BASE DE DADES DE COMPOST - UPC

Naixement de la Base de Dades
La Base de Dades neix a partir de la necessitat
d’ordenar les analítiques de compost realitzades a
l’Escola Superior d’Agricultura de Barcelona, resultat
de la cooperació entre aquesta entitat, el Servei de
Medi Ambient de la Diputació de Barcelona i les
Plantes de Compostatge mostrejades.
Consisteix en una aplicació MsAccess recolzada en
codi Visual Basic que gestiona un total de 552
registres recollits entre 1989 i 2002, tots
corresponents a les analítiques de mostres
comercials, amb 46 entrades de dades (40
paràmetres químics i 6 d’identificació) per cada
registre.
Funcionament de la Base de Dades
Aspectes Tècnics T cnics
Recull les dades referents al procés
de compostatge que porta a terme
cada planta: instal·lacions, materials,
barreges, rendiments, etc.
Tot i que aquestes dades són difícils
d’obtenir ajuden a entendre els
resultats analítics finalment
obtinguts i ens informa de les
tendències de procés comunes a
totes elles .
Possibilitats
Plantes de Compostatge
Aquest menú introdueix les dades obtingudes
de les plantes de compostatge mostrejades.
Dona accés a dos menús més: Un menú que
recull aspectes tècnics de procés i un altre on
es recullen dades referents a la seva
problemàtica diària de gestió.
Aquest històric de dades junt les futures
incorporacions, es mostra com una bona eina per
avançar en el coneixement del procés de
compostatge.
En compostatge, a l’igual que succeeix amb altres
disciplines amb forta base empírica, es fa
imprescindible disposar d'històrics que ajudin a
predir el comportament dels canvis introduïts en els
processos de producció i recollida de residus.
Altres Observacions
Aquest formulari pretén recollir
dades referents a la problemàtica
diària amb la que es troba cada
planta de compostatge, també
pretén conèixer el seu parer
alhora que obté informació del
seguiment de qualitat que fan les
plantes sobre el seu compost.
BASE DE DADES DE COMPOST
Huerta, O.; López M.; Soliva M.
Escola Superior d´Agricultura de Barcelona. CEIB-UPC
Urgell, 187. 08036 Barcelona. España
Contingut de la Base de Dades
La Base de Dades conté:
Mostres de Compost Comercial identificades per codificació interna
facilitant la seva traçabilitat
24 Plantes de Catalunya, 448 registres
26 Plantes d’altres comunitats autònomes, 43 registres
12 Plantes de Europa, 55 registres
D’altres orígens com El Salvador
Descripció de cada una de las mostres i fotografia (a partir 2001)
Anàlisi químic de cada mostra
Gràfics i combinacions de paràmetres
Descripció de 8 Plantes de Catalunya
Aplicacions
Descripció Descripci de
Mostres
Donada l’estreta relació entre
els aspectes sensitius que
transmet una mostra i els
paràmetres químics determinats
al laboratori, la recopilació
d’aquesta informació es
considera de gran importància.
De forma molt resumida, algunes de les seves aplicacions poden ser:
L’elaboració d’informes per les plantes de compostatge que
col·laboren en omplir aquest banc de dades.
Veure la incidència que han tingut les polítiques de recollida de
la brossa urbana sobre la qualitat del compost al llarg del temps.
Determinar els balanços de rendiment a partir de les dades
referents a aspectes tècnics de procés.
Relacionar els diferents paràmetres a partir dels gràfics
d’estrella on, amb ajut de factors de correcció, es poden
expressar dins un mateix gràfic i sota una mateixa escala.
Aquest pannell, mostra a tall d’exemple algunes d’aquestes
aplicacions.
Paràmetres Par metres analitzats per cada mostra
Els paràmetres aquí exposats amb coloració verda són els que corresponen als
que recull aquesta base de dades com a paràmetres analítics.
