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Yulök Revista de Innovación Académica, ISSN 2215-5147, Vol. 7, N.º 2
Junio-Diciembre 2023, pp. 13-29
Vega, D., González-Polo, M. y Beily. M. Evaluación del co-compostaje de lodos cloacales con pulpa de café,
para su aprovechamiento en Costa Rica.
Evaluación del co-compostaje de lodos cloacales con
pulpa de café, para su aprovechamiento en Costa Rica
Daylin Vega Mojica
Universidad Técnica Nacional, Vicerrectoría de Extensión y Acción Social, Sede del Pacíco, Costa Rica.
dvega@utn.ac.cr
https://orcid.org/0000-0001-6444-0089
Resumen
Con el fin de dar un aprovechamiento a los lodos cloacales en Costa Rica y realizar un primer co-compostaje de su clase en
el país, se realizó un ensayo de co-compostaje por 150 días en la provincia de Heredia. Objetivo: Comparar el tratamiento
de una mezcla de lodos cloacales con dos tipos de estructurantes, con y sin pulpa de café, evaluando las diferencias en el
proceso y la calidad del producto final. Metodología: Los tratamientos con pilas aireadas aeróbicas consistieron en tres pilas
testigo compostando lodo cloacal y restos de poda triturado como estructurante (T, % v/v 35% de lodo cloacal y 65% material
estructurante) y tres pilas con un tratamiento de co-compostaje con pulpa de café (PL, % v/v 25% de lodo cloacal, material
estructurante con 35% de pulpa de café y 40% de restos de poda triturado), creadas con un volumen aproximado de 3 m3; a
las que se le realizaron ensayos físico-químicos (T, %H, pH, metales), microbiológicos (coliformes fecales, salmonella y hel-
mintos), pruebas de madurez y estabilidad. Resultados: Muestran que ambos tratamientos logran un biosólido estable para
su posterior uso agrícola. El co-compostaje de lodos cloacales en mezcla con pulpa de café cumple parámetros de calidad
para su uso como enmiendas siendo clasificado como clase A según los parámetros de la U.S.EPA, sin encontrar diferencia en
el análisis estadístico al comparar la evolución del proceso y ni en la calidad del producto final entre tratamientos (T y PL).
Palabras clave: Tratamiento de aguas residuales, lodos activados, residuo, pulpa de café, biosólidos, suelo.
Abstract
In order to make use of sewage sludge in Costa Rica and to carry out the first co-composting of its kind in the country, a
150-day co-composting trial was carried out in the province of Heredia. Objective: to compare the treatment of a mixture
of sewage sludge with two types of structuring agents, with and without coffee pulp, evaluating the differences in the pro-
cess and the quality of the final product. Methodology: The treatments with aerobic aerated piles consisted of three control
piles composting sewage sludge and shredded pruning remains as structuring material (T, % v/v 35% sewage sludge and
65% structuring material) and three piles with a co-composting treatment with coffee pulp (PL, % v/v 25% sewage sludge,
structuring material with 35% coffee pulp and 40% shredded pruning remains), created with an approximate volume of 3 m3;
These were subjected to physicochemical (T, %H, pH, metals), microbiological (fecal coliforms, salmonella and helminths),
maturity and stability tests. Results: Show that both treatments achieve a stable biosolid for subsequent agricultural use. The
co-composting of sewage sludge mixed with coffee pulp meets quality parameters for use as amendments, being classified as
class A according to U.S.EPA parameters, with no difference found in the statistical analysis when comparing the evolution
of the process and the quality of the final product between treatments (T and PL).
Keywords: sludge, co-composting, coffee pulp, soil amendment, biosolids.
