desfibrado y algas que se formaron se controlaron los parámetros intervinientes en el compostaje para optimizar el proceso. Actualmente se está trabajando con nuevos montones y distintas proporciones y características de restos vegetales y algas.

1. Caracterización del COMPOST elaborado. Criterios de calidad.

Se determinaron los parámetros físicos, químicos, físico-químicos y biológicos del producto elaborado.

Durante 1999 se va a estudiar el aprovechamiento del compost como enmienda orgánica de los suelos cultivados, y como sustrato o componente de sustratos para el cultivo de plantas ornamentales en contenedor.

Para tal fin, se plantean los siguientes Objetivos Parciales:

1. Estudiar la influencia de las aplicaciones de compost sobre las prioridades físicas, físico-químicas y químicas de los suelos agrícolas, relacionadas con la fertilidad de los mismos.
2. Evaluar el compost como enmienda orgánica o húmica, examinando la influencia de dicho material -usado como abono de fondo y en comparación con la fertilización nitrogenada mineral- sobre el crecimiento y la productividad de cultivos hortícolas.
3. Valorar el compost como componente orgánico alternativo y/o sustitutivo de las turbas Sphagnum en los medios de cultivo de las plantas ornamentales producidas en maceta.

Beneficios del Proyecto de investigación

Como ventajas a corto plazo, se prevén las siguientes:

1. Reciclado y recuperación (valorización) en Agricultura de residuos orgánicos de origen marino y urbano, sin valor económico alguno y con un fuerte impacto sobre el medio ambiente en su eliminación.
2. Conservación e incremento de los niveles de materia orgánica y de elementos fertilizantes en los suelos agrícolas, en el marco de una Agricultura "Sostenible".
3. Mejora de las propiedades físicas, químicas y biológicas de los suelos cultivados, y consecuentemente, de su fertilizada global.
4. Reducción del consumo de fertilizantes nitrogenados minerales, atenuando los gravísimos problemas de contaminación por nitratos de las aguas subterráneas.
5. Disponibilidad de un material orgánico fertilizante (compost), que cumple los requisitos de los nuevos sistemas agrícolas alternativos: Agricultura "Ecológica", Agricultura "Integrada", Agricultura "Controlada", etc.
6. Reducción del consumo de turba Sphagnum, un recurso natural difícilmente renovable, en la producción de plantas ornamentales en contenedor.
7. Optimización de la producción de hortalizas y plantas ornamentales, en base a los efectos positivos del compost, que repercutirán en una mayor eficiencia en el uso del agua, los fertilizantes y los productos fitosanitarios.

Todas estas ventajas se adecuan perfectamente a los objetivos científico-técnicos prioritarios de diferentes Programas de I+D a nivel europeo, estatal y regional (Medio Ambiente, Recursos Naturales, Agricultura, etc.).

Resumen actividades INSTITUT D’ECOLOGÍA LITORAL

• DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO Y OBJETIVOS

Con el fin de utilizar toda una serie de residuos de origen vegetal, el ayuntamiento de Dénia ha iniciado la construcción de una planta de compostaje (Planta de Demostración: reciclaje de algas y restos vegetales) Los elementos innovadores de este proyecto son la inclusión de algas y Posidonia oceanica dentro de los materiales a compostar.

Nuestro estudio hace referencia al análisis de los restos vegetales encontrados en las playas del municipio de Dénia y en sus dos lugares de estocaje. El objetivo principal se centra en el estudio de estos restos vegetales, con el fin de caracterizar la calidad y la cantidad de los mismos así como los usos potenciales que se les pueden atribuir

• RESULTADOS

A continuación se muestra una tabla en la que se recogen los valores en porcentaje en peso representado por los restos de Posidonia oceanica en las diferentes muestras ( febrero 98, mayo 98, agosto 98, noviembre 98).

Tabla 1: % en peso de restos de Posidonia

Una vez separados estos restos vegetales, quedó un residuo compuesto por una serie de especies algales. El porcentaje aportado por cada una de ellas al total de la biomasa, es bastante bajo en casi todas ellas, no obstante, del total de las 84 especies encontradas, una decena de ellas se han considerando como principales, al suponer un porcentaje igual o superior al 0,1 % al menos en una de las muestras. Ver la figura que se expone a continuación

Además de la determinación de las especies algales también se recopiló la información existente sobre sus posibles usos y la presencia de compuestos químicos de interés en su composición. En las tablas 2 y 3 se recoge esta información.