MOSTRA DE COMPOST
Mostra
congelada i
etiquetada
Valoració
sensorial
Mostra
humida
Mostra seca
a l’aire o
estufa 40ºC
Mostra
seca 105ºC
Menú Men Introducció
Introducci
Actualitzacions
Color
Olor
Homogeneïtat
Impureses
Tacte
La Base de Dades de Compost s’inicia amb un
primer Menú d’introducció que dóna peu al
Menú Principal i que alhora fa menció al grup
humà i institucional que han fet possible
aquest banc de dades.
Menú Men Principal
Aquest menú tipifica les dades en tres
categories: les dades referents a les plantes
de compostatge, les dades referents a
aspectes descriptius de les mostres i per últim
les dades fruit dels anàlisis de laboratori.
Humitat a 105ºC
Extracte acuòs 1/5 (P/V)
Extracte KCl 1/5 (P/V)
Destilació directa en medi NaOH
Digestió àcida
Test d’ Autoescalfament
Respirometries
Incubacions/mineralització
Contaminants orgànics
(Test d’ Autoescalfament)
Calcinació 560ºC
Digestió i electrode selectiu
Molturació Hidròlisi àcida
Calcímetre de Bernard
Calcinació 470ºC + disolució
Mostra seca
i etiquetada
de cendres en HNO3 3N
pH
CE
Coloració
Índex de Germinació
N-NH + 4 soluble
N-NO - 3
C soluble
N- NH + 4 total
N- NH + 4 + N fàcilment hidrolitzable
Hg total
MOT
NK (Norg)
MOR, NnH
CO 2-
3
P, K, Ca, Mg, Na
Fe, Mn
Cu, Zn, Pb, Cr, Ni, Cd
Norg soluble
Corbes de neutralització
Índex immovilització N
Anions i cations
AOV
Anàlisis microbiològiques
C/N
%GE = MOR/MOT
%NnH/Norg
2-
%MOT/CO3 Paràmetres Par metres Analítics Anal tics
Permet veure les dades
obtingudes en el laboratori per
cada mostra analitzada. Així
mateix també permet fer-ne
diferents combinacions de
paràmetres com també
visualitzar-los en evolució al llarg
del temps agrupats per plantes,
materials o bé per origen
geogràfic comú.
Legislació Legislaci
Amb aquest formulari només es mostren
els metalls pesants, a fi i efecte de
poder comparar els continguts obtinguts
amb la legislació vigent i veure alhora
com es comporten respecte el segon
esborrany de l’ UE.
Respecte a la legislació espanyola, ens
informa del grau d’acompliment i en cas
contrari ens indica el metall o metalls en
excés així com la quantitat sobrepassada
respecte a la legislació.
Respecte al segon esborrany ens informa
de la classificació obtinguda per a cada
metall.
De forma molt resumida, algunes de les possibles ampliacions de la base van
dirigidesa cobrirelssegüentspunts:
Aquesta base de dades mostra només els registres referents a mostres
comercials. En un futur es volen introduir també els registres de mig procés.
Totes les mostres del 2003 tenen associat un històric, que correspon a un
formulari on es pretenen datar les incidències pròpies que ha patit cadascuna
de les mostres i que no tenen perquè coincidir amb els aspectes tècnics de
procés que declara cada planta. Aquesta mena dades es volen incorporar amb
les futures analítiques dels pròxims anys.
Tots els registres del any 2003 i alguns del 2002 van associats amb un test
d’autoescalfament (Test Rottegrade). Aquestes dades es volen incorporar en
un nou formulari i podran ser-ne comparades amb altres paràmetres
relacionats amb l’estabilitat del compost.
Es volen encreuar aspectes tècnics de procés i de descripció de les mostres
amb els resultats obtinguts al laboratori, amb nous gràfics i noves possibilitats
d’interacció.

Aquest requadre recull conceptes relatius als paràmetres que ens donen idea
de com ha sigut el procés de compostatge que ha patit una mostra. Per si
mateixos expliquen el perquè han sigut triats per elaborar els informes per a
cadascuna de les plantes mostrejades.
Qualitat de Procés
D’una analítica de Mostra Comercial els paràmetres que ens
defineixen de forma més clara l’acabat del procés són
principalment :
MOT. És el contingut en matèria orgànica total,
determinada per calcinació.