Assessment of sewage sludge co-composted with
coffee pulp to take advantage in Costa Rica
Referencia/ reference:
Vega, D., González-Polo, M. y Beily. M. (2023). Evaluación del co-compostaje de lodos cloacales con pulpa de café, para su
aprovechamiento en Costa Rica. Yulök Revista de Innovación Académica, Vol.7 (2), 13-29. https://doi.org/10.47633/yulk.
v7i2.595
Recibido: 26 de abril 2023 Aceptado: 5 de junio 2023
Marina González-Polo
Universidad Nacional del Comahue, INIBIOMA, CONICET, Río Negro, Argentina
marina.gonzalezpolo@comahue-conicet.gob.ar
https://orcid.org/0000-0002-5525-3836
María Eugenia Beily
Instituto de Microbiología y zoología Agrícola, Laboratorio de transformación de residuos e Instituto
Nacional de Tecnología Agropecuaria, Buenos Aires, Argentina
beily.maria@inta.gob.ar
https://orcid.org/0000-0002-9212-0530
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Junio-Diciembre 2023, pp. 13-29
Vega, D., González-Polo, M. y Beily. M. Evaluación del co-compostaje de lodos cloacales con pulpa de café,
para su aprovechamiento en Costa Rica.
Introducción
El tratamiento de las aguas residuales y la gestión de
los lodos producidos durante el proceso son problemas
globales, que implican un gran desafío (OMS & ONU,
2018). En Costa Rica, junto con inversiones consideradas
dentro de la agenda de saneamiento al 2030, se denota
la evidente necesidad de tratamiento de volúmenes cada
vez más grandes de los lodos cloacales generados en las
plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) del
tipo domiciliar.
En las mejoras hacia una economía circular se busca dar
valor a los productos, los materiales o los recursos, de
modo que se mantengan en la economía durante el mayor
tiempo posible, para reducir así al mínimo la generación
de residuos. A nivel mundial, la disposición en relleno sa-
nitario de lodos cloacales ha disminuido, destinando los
biosólidos a incineración, uso agrícola o como mejorador
de suelos (Mazzarino & Satti, 2012). Los administradores
de la PTAR en estudio pagan por el transporte y disposi-
ción final en un relleno sanitario de los lodos cloacales, lo
cual implica un costo monetario, además de disminuir la
vida útil de éstos, aumentando las externalidades asocia-
das al tratamiento de las aguas residuales.
Por otro lado, la producción de café continúa siendo una
de las actividades agroindustriales más desarrolladas en
Costa Rica. En la cosecha 2019-2020 se produjeron en
C.R. unas 1.915.959 fanegas de café (1 fanega= 248 kg
de café en grano). Aproximadamente, el 40% del peso del
fruto es pulpa, por lo que es el subproducto más volumi-
noso de esa industria (Hafner et al., 2018). Conforme a
lo expuesto, esta investigación tiene una componente de
innovación ambiental, principalmente en condiciones cli-
máticas de Costa Rica al ser el primer co-compostaje de
lodos cloacales que se realiza en el país. Además, se con-
tó con el apoyo de investigadoras argentinas que han de-
sarrollado experiencias de co-compostaje en esa nación.
El co-compostaje es un proceso biotecnológico que de-
grada aerobiamente residuos orgánicos, usando más de
una materia prima. Uno de los ejemplos de co-compostaje
más utilizados en otros países es el del co-compostaje de
lodos cloacales con la fracción orgánica de los residuos
sólidos urbanos (Riera, 2019); en cambio el compostaje
tradicional solo procesa un tipo de materia prima como
por ejemplo el compostaje de residuo sólidos urbanos. En
el presente trabajo se utilizaron dos tratamientos:1) Tes-
tigo (T) y 2) co-compostaje de lodos cloacales con pulpa
de café (PL); en donde se utilizó para T un 35% (% v/v)
de lodo cloacal y 65% material estructurante con restos
de poda triturados y, para PL un 25% de lodo cloacal,
material estructurante con 35% de pulpa de café y 40% de
restos de poda triturados. Con el fin de evaluar la calidad
final de los dos productos finales y determinar si cumplen
con los requerimientos normativos para ser aplicados a
suelos.
Metodología
Generalidades
El sitio de estudio se ubica en Costa Rica, en la provincia
de Heredia. La localización de la PTAR donde se proce-
saron los lodos para su estabilización, se observa en la
Figura 2.1.1. El proyecto se desarrolló en conjunto con
la Empresa de Servicios Públicos de Heredia (ESPH).