Tabla 3: Principales compuestos y actividad biocida de las algas encontradas en las muestras

1. La cantidad de algas que se incluyen en los residuos vegetales, que se recogen de las playas y se acumulan en los montones, se reduce considerablemente a lo largo del tiempo, por un efecto de descomposición de las mismas; téngase en cuenta que la mayoría de estas algas son de carácter filamentoso. Por tanto, la contribución que estas puedan tener en el "compost" se puede considerar mínima.
2. La biomasa de algas atribuida a un arribazón (material fresco) es considerablemente menor que la aportada por Posidonia oceanica.
3. La cantidad de algas frescas recogidas sufre variaciones considerables a lo largo del tiempo, estas variaciones pueden atribuirse a la ocasionalidad de los temporales, tanto por su intensidad, como por la dirección de la corriente de arrastre asociada a ellos; por tanto, se puede decir que, dependiendo de una serie de condiciones ambientales que presentan una cierta aleatoriedad, a la hora de presentarse, la cantidad de algas que se pueden recoger va a variar. Así pues, es de esperar que tras un fuerte temporal el volumen algal que se puede obtener es mucho mayor que en periodos de mayor calma.
4. Las algas recogidas durante la época estival y el otoño temprano son susceptibles de contener entre ellas un porcentaje elevado de restos de Dictyopteris membranacea; por tanto, se ha de estudiar sí la utilización de los restos vegetales que llegan a la costa durante este período es más conveniente que en otras fechas.
5. La presencia de algas calcáreas como Jania rubens, Corallina granifera y Pneophyllum lejolisii, cuya aportación al "compost" de los carbonatos presentes en su composición debe de ser tenida en cuenta.
6. El supergrupo ecológico mejor representado, en todos los sentidos, es el de las algas de afinidades fotófilas del infralitoral, sin duda debido a que, por un lado, esta es la zona del litoral sumergido más cercana a la zona terrestre del litoral; por otro lado, la zona de estudio se caracteriza por un fondo de escasa pendiente, donde la penetración de la luz se ve muy favorecida.
7. Las algas que se encuentran como epífitas en las praderas de P. oceanica están escasamente representadas, respecto a todos los parámetros considerados.
8. Los restos de hojas de P. oceanica suele ser material viejo, indicando así un tiempo de permanencia en el hábitat marino, antes de ser arrastrado a la costa.

Resumen actividades UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA

• DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO Y OBJETIVOS

Los graves problemas provocados por la acumulación, a causa del hidrodinamismo, de los arribazones de algas y restos de fanerógamas marinas en las costas del Término Municipal de Dénia, han obligado a su Ayuntamiento a buscar estrategias para gestionar y tratar los residuos acumulados. El volumen de estos arribazones, variable y con características de estacionalidad, se puede evaluar en unos 15.000 m³/año. El compostaje de los restos de algas y fanerógamas marinas constituye un sistema de tratamiento y gestión de estos residuos de gran originalidad y con un alto grado de innovación (avalada por la decisión de 27-11-96 de la comisión europea acordando la concesión de ayuda financiera de LIFE al proyecto), pero con una enorme potencialidad agrícola y medioambiental, al mismo tiempo que económicamente viable.

Por otro lado, durante estos últimos años -y a medida que los municipios intentan reducir la superficie destinada a vertederos-, se está potenciando el reciclado de los residuos de origen urbano. En Dénia, los residuos de limpieza, mantenimiento y poda de la jardinería urbana y domiciliaria, pública y privada, pueden llegar a representar unos 60.000 m³/año; por tanto, el compostaje de estos restos "verdes" se plantea también como una estrategia de tratamiento de gran interés.