MOR. És el contingut en matèria orgànica resistent,
determinat mitjançant un atac de la mostra en medi àcid i
condicions controlades.
GE. Quocient resultat dels dos paràmetres anteriors:
GE = MOR/ MOT expressat en %
Qualitat de Procés
Les formes de nitrogen també ofereixen informació sobre el procés
Nitrogen Amoniacal. La seva presencia a elevades quantitats respon:
Els materials inicials el contenien en proporcions importants o bé presentaven
un nitrogen orgànic fàcilment mineralitzable
La barreja inicial presentava una C/N baixa que força la massa microbial a
desaminar per obtindre energia
El procés es desenvolupa sota condicions d’anaerobiosis.
Nitriogen Nítric. La seva presència respon:
Cap al final del procés de compostatge la presència de nitrats indica que
s’han mantingut condicions aeròbies.
Nitrogen no hidrolitzable o resistent. La seva presencia respon:
Alguns dels polímers lignocel·lulòsics transformats durant el compostatge
presenten grups reactius on es poden fixar formes de nitrogen.
Formes de nitrogen resistents pròpies dels materials d’entrada.
Recollida selectiva i recollida no selectiva
La base de dades permet fer agrupacions de dades per grups o bé
aplicar filtres per mostrar els paràmetres referents només a una
determinada tipologia.
Per exemple es pot veure l’evolució de determinats paràmetres
referents a mostres de RSU (residu sòlid urbà) i de FORM (fracció
orgànica de residu municipal separada en origen).
Les gràfiques de la dreta, mostren l’evolució de determinats
paràmetres al llarg del temps. La línia vertical discontinua indica el
moment en que es van iniciar les polítiques de recollida selectiva de
residus. Les línies vermelles indiquen el límit permès per la
legislació espanyola i la de color verd correspon al llindar de Classe
I establert en el segon esborrany de l’UE
Feta aquesta selecció de dades queda palés com la brossa orgànica
separada selectivament en origen incideix positivament en la
qualitat del compost final, tant des de el punt de vista de
conservació del nitrogen com des de la disminució del risc, pel que
fa al seu contingut de metalls pesants.
Balanços Balan os de material en plantes de compostatge
BASE DE DADES DE COMPOST
Huerta, O.; López M.; Soliva M.
Escola Superior d´Agricultura de Barcelona. CEIB-UPC
Urgell, 187. 08036 Barcelona. España
Informes de Planta
La Base de Dades permet millorar els informes
dels resultats analítics que es donen a les
plantes un cop fetes les anàlisis.
Cada planta pot comparar una sèrie de
paràmetres, molt lligats amb la qualitat de
procés, respecte la resta de plantes, sempre
respectant l’anonimat de la resta del conjunt
de plantes mostrejades.
D’aquesta manera la base de dades es
converteix en una eina que fomenta l’esperit de
millora de cada planta.
M ontserrat S oliva
M arga L ópez
Oscar Huerta
De les dades referents als aspectes tècnics de procés es poden arribar a fer balanços de material entrat
i compost produït.
Les plantes de compostatge de FO de RM a Catalunya a grans trets proporcionen un producte de bona
qualitat però, en general, treballen per sota de la seva capacitat teòrica. Això és degut a l’insuficient
implantació de la recollida selectiva. Per altra banda, part del material que arriba porta molts impropis (alt
rebuig i alta ocupació de l’espai).
Per tant, cal que les plantes comencin a quantificar el rendiment i els costos d’un excés d’impropis i el
conseqüent rebuig.
Les gràfiques que en aquest apartat es presenten fan una comparació entre dos tipologies de plantes que
tracten materials amb diferents proporcions d’impropis. La gràfica de l’esquerra presenta el rendiment
d’una planta que tracta materials amb menys d’un 20% impropis. En el cas de la dreta els impropis superen
el 20%.