La PTAR se localiza cerca de un polo industrial (Figu-
ra 2.1.1), bajo el régimen de zona franca. Sin embargo,
la zona franca tiene su propio sistema de tratamiento de
aguas, por lo que la PTAR de estudio no recibe aguas del
tipo industrial (Navarro, 2020).
Las pilas de co-compostaje se conformaron para conse-
guir realizar los dos objetivos del proyecto, los cuales se
detallan a continuación.
Ensayo de compostaje
Para llevar a cabo los ensayos de compostaje y co-com-
postaje, las etapas de montaje, control y análisis se deta-
llan a continuación:
Montaje de las pilas
Los ensayos fueron planteados con dos tratamientos,
cada uno con tres réplicas (n=3), conformando un total
de 6 pilas con forma de pirámide cuadrangular. Los trata-
mientos planteados fueron:
- Tratamiento testigo (T): Con 35% de lodo cloa-
cal y 65% material estructurante (restos de poda
triturados).
- Tratamiento de co-compostaje (PL): 25% de
lodo cloacal, 35% de pulpa de café y 40% de res-
tos de poda triturados.
El montaje de las pilas de compostaje y co-compostaje
se realizó de manera manual con lodos cloacales de seis
días de secados, pulpa de café recién chancado y restos
de poda triturado. La humedad que tenían las pilas al mo-
mento de armado rondaba el orden de 50-60 %. Las pilas
fueron realizadas con las medidas de 2 m de largo, por
1,6 m de ancho y que tuvieran una altura mínima de 1 m
(buscando un volumen final mínimo de 3 m
3
).
El ensayo fue montado en un sitio techado. El mismo,
fue iniciado durante la época seca (febrero) y culminó en
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para su aprovechamiento en Costa Rica.
época lluviosa (agosto) del año 2020. Durante ese periodo
la temperatura ambiente osciló entre los 301,15 – 311,75
K (decir 18,1 - 28,6 °C). La precipitación media mensual
osciló entre 16,8 y 251 mm.
Variables medidas con sensores in situ
En las pilas de compostaje, se evaluaron diariamente la
humedad y la temperatura. En base a los valores obteni-
dos de estas dos variables se tomaron las decisiones de
manejo de las pilas como el volteo, el riego (para mante-
ner la humedad) y la toma de muestras para la determina-
ción de la evolución del proceso.
Las mediciones de temperatura y humedad se realizaron
con un sensor que fue instalado con en una placa de Ar-
duino®, que reportaba las mediciones diarias por medio
de mensajes de texto a un celular. Todos los sensores
fueron cableados dentro de un tubo de PVC (con el fin
de protegerlos de la intemperie). Los sensores fueron co-
locados a 0.20 m de profundidad en una pila por cada
tratamiento. Además, los mismos fueron programados
previamente para remitir mediciones cada cuatro horas.
El sensor de humedad seleccionado fue el FC-28 de Tx
Hang electronics, un sensor accesible y de fácil imple-
mentación, que mide la humedad del suelo por la varia-
ción de su conductividad eléctrica. No tiene la precisión
suficiente para realizar una medida absoluta de la hume-
dad del suelo, pero si un procedimiento de medida acep-
tado (para evaluar la veracidad de los valores medidos
con el sensor ver sección 2.4), ya que sólo se requirió
para controlar la necesidad de humedecimiento de pilas.
El sensor no reportaba, vía mensaje de texto, el porcen-
taje de humedad al enviar los mensajes al teléfono, sino
que enviaba un dato en ohmios que fue registrado ma-
nualmente. Los valores de la resistencia van desde 0 su-
mergido en agua, a 1023 ohm en el aire (o en un suelo
muy seco). En un suelo ligeramente húmedo sus valores
oscilan de los 600 a 700 ohm. Luego de registrar ma-
nualmente el dato en Excell, se realizó el cálculo de los
porcentajes de humedad según la señal reportada por el
sensor y extrapolación de valores.
Por otro lado, el sensor de temperatura elegido fue el
DS18B20. Este sensor toma medidas en el rango de los
223,15 – 398,15 K (entre -55 – 125 °C). Este dispositivo
tiene una incertidumbre de ± 273,65 K (± 0,50 °C) entre
los 263,15 – 358,15 K (rango de - 10 – 85 °C). Además,
al sensor se le instaló una alarma. En este ensayo la alar-
ma fue instalada para que indicara cuando la temperatura
alcanzaba los 223,15 K (60 °C).