Finalmente, es habitual el compostaje de mezclas de diferentes residuos orgánicos y no de los residuos orgánicos puros, ya que la mezcla o combinación de distintos materiales mejora las propiedades y características de los materiales residuales de partida, y también del compost final resultante. Por todo ello, parece viable abordar el compostaje de mezclas de algas y restos verdes en distintas proporciones, con el fin de paliar los problemas que presentan ambos tipos de residuos en el Término Municipal de Dénia.

La Universidad Politécnica de Valencia viene ofreciendo apoyo y soporte tecnológico al M.I. Ajuntament de Dénia, para abordar el estudio de los temas anteriormente mencionados, gracias a un equipo multidisciplinar con amplia experiencia en esta materia y en otras estrechamente relacionadas, en el marco de un Convenio Específico para la realización del Proyecto de I + D Tecnológico "Compostaje de algas marinas y otros residuos vegetales".

El Objetivo Global del Proyecto es estudiar el proceso de compostaje de mezclas de algas y fanerógamas marinas con otros residuos vegetales de origen urbano, examinando la variación de los parámetros físicos, químicos y biológicos más importantes durante dicho proceso, así como también investigar la calidad del compost final resultante, haciendo especial hincapié en las características relacionadas con la madurez y estabilidad del mismo.

Como ventajas a corto plazo, se prevén las siguientes:

- Reciclado y aprovechamiento en Agricultura de residuos orgánicos de origen natural y de núcleos urbanos, sin valor económico alguno.

- Conservación e incremento de los niveles de materia orgánica y de elementos fertilizantes en los suelos cultivados, en el marco de una Agricultura "Sostenible".

- Disponibilidad de materiales orgánicos fertilizantes, que cumplen los requisitos de los nuevos sistemas agrícolas alternativos: Agricultura "Ecológica", Agricultura "Integrada", Agricultura "Controlada", etc.

- Reducción del consumo de turba Sphagnum, un recurso natural difícilmente renovable, en la producción de plantas ornamentales en contenedor.

- Optimización de los sistemas de cultivo en suelo y en sustrato, en base al uso y el conocimiento de las características del compost, lo que repercutirá en una mayor eficiencia en el uso del agua, los fertilizantes y los productos fitosanitarios.

• CONCLUSIONES

A. Relativas a las características y la composición de los residuos de algas y fanerógamas marinas, y de los restos de limpieza, mantenimiento y poda de jardines

1. Los residuos de origen marino presentan un pH débil a moderadamente alcalino, una salinidad moderada a elevada, un contenido en materia orgánica de tipo medio (³ 50 %) y una relación carbono:nitrógeno media a alta. Los niveles de los macro-elementos y microelementos totales son más o menos parecidos a los de otros materiales orgánicos de naturaleza vegetal, destacando su contenido en N, que se acerca al 1 %, en Ca, alrededor del 8 %, y de Fe, del orden del 5 %. Muestran unos niveles elevados de Mn, micronutriente esencial de las plantas, al tiempo que contienen niveles muy bajos de los metales pesados, tóxicos para las plantas y contaminantes del medio ambiente. La salinidad está causada principalmente por cloruros y, en menor cuantía, por sulfatos, sodio y boro. Por último, y en relación con la composición en fibras, presentan unos niveles medios y muy similares de hemicelulosa y lignina, y más elevados de celulosa.
2. La edad del residuo de algas y fanerógamas marinas tiene una influencia muy marcada sobre la salinidad del mismo, encontrándose las concentraciones más bajas de sales en los residuos más antiguos, con niveles más reducidos de Cl^-, SO₄^2- y Na⁺, principalmente.
3. Los restos vegetales "verdes" de origen urbano están caracterizados por un pH ligeramente ácido, una salinidad media a baja, un elevado contenido en materia orgánica, por encima del 70 %, y una relación carbono:nitrógeno media a baja. Es de destacar su elevado contenido en N, que llega a superar el 2 % en una muestra. Los niveles de los micronutrientes son muy bajos en general, tanto para los esenciales de las plantas como para los fitotóxicos y potencialmente contaminantes (metales pesados). Mostraron un contenido en lignina ligeramente inferior al de los residuos de algas, mientras que el contenido de hemicelulosa presentó una tendencia opuesta.