Tot i que l’ordre de les fases del procés (moment de selecció de materials), les proporcions de barreja i el
rendiment de cada procés (factor humà i de maquinària) influeixen en els rendiments finals obtinguts,
sembla que la qualitat inicial del material tractat té gran incidència sobre el rendiment final. Bona part del
43% considerat com a “altres pèrdues” en el gràfic de la dreta son degudes al fet de tractar un material
més ple d’impropis.
Evolució Evoluci dels paràmetres par metres en el temps
Per veure la capacitat que té la base de dades per mostrar
l’evolució dels paràmetres al llarg del temps, aquí es presenten
dos tipus diferents de gràfics en forma d’estrella.
El gràfic de l’esquerra correspon a l’evolució en el temps dels
paràmetres conductivitat, N amoniacal, N orgànic, grau
d’estabilitat i matèria orgànica total per a tres plantes de
compostatge diferents.
El gràfic de la dreta correspon a l’evolució en el temps dels
macronutrients per a les plantes agrupades segons els materials
d’entrada (RSU, FORM i FANGS).
La representació es fa amb l’ajut de factors de correcció segons
indica la figura 1. En el cas dels macronutrients no cal cap factor
(figura 2).
NH4/20
1xGE
10xCE
10 0
80
60
40
20
0
1xMO
10xNorg
Norg
3,0
K
Fig. 1 Fig. 2
Qualitat de Procés
Durant el procés aquests paràmetres evolucionen segons:
MOT. Disminueix al ésser consumida per l’activitat metabòlica dels micro i
macroorganismes, presents durant tot el procés de compostatge.
MOR. Augmenta segons avança el procés biooxidatiu degut a:
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
L’increment relatiu de les lignines com a resultat de l’oxidació de les
formes més degradables de la MO T
Formació de compostos assimilables a les substàncies húmiques del sòl
o a partir de polímers lignocel·lulòsics
GE. Com a relació entre MOR y MOT, segons avança el procés també ho
aquest paràmetre.
Pot dir-se que graus d’estabilitat, GE, baixos poden indicar-nos que el
procés no s’ha deixat finalitzar correctament. O bé, en correlació amb
altres paràmetres, el procés no s’ha desenvolupat ni plantejat
correctament.
Qualitat de Procés
A major presencia de nítric i a menor presencia d’amoniacal, així
com un elevada proporció de nitrogen no hidrolitzable ens està
indicant que:
El procés ha sigut aeròbic
La nitrificació s’ha establert correctament
La relació C/N “real” y total plantejada inicialment ha permès:
Un correcte balanç de nutrients per la massa microbial
Carboni com a font d’energia
Nitrogen com a font de proteïna
La fixació del nitrogen als polímers amb grups reactius
P
1
2
3
10xCE
100
80
60
40
NH4/20
10xNorg NH4/20
20
0
NH4/20
NH4/20
1xGE
1xGE
1xGE
1997 1998
10xCE
100
80
60
40
20
0
10xCE
100
80
60
40
20
0
1xMO
10xNorg NH4/20
1xMO
1xGE
1xGE
10xNorg NH4/20
1xMO
1xGE
10xCE