El volteo y humedecimiento de las pilas se realizó res-
pecto al aumento de temperatura por encima de 343,15
K (70 °C) en la fase termofílica, manteniendo el mismo
humedecimiento a todas las pilas.
Entre la segunda y quinta semana se buscó que las pilas
mantuvieran una humedad del 40 – 50 % y después de esa
quinta semana mantener una humedad en el rango de 30 –
40 %. El volteo fue de forma manual, se empleó el uso de
palas y se mantuvo debajo del espacio techado.
Objetivo Acciones Técnica
-Contrastar el tratamiento de lodos cloa-
cales en pilas aeróbicas con co-composta-
je de restos de poda triturados y pulpa de
café como co-sustrato, respecto al com-
postaje únicamente con restos de poda y
lodo cloacal, sin mezcla para la definición
del tratamiento más eficiente.
-Realizar las pilas de compostaje
con los 2 tratamientos planteados.
-Seguimiento del proceso de com-
postaje mediante la medición de
diferentes parámetros, tanto in situ
como mediante el análisis físicoquí-
mico y microbiológico en laborato-
rio.
-Análisis de Coliformes Fecales,
salmonella y huevos de helmintos
en abonos orgánicos sólidos.
-Prueba de estabilidad con el índi-
ce respirométrico estático.
-Análisis químico completo para
abonos orgánicos (C,N,CN,P,-
Ca,Mg,K,Cu,Fe,Zn,Mn,B,S,pH,-
CE y %H).
Objetivo Acciones Técnica
- Evaluar la calidad final de los biosólidos
obtenidos, para corroborar si el lodo cloa-
cal tratado logra la calidad adecuada para
ser utilizados como acondicionadores de
suelos en la región.
-Revisión y evaluación de los re-
sultados fisicoquímicos y micro-
biológicos obtenidos en el produc-
to final, para compararlos con los
requisitos de calidad de biosólidos
que indica la legislación costarri-
cense.
-Revisión de la legislación vigente.
-Prueba índice de germinación (en-
sayo de madurez del compost).
Tabla 1. Objetivos del proyecto
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Vega, D., González-Polo, M. y Beily. M. Evaluación del co-compostaje de lodos cloacales con pulpa de café,
para su aprovechamiento en Costa Rica.
Tabla 2. Métodos de análisis utilizados en el laboratorio durante el desarrollo de la investigación.
Muestreo de las pilas
El tipo de muestreo seleccionado fue de muestra com-
puesta. Para ello, se tomaron muestras superficiales (en
las cuatro esquinas de la pila piramidal) y en profundidad
(a los 0,40 m) de cada pila para obtener una muestra com-
puesta de aproximadamente 1 kg, la cuales fueron guar-
dadas en bolsas de polietileno y transportadas en un tiem-
po no superior a una hora hasta el laboratorio selecciona-
do para su análisis. Además, una submuestra de 0,200 kg
de muestra fue separada y guardada en otra bolsa para la
determinación en el laboratorio del pH y la CE.
Variables medidas en el laboratorio
Las muestras tomadas de las pilas y el lodo cloacal fueron
analizadas en el laboratorio del Centro de Investigacio-
nes Agroalimentarias (CIA), de la Universidad de Costa
Rica (UCR), sede Rodrigo Facio en San Pedro de Montes
de Oca, San José. En el Cuadro 2.4.1., se muestran los
tiempos de muestro y las determinaciones realizadas en
el laboratorio. El muestreo de la semana 1 se corresponde
con el estado inicial. En la semana 10, la etapa termófilica
había finalizado por lo que se muestreó para el análisis de
coliformes fecales y de parámetros físico-químicos para
evaluar estabilidad del compost. Finalmente, se muestreó
a la semana 20 para verificar la madurez del compost en
el Laboratorio de Ciencias Básicas de la UTN Sede Pa-
cífico.