 

B. Relativas a las técnicas de mejoramiento aplicadas con objeto de adecuar los materiales (residuos) para el compostaje

 

4. El ensayo de lixiviación en columna con el residuo de algas de baja salinidad, pone de manifiesto la pequeña variación de la conductividad eléctrica y de la concentración de los aniones y cationes salinizantes con la aplicación de volúmenes crecientes de agua destilada. Este efecto era previsible "a priori", como consecuencia de la escasa concentración salina inicial de la muestra de partida. En este caso, la aplicación de agua -mediante el riego de los montones- durante el compostaje, será suficiente para llevar el nivel de la salinidad hasta un valor óptimo o aceptable. Por el contrario, los lavados sucesivos del residuo con salinidad elevada, provocan una marcada reducción en los niveles de la conductividad eléctrica, a costa de una disminución muy acusada de la concentración de los aniones y cationes salinizantes, especialmente cloruros y sodio. La aplicación de un volumen de agua de lavado equivalente a unas 3 veces la humedad de este residuo a capacidad de contenedor, es suficiente para reducir la concentración de sales hasta un nivel aceptable u óptimo.

La demanda química de oxígeno (DQO) osciló entre 285 y 174 mg O₂/l de lixiviado, para el primer y último drenaje recogido, respectivamente, variando los sólidos en suspensión de 85 a 24 mg/l entre ambos drenajes, respectivamente (datos no presentados). Los valores de estos parámetros ponen de manifiesto el nulo impacto de estos lixiviados sobre el medio ambiente.

5. La mezcla de los dos tipos de residuos estudiados (algas + verde) mejora notablemente las características y la composición de los restos de origen marino: pH más bajo -ligeramente básico a neutro-, menor salinidad, y contenidos más elevados en materia orgánica y nitrógeno total.

 

C. Relativas al proceso de compostaje de las mezclas de residuos

 

6. El proceso de compostaje de las mezclas de residuos estudiadas se prolonga cerca de 6 meses, como consecuencia de una abundante cantidad de sustrato (residuo) relativamente lignificado y una escasa disponibilidad de nitrógeno fácilmente asimilable para los microorganismos.
7. El compostaje de estas mezclas de residuos viene caracterizado por una etapa mesófila inicial de muy corta duración, seguida de una etapa termófila prolongada, en la cual se pueden alcanzar o superar los 65 ºC. Merece destacarse el hecho de que la utilización de residuos de algas muy jóvenes, recién recogidos de la playa, llevó al Montón 2 a la etapa termofílica en sólo 1 ó 2 días, alcanzándose además temperaturas próximas a los 75 ºC, que redujeron/inhibieron la actividad de los microorganismos descomponedores. Durante el compostaje, la humedad del Montón 1 se situó alrededor del 45 %, y en torno al 58 % en el Montón 2.
8. En relación con la variación durante el compostaje de las características y la composición de la mezcla de residuos, merece destacarse lo siguiente: ligero incremento del pH, aumento de la salinidad, incremento de los niveles de los macro- y microelementos totales, relativa estabilidad del contenido en materia orgánica, y reducción del tamaño de las partículas, con su correspondiente efecto sobre las relaciones aire-agua de la mezcla de residuos.

 

D. Relativas a las características y la calidad del compost final resultante

 

9. El compost final resultante del proceso de compostaje del Montón 1, reúne las siguientes características: pH moderadamente alcalino, salinidad media, nivel medio a elevado de materia orgánica -en comparación con otras enmiendas húmicas-, concentraciones altas de calcio y de manganeso, niveles medios de los otros elementos fertilizantes, y niveles muy bajos, e inclusive no detectables, de los microelementos fitotóxicos y potencialmente contaminantes del medio ambiente.
10. Será necesario esperar a la finalización de la maduración del Montón 1, y a la terminación del compostaje y la maduración del Montón 2, con objeto de ratificar la información disponible sobre las características y la calidad del compost de algas y restos vegetales verdes.

Finalmente, es recomendable realizar una evaluación agronómica de estos composts -con especies hortícolas comestibles y ornamentales-, con objeto de estudiar los efectos de la aportación de los mismos sobre las propiedades del suelo/sustrato y el crecimiento y la nutrición de la planta.