100
80
60
40
20
0
10xCE
100
80
60
40
20
0
10xCE
100
80
60
40
20
0
RESULTATS DE LA PLANTA DE COMPOSTATGE
Comercial Comercial Comercial Comercial
RV
+ 20 %
FO
80 %
BARREJA
PÈRDUES
-35 %
A
MADURACIÓ
65 %
DESCOMPOSICIÓ
6000 mg/kg Nitrogen amoniacal
0
1998 2000 2001 2002
4,0 % Nitrogen Orgànic
PÈRDUES
- 26 %
A
AFINAT
39 %
MADURACIÓ
RENDIMENT DE LA PLANTA 2: 25 %
5000
4000
3000
2000
10 00
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
Anàlisi de compost Laboratori anàlisi química
ESAB
0,0
1998 2000 2001 2002
Formes de Nitrogen
Pèrdues procès biològic 61%
Altres pèrdues 14%
1200 ,0 0 mg/kg Nitrogen nítric
1000 ,0 0
800,00
600,00
400,00
200,00
0,00
1998 2000 2001 2002
REBUIG
–14 %
COMPOST
25 %
CRIBAT
% Nitrog en Resistent
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
1998 2000 2001 2002
Metalls: Situació respecte Legislació espanyola
Anàlisi de compost Laboratori anàlisi química
ESAB
M ontserrat S oliva
M arga L ópez
O scar H uerta
Materia Orgànica Total, Materia Orgànica Resistent i Grau Estabilitat
80 % Materia Orgànica Tota l 45 % Materia Orgànica Resistent
70
60
50
40
30
20
10
0
1998 2000 2001 2002
% Grau d’estabilitat
80
70
25
20
0
1998 2000 2001 2002
Anàlisi de compost Laboratori anàlisi química
ESAB
60
50
40
30
20
10
0
40
35
30
15
10
5
1998 2000 2001 2002 M ontserrat S oliva
M arga L ópez
O scar H uerta
Metalls: Situació respecte a la futura legislació europea
Mostra Compost de FORM 1 Compost de FORM 2 Compost de FORM Compost de FORM
Data mostreig 11/6/02 11/06/02 01/01/01 25/06/01
Referència 50-02 51-02 04-01 13-01
pH 8.52 8.28 8,09 8,25
CE dS/m 10.52 6.99 6,29 8,76
%HUMITAT 27.39 31.21 34,68 22,94
mg kg -1 N-NH4 Soluble 773 245 98 607
mg kg -1 N-NO3 22 33 520 292
%M.O.T 57.19 64.22 52,66 51,65
% Norg 2,37 2,38 2,42 2,21
C/N 12 14 11 12
%MOR 27,42 28,09 26,33 24,69
%GE (MOR/MOT) 47,94 43,74 49,99 47,80
%NnH (Nresistent) 1,40 1,37 1,20 1,35
%NnH/Norg 58,91 57,56 49,70 60,90
%P 1,22 0,96 0,72 0,92
%K 3,52 2,95 1,90 1,67
%Ca 10,56 6,58 9,54 6,43
%Mg 0,54 0,52 0,55 0,51
%Na 2,00 1,40 0,59 0,73
%Fe - - 1,32 1,20
mg kg -1 Zn 264 207 164 145
mg kg -1 Mn 183 155 237 213
mg kg -1 Cu 104 72 61 154
mg kg -1 Ni 44 54 44 39
mg kg -1 Cr 24 26 23 27
mg kg -1 Pb 95 62 38 160
mg kg -1 Cr norm
Zn norm
cr Classe 1
Cu norm
Zn Clas s e 1
Cu Classe 1
Cr Classe 2
ppm
Zn Clas s e 2
Cu Classe 2
Cr Cr BOE
Zn Zn BOE
Cu Cu BOE
Cr MO estable
ppm
4500
Zn M O es tab le
ppm
700
Cu MO estable
700
ppm
ppm
ppm
4000
450
2500
500
600
600
3500
400
450
500
3000
500
350
2000
400
400
2500
350
400
300
1500
300
300
2000
300
250
250
15 00
200
200
200
1000
200
10 00
15 0
150
10 0
500
10 0
10 0
500
100
0
0
0
50
50
1998 2002
19 9 8 2 0 0 2
1998 2002
0
0
0
19 9 8 2 0 0 2
1998 2002
1998 2002
Crom Zinc
Coure
Crom
Zinc
Coure
mg Metal kg m . s.
⋅
⋅ 70 MM norm
kg m . s.