Por otro lado, semanalmente se muestreó cada pila para
análisis de pH y conductividad eléctrica en el laborato-
rio, y se tomaron las dimensiones de la pila para estimar
su volumen. Este muestreo estaba planificado realizarse
durante doce semanas, pero se realizó únicamente las dos
primeras semanas debido al cierre de ingreso a la PTAR
y el laboratorio por la pandemia COVID-19 ocurrida du-
rante el periodo del ensayo. Y se logró resolver con las
muestras enviadas al CIA, que incluyeron estos paráme-
tros, para así finalmente tener cuatro datos de momentos
distintos del proceso.
Pruebas microbiológicas
Las pruebas microbiológicas se realizaron según lo esta-
blecido en el Reglamento para el Manejo y Disposición
Final de Lodos y Biosólidos en Costa Rica y la Agencia
de Protección Ambiental de Estados Unidos de América
(U.S.E.P.A.).
Para el análisis de coliformes fecales, helmintos y Salmo-
nella spp., se utilizó el Standard Methods para análisis de
aguas residuales (Baird & Bridgewater, 2017). El conte-
nido de coliformes fecales se evaluó en la semana diez,
luego el análisis de Salmonella y los huevos de helmintos
se realizaron una vez terminada la etapa de maduración
del compost.
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para su aprovechamiento en Costa Rica.
Pruebas de estabilidad y madurez
Se evaluó la estabilidad con el índice respirométrico es-
tático (Busquets et al. 2011) y para madurez se utilizó el
índice de germinación según Mazzarino et al. (2015).
El índice respirométrico evalúa la evolución de CO
2
en
las muestras de compost. Se pesan 0,0010 kg de muestra
ajustadas a 50-60% de humedad gravimétrica y se co-
locan dentro de frascos herméticos de 1,5 L. Dentro de
estos frascos también se colocan un recipiente con 0,010
L de NaOH 1 N (trampa de CO
2
) y otro con 0,010 L de
agua destilada (con el objetivo de mantener el ambiente
húmedo). Los frascos se sellaron con cinta de embalar y
se incubaron a 298,15 K (25 ºC) durante 72 horas. Tam-
bién se realiza un blanco, pero sin agregado de muestra
de compost. A las 24h, 48h y 72h la solución gastada de
NaOH se retira de cada frasco y el exceso de NaOH se
titula con HCl 0,5 N, previo precipitado de carbonatos
con BaCl
2
3N. Los frascos herméticos con las muestras
de compost se airean durante 30 minutos antes de reponer
la trampa de CO
2
, sellar y volver a incubar.
El cálculo de la cantidad de CO
2
producida se calcula a
partir de la diferencia de gasto de HCl de la muestra y el
blanco. La tasa respiratoria (mg CO
2
kg
-2
h
-1
), corregida
por humedad se calcula a partir del promedio de la pro-
ducción de CO
2
de los últimos dos días de incubación.
Para el ensayo de germinación, se utilizaron 0,005 L de
un extracto 1:10 y semillas de rabanito, incubadas 120
horas a una temperatura que osciló entre los 291,15 –
296,15 K (18-23 °C).
Pruebas fisicoquímicas
La caracterización fisicoquímica se realizó con las prue-
bas de caracterización de suelos y material vegetal. Los
análisis realizados a las muestras de compostaje incluye-
ron porcentaje de humedad, pH, conductividad eléctrica,
relación C/N, y análisis químico completo (incluyendo
elementos traza). Todos los ensayos en el CIA se realizan
con dos réplicas por muestra de pila.
Determinación de humedad
Se pesan aproximadamente 0,010 kg del material, se re-
gistra el dato de peso fresco y se ingresa a la estufa a
283,15 K (110°C) por al menos 24 horas (hasta alcanzar
peso constante), posteriormente se retira de la estufa, se
deja enfriar en desecadores (con gel de sílice como indi-
cador higrométrico) por unas 3 horas, para luego volver a
pesar y registrar el dato de peso seco.
Procesamiento de las muestras de compost para análisis
químico
Las muestras son ingresadas a una estufa a 353,15 K
(80°C) hasta alcanzar peso constante (la duración de esta
etapa estará en función del grado de humedad que conten-
ga la muestra), posteriormente son molidas y cribadas por
un equipo con un tamaño de partícula de 1mm.
