Los procesos de fermentación aerobia que la materia orgánica contenida en los RSU sigue para su descomposición son reacciones de tipo bioquímico que se desarrollan de forma estable en un medio vivo, variable y modificable según las condiciones internas y externas. Intervienen en estas reacciones diversos factores sobre los que se puede actuar externamente para optimizar las condiciones de la fermentación y, por tanto, de la calidad del producto final. Además de la naturaleza del producto a fermentar, materia orgánica contenida en los RSU, lodos de depuradora, estiércol animal o cualquier otro producto orgánico, que determinara básicamente las condiciones de la fermentación y, que en muchos casos no es posible alterar con mezclas, aditivos, etc., existen otros factores como son la temperatura, humedad, granulometría y homogeneidad de la masa fermentable sobre los que es fácil actuar para optimizar el resultado final.
Existen dos grandes sistemas de fermentación aerobia; fermentación acelerada en túneles o áreas cerradas, y fermentación natural, al aire libre. En cualquier caso, para homogeneizar el tamaño de la masa a fermentar, el paso previo a la fermentación de la materia orgánica contenida en los RSU es la preparación de la basura bruta que llega a las instalaciones, ya sea a base de cribados, trituraciones o combinaciones de ambas, de tal modo que se logre retirar la fracción no fermentable: inertes, voluminosos, etc., contenida en los residuos. Esta fracción posteriormente será sometida a un sistema de reciclado del que no trataremos en esta ocasión. La fracción fina obtenida es conducida hacia la zona de fermentación, ya sea nave cerrada o parque abierto donde se mantiene la materia orgánica en pilas o montones.
- FERMENTACIÓN NATURAL
El diseño de la zona destinada a fermentación, además de por el volumen de material previsto a tratar, debe estar acorde con las condiciones meteorológicas de la zona.
En zonas frías y húmedas es conveniente realizarlo bajo techo, en naves cerradas o, en todo caso, abiertas por los laterales, de tal modo que el agua de lluvia no atraviese directamente la masa de materia orgánica fermentando, ya que esto puede ocasionar, en zonas muy pluviosas, graves problemas de generación de lixiviados. Independientemente de la solución adoptada, debe existir un sistema de recogida, evacuación y tratamiento del lixiviado obtenido de las pilas en fermentación.
Los montones deben ser también de forma acorde al clima y a las posibilidades de las áreas de fermentación. La manera más habitual de realizar la fermentación es en pilas; montones continuos muy alargados, de sección triangular, cuyas dimensiones varían, con una anchura en la base de 4 a 5 metros, una altura media de 3 metros y una longitud que puede exceder los 100 metros. La fermentación en pilas es preferible en regiones lluviosas, ya que cuando la temperatura de la masa sube, se forma en la superficie del montón una capa de micelos de champiñones, hidrófoba blanca, de grosor variable que actúa de tejado para el resto del montón.
En zonas frías, para mantener la temperatura del interior de la masa se tiende a formar un único montón de 3 metros de altura aproximadamente, de anchura y longitud variable. Cabe citar el inconveniente de que para grandes dimensiones del montón, existe el peligro de provocar condiciones de anaerobiosis por ausencia de oxígeno.
La base de la fermentación aerobia es la descomposición de la materia orgánica en presencia de oxígeno. Para asegurar la correcta ventilación de todo el montón de materia orgánica donde las bacterias aerobias estén bien oxigenadas y que no se den condiciones de anaerobiosis, o de fermentación lenta por ausencia de oxígeno, debe someterse el montón de materia orgánica a dos o tres volteos en un periodo aproximado de quince a veinte días.
Los volteos, dependiendo de la solución adoptada podrán realizarse mediante pala cargadora, puentes grúa con cucharas bivalva, volteadoras, etc. Cada uno de estos sistemas requiere de unas condiciones de espacio distintas. Los puentes grúa permiten elevar los montones hasta alturas y anchuras muy variables dependiendo del diseño de la instalación. La oxigenación de la materia orgánica se produce durante el volteo necesario para trasladar los montones de una zona a otra de la nave de fermentación.
Las volteadoras, tanto en nave cerrada como en exteriores, permiten oxigenar pilas de 2 a 4 metros de altura, con anchos variables de 2 a 5 metros, circulando la maquinaria en el sentido de las pilas, atravesando el material el interior del puente que forma su estructura, mediante un movimiento que oxigena la masa de materia orgánica.