( 100 − MO )
Ni Ni BOE
Cd Cd BOE
Pb Pb BOE
ppm
ppm
ppm
Ni norm
Cd norm
Pb norm
300
12
500
Ni Classe 1
Cd Classe 1
Pb Classe 1
450
Ni Classe 2
Cd Classe 2
Pb Classe 2
250
10
ppm
400
400
Ni M O estab le
ppm
ppm
8,00
Cd MO estable
800
Pb MO est able 350
200
8
350
7,00
700
300
300
6,00
600
15 0
6
250
200
250
5,00
500
10 0
4
150
200
4,00
400
100
50
2
15 0
3,00
300
50
10 0
2,00
200
0
0
0
19 9 8 2 0 0 2
1998 2002
1998 2002
50
1,00
10 0
0
0,00
0
19 9 8 2 0 0 2
1998 2002
1998 2002
Níq uel
Cadmi
Plom
Níquel
Cadmi
Plom
M ontserrat S oliva
M ontserrat S oliva
Cd 0,40 0,25 0,48 0,38
M arga L ópez
M arga L ópez
O scar H uerta
O scar H uerta
ppm
140 0
120 0
100 0
800
600
400
200
0
1985 1988 1991 1998 2003
10xNorg NH4/20
1xMO
10xNorg NH4/20
1xMO
10xNorg NH4/20
1xMO
1xGE
1xGE
1xGE
1999
10xCE
100
80
60
40
20
0
10xCE
100
80
60
40
20
0
10xCE
100
80
60
40
20
0
4,00
% Nitrógeno orgánico
3,50
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
0,00
RSU FORM
1985 1986 1986 1987 1988 1990 1991 2000 2002 1989 1994 1997 1998 2002
Pb Pb BOE Pb Clase I
10xNorg NH4/20
1xMO
10xNorg NH4/20
1xMO
1xGE
1xGE
10xNorg NH4/20
1xMO
1xGE
RSU FORM
10xCE
100
80
60
40
20
0
10xCE
100
80
60
40
20
0
10xCE
100
80
60
40
20
0
ppm
140 0
120 0
100 0
800
600
400
200
Zn Zn BOE Zn Clase I
0
1985 1988 1991 1998 2003
Matèria primera: FORM
Barreja: 80% FO - 20% FV
Planta amb impropis <
20%
2000 2001
10xNorg NH4/20
1xMO
10xNorg NH4/20
1xMO
10xNorg NH4/20
1xMO
1xGE
1xGE
1xG E
10 xC E
10 0
80
60
40
20
0
10 xC E
10 0
80
60
40
20
0
10xC E
10 0
80
60
40
20
0
1xM O
1xM O
1xM O
10 xN o rg NH4/20
10 xN o rg NH4/20
10xNo r g NH4/20
1xGE
1xGE
1xGE
2002
10 xC E
10 0
80
60
40
20
0
10 xC E
10 0
80
60
40
20
0
10 xC E
10 0
80
60
40
20
0
1xM O
1xM O
1xM O
10 xN o rg
10 xN o rg
10 xN o rg
2,50
% Nitrogen resistent
2,00
1,50
1,00
0,50
Anàlisi de compost Laboratori anàlisi química
ESAB
RSU FORM
0,00
1985 1986 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1994 1997 1998 2000 2002 2002
ppm
ppm
RSU FORM
12
RSU FORM
140 0
RSU FORM
FANGS
RSU
FO
1xK
1xK
1xK
10
8
6
4
2
Cd Cd BOE Cd Clase I
0
1985 1988 1991 1998 2003
120 0
100 0
800
600
400
200
Matèria primera: RSU
Planta amb impropis >
20%
1997 1998 2000
1xN o rg
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
1xN o rg
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
1xN o rg
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
100 %
RSU
1xP 1xK
1xP 1xK
1xP 1xK
1xN o rg
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
1xN o rg
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
1xN o rg
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
PÈRDUES
-41 %
A
CRIBAT
59 %
PROCÉS
1xP 1xK
1xP 1xK
1xP 1xK
Cu Cu BOE Cu Clase I
0
1985 1988 1991 1998 2003
Pèrdues procès biològic 41%
Altres pèrdues 43%
1xN o rg
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
1xN o rg
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
1xN o rg
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
REBUIG AFINAT -11%
REBUIG IMPROPIS
-32 %
COMPOST 16 %
CRIBAT
RENDIMENT DE LA PLANTA 101: 16 %
1xP 1xK
1xP 1xK
1xP 1xK
2001
1xN o rg
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
1xN o rg
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
1xN o rg
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
1xP
1xP
1xP