Determinación de pH
Se pesan 4 g de muestra seca y se realiza un extracto 1:10
al agregar 0,040 L de agua desionizada, se agita la mues-
tra por quince minutos, se deja reposar y luego se deter-
mina el valor de pH.
Determinación de Conductividad Eléctrica
Se pesan 0,010 kg de muestra seca y molida, se agrega
H
2
O desionizada hasta obtener una pasta saturada. Se
agita vigorosamente por 5 minutos y se deja en reposo
por 30 minutos. Luego se filtra al vacío y se extrae la
fase líquida. Se calibra el conductímetro y se realizan las
mediciones.
Determinación de N y C total
La cuantificación de nitrógeno y carbono total se reali-
zó por medio de un autoanalizador (marca Elementar,
Analysensysteme GmbH), que opera bajo el principio
analítico de la combustión seca por el método de Dumas.
El procedimiento consta en la colocación dentro del equi-
po, para el que se debe pesar una muestra secada a 353,15
K (80°C) y molida (peso aproximado entre 85-95 mg).
Nitrógeno amoniacal, nítrico y ureico
Las determinaciones de nitrógeno amoniacal, nítrico y
ureíco, se preparan con muestras por extracción acuosa
que pasan por medio de un analizador de Inyección de
Flujo Continuo (FIA) que utiliza técnicas de análisis co-
lorimétricas. Se utilizó el Método 4500-N del Standard
Methods para análisis de aguas residuales (Baird & Bri-
dgewater, (2017).
Determinación de P, Ca, Mg, K, S, Fe, Cu, Zn, Mn y B
Se pesan 0,005 kg de muestra seca y molida, y se coloca
dentro de un envase de teflón junto con el agregado de
0,10 L de ácido nítrico concentrado. El envase se cierra
herméticamente y se coloca en el rotor que será introduci-
do en el horno digestor de microondas. Para este proceso
se utiliza una secuencia que incluye tres etapas con una
duración de 55 min y una temperatura máxima de 273,15
K (200 °C). Una vez terminada la digestión, el rotor se
deja enfriar, se abre el envase y el contenido digerido se
trasvasa cuantitativamente a un balón aforado de 0,100
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para su aprovechamiento en Costa Rica.
L, se lleva a volumen con agua desionizada y se agita.
Posteriormente, se determina la concentración de los ele-
mentos presentes en el extracto por medio de un espectro-
fotómetro de emisión óptica ICP- Plasma. Los resultados
finales se expresan en porcentaje masa-masa (Ca, Mg, P,
K, S) o en mg kg
-1
(Fe, Cu,Zn, Mn y B).
Análisis de datos
Los datos fueron recopilados en una bitácora de campo y
digitalmente en Microsoft Excel. Los datos diarios emiti-
dos por los sensores se ordenaron por variable según los
máximos, mínimos y promedio para el ajuste de datos e
implementar la prueba de significancia de la tendencia en
cada tratamiento. Se realizó una curva con la variación en
la temperatura y la humedad en el tiempo de la estabiliza-
ción. Los datos del laboratorio del CIA se emplearon para
realizar una curva con los tres puntos en el tiempo para
los distintos parámetros medidos, se realizaron compara-
ciones entre las medias en cada tiempo de toma de mues-
tra, usando la prueba de T Student. La prueba T de Stu-
dent se utilizó como estadístico de prueba para comparar
a los dos tratamientos en las pilas. El estadístico de prue-
ba se aplicó para comprar la reducción del volumen de
las pilas a lo largo del proceso de compostaje, las caracte-
rísticas fisicoquímicas de las medias de los tratamientos
de pilas de lodo con y sin pulpa de café, los indicadores
de patógenos de las medias de ambos tratamientos, los
ensayos de estabilidad y madurez de las medias de los
dos compost. Por último, se utilizó el coeficiente de va-
riación (CV) para encontrar diferencia entre las muestras
de parámetros porcentuales (porcentaje de reducción del
volumen en las pilas, humedad, porcentaje de carbono).
Para el análisis estadístico de los datos se utilizaron los
programas computacionales minitab y RStudio.