La pala cargadora, el método menos específico, pero también válido desplaza lateralmente las pilas de materia orgánica, sin conseguir una altura mayor de 3 ó 4 metros, con un ancho muy variable.
Otro sistema de aireación de la masa es insuflar una corriente de aire por debajo de la masa. Este sistema requiere de un control exhaustivo de las condiciones de humedad del medio, ya que la corriente de aire, más que aportar oxígeno puede secar el medio de subsistencia de la flora bacteriana, impidiendo el normal desarrollo del proceso de fermentación. Esto puede corregirse a través del riego del montón con agua.
La temperatura, como indicador del estado del proceso, se controla mediante una sonda termométrica. Las temperaturas se miden a intervalos establecidos, marcando una curva de temperaturas en la que debe aparecer un pico de hasta 65 ºC para luego ir descendiendo paulatinamente hasta una temperatura mínima estable. Si esta curva no aparece, deben voltearse los montones para airear la masa, ya que una ausencia de oxigeno puede estar limitando la fermentación. La temperatura ambiente influye sobre la del montón de residuos en fermentación, provocando variaciones entre el interior y exterior de las pilas.
Los mecanismos de desarrollo de la fermentación acelerada son exactamente los mismos que la realizada al aire libre. La mayor diferencia radica en que esta se realiza en un recinto cerrado, aislado de las condiciones climatológicas externas, donde se acelera la fase termófila de la fermentación aerobia, actuando sobre las condiciones del medio; humedad, temperatura y homogeneidad de la masa.
Existen en el mercado diversos diseños de túneles o recintos de fermentación, pero básicamente consisten en espacios cerrados, normalmente túneles más o menos estancos, en ocasiones dotados de suelo móvil por cinta metálica, tablillas, etc., donde los residuos son depositados por la zona superior a través de cintas transportadoras móviles que dosifican el material a lo largo y ancho de los túneles. Durante la fermentación, estas instalaciones permanecen cerradas y, al final, el material se retira a través del suelo móvil, maquinaria pesada, etc.
Las condiciones internas de humedad y temperatura son controladas continuamente, conociendo el estado del medio y la necesidad de aportar oxígeno y agua. El proceso de fermentación se realiza en periodos aproximados de cinco a quince días, dependiendo de la solución aplicada.
La introducción de oxígeno en la masa se realiza a través de diferentes sistemas diseñados por cada uno de los fabricantes. Puede oxigenarse la mezcla mediante aire del exterior, mezclas de aire nuevo con viejo (by-pass), aire caliente, mezclas previstas de anhídrido carbónico, vapor de agua y aire, etc. En todo caso, de la correcta oxigenación del medio depende la buena marcha del proceso de fermentación, cuyo proceso puede verse potenciado con la correcta dosis de aire, o mermado, ya sea por defecto de oxígeno con posibilidad de anaerobiosis o por un exceso, secado de la masa en ausencia de humedad.
La aplicación de agua para corregir la humedad se simplifica mucho instalando redes de riego en el interior de las instalaciones sobre la masa fermentable. Los excesos de agua, o los derrames de lixiviado propios de la materia orgánica deberán ser recogidos en el interior de las cámaras de fermentación para aplicarles posteriormente el tratamiento más adecuado.
- MADURACIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA
Una vez realizada la fermentación, tanto acelerada como al aire libre, es preciso completar el tratamiento de la materia orgánica con un proceso de maduración para obtener un producto final estable, óptimo para su aplicación en el campo como abono.
Esta fase se realiza normalmente, y debido a la gran acumulación de material en recinto abierto, donde periódicamente es sometido a volteos. Esta fase se caracteriza por una disminución de la temperatura y humedad, desapareciendo casi totalmente la actividad microbiana por la formación del humus.
El proceso de maduración de la materia orgánica se considera finalizado, o muy avanzado, cuando tras voltear las pilas, no se detecta un aumento de la temperatura interna. Esto puede llegar al cabo de dos meses o tres meses. En cualquier caso, el objetivo final de estos procesos industriales es obtener un producto final como tratamiento de los RSU generados, que posea las garantías necesarias para ser aplicado como abono o agente enmendante en la agricultura, del modo más práctico, rápido y eficaz.