Resultados y análisis
Comparación de tratamientos de los lodos cloaca-
les en pilas aeróbicas
En la tabla 3 se observan las diferencias de tamaño en las
dimensiones de las pilas que demuestran la reducción de
volumen durante los procesos de compostaje y co-com-
postaje. Como puede observarse, la mayor reducción de
tamaño se dio en las dos primeras semanas del proceso.
En la tabla 4, muestra los porcentajes de reducción de
todas las pilas de tratamiento, los cuales tienen un coe-
ficiente de variación cercano a cero en todas las compa-
raciones, demostrando baja variabilidad entre los trata-
mientos evaluados. La reducción del volumen en las pilas
durante los periodos 1-13 y 1-150, no difirió entre los tra-
tamientos. Contrariamente, los porcentajes de reducción
del tratamiento T y PL difirieron significativamente entre
los días 1-75. Esta situación puede explicarse, debido a
que aún se mantenía materia orgánica compostable en el
tratamiento PL, durante esta etapa del proceso. Sin em-
bargo, la reducción final del volumen fue alta (87%) y
similar entre los dos tratamientos.
La Figura 1 muestra el perfil de temperatura obtenido du-
rante el tiempo ensayado para los dos tratamientos plan-
teados. El seguimiento de este parámetro es fundamental
ya que marca el inicio y finalización de las distintas eta-
pas del proceso de compostaje. El tratamiento T presen-
tó un comportamiento esperado, según lo reportado por
otros autores (Mazzarino et al, 2015; Riera, 2019). Sin
embargo, el tratamiento PL presentó un rápido ascenso
de la temperatura en el tercer día (que provocó se encen-
diera la alarma de los 60°C) por lo cual se procedió a
realizar un volteo de todas las pilas, con el fin de bajar la
temperatura y así evitar la pérdida de microorganismos
por exceso de temperatura. Luego de mezclar el mate-
rial de las pilas, pudo verificarse una abrupta caída de la
temperatura, que se recuperó rápidamente (Figura 3.1.1,
Figuras 1 y 2 del anexo A) debido a la descomposición de
la materia orgánica biodegradable presente en las pilas de
tratamiento. Las temperaturas máximas promedio obte-
nidas fueron 341,15 K (68 °C) para T y de 343,15 K (70
°C) para PL, pudiendo verificar que ambos tratamientos
alcanzaron la fase termofílica, logrando la higienización
del material original. La fase termofílica es alcanzada
más rápidamente por el tratamiento PL.
En el día 75 del proceso, ambos tratamientos parecían es-
tables. Sin embargo, al día 90, el tratamiento PL, mostró
un aumento de la temperatura, demostrando que aún que-
daba materia orgánica biodegradable presente. Cuando se
generaron condiciones de humedad óptimas, debido a los
volteos, los microorganismos aumentaron su actividad
metabólica, y se produjo el aumento de la temperatura en
las pilas. El análisis estadístico mostró que la media de
temperatura para T fue menor que para el tratamiento PL
(Figura 3 Anexo A).
Las pilas de lodos cloacales tratados con y sin pulpa de
café mostraron variaciones de humedad a lo largo del
proceso, en las que influyó la humedad relativa ambiental
de las condiciones climatológicas tropicales típicas del
país dado que, a pesar de que el ensayo fue realizado bajo
techo, las elevadas temperaturas desecan rápidamente la
superficie de las pilas (Figura 4 del anexo A). Cuando la
humedad descendió a menos de 40 % se debió agregar
agua y voltear las pilas (ver Figura 2). Se observó que
la humedad, medida con sensores, del tratamiento T fue
menor que la del tratamiento PL, lo cual sugeriría que la
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Vega, D., González-Polo, M. y Beily. M. Evaluación del co-compostaje de lodos cloacales con pulpa de café,
para su aprovechamiento en Costa Rica.
Tabla 3. Mediciones de tamaño en el tiempo por pila.
Día Dimensión T1 T2 T3 PL1 PL2 PL3
1 Alto (m) 0,105 1,02 1,00 0,93 0,94 0,93
Ancho (m) 0,160 1,65 1,57 1,60 1,68 1,66
Largo (m) 0,220 2,15 2,05 2,00 1,90 1,90
Volumen (m
3
) 3,69 3,62 3,22 2,93 3,00 2,93
13 Alto (m) 0,62 0,63 0,62 0,58 0,66 0,57
Ancho (m) 1,55 1,55 1,32 1,30 1,16 1,07
Largo (m) 1,62 1,60 1,37 1,60 1,53 1,58
Volumen (m
3
) 1,56 1,56 1,12 1,21 1,17 0,96
75 Alto (m) 0,40 0,40 0,33 0,48 0,44 0,45
Ancho (m) 0,94 1,02 0,99 0,93 0,91 0,90
Largo (m) 1,70 1,80 1,49 1,63 1,60 1,64
Volumen (m
3
) 0,64 0,73 0,49 0,73 0,64 0,66
150 Alto (m) 0,43 0,47 0,48 0,45 0,44 0,43
Ancho (m) 0,90 0,99 0,94 0,90 0,88 0,90
Largo (m) 0,90 1,00 1,00 1,00 0,90 0,90
Volumen (m
3
) 0,35 0,47 0,45 0,41 0,35 0,35
Nota: T: tratamiento testigo con lodo cloacal y restos de poda; PL: Tratamiento de lodos cloacales y restos de poda en co-digestión con
pulpa de café. T1, T2, T3, PL1, PL2, PL3 son la repetición de la pila según el tipo de tratamiento.
Tabla 4. Media y desviación estándar de porcentajes de reducción de volumen por tratamiento en las pilas.
Comparación
T % PL %
T Student
D1-D13 60,0±4,6 62,3±4,4 NS
D1-D75 82,4±2,5 77,1%±1,8 *
D1-D150 87,8±2,4 87,2%±1,6 NS
Nota: D1-D13 corresponde a la relación día uno con día trece, D1-D75 corresponde a la relación día uno con día setenta y cinco, D1-
D13 corresponde a la relación día uno con día ciento cincuenta. T: tratamiento testigo con lodo cloacal y restos de poda.; PL: tratamiento
de lodos cloacales y restos de poda en co-digestión con pulpa de café. Se indican diferencias significativas entre tratamientos para una
misma fecha (*= p<0,05), NS: no significativo.
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para su aprovechamiento en Costa Rica.
mezcla con pulpa de café conservaría mejor la humedad.
Este hecho es importante, sobre todo en climas tropicales,
ya que implica menos uso de agua para el humedecimien-
to y menos horas de trabajo en los volteos.
Evaluación de los lodos cloacales tratados
La velocidad a la que se logra la estabilización, y la cali-
dad del producto final dependen de la naturaleza del ma-
terial inicial y las condiciones del proceso de compostaje.
La tabla 5 muestra las características físico - químicas de
los tratamientos T y PL a lo largo del proceso; medidas en
el laboratorio. Se puede observar que, solamente el coe-
ficiente de variación del porcentaje de carbono, se acercó
al valor de 1, demostrando que el primer muestreo en PL
tiene la mayor dispersión de datos. Así mismo, se observó
que no existieron diferencias significativas entre los trata-
mientos T y PL para ninguno de los parámetros evaluados
durante los dos primeros muestreos. Sin embargo, en el
tercer muestreo el tratamiento con pulpa presentó mayor
porcentaje de humedad y de carbono (Ver tabla 5).Los
procesos de compostaje de T y co-compostaje de PL
iniciaron con pH cercano a 7 (muestreo 1), lo cual hace
creer que la población microbiana era variada. Durante
el compostaje de lodos el pH, generalmente cambia de
ligeramente básico a ligeramente ácido (Banegas et al.,
2007; Li et al., 2001). Sin embargo, en el presente estudio
se observó que el pH no se modificó en ninguno de los
tratamientos a lo largo del tiempo y, se mantuvo en el ran-
go de la neutralidad (T Student; T: p> 0,05 al comparar
los tiempos 1 y 3).
Así mismo, se pudo verificar que el agregado de material
ácido, como la pulpa de café (Hafner et al, 2018), no mo-
dificó el pH de la mezcla. El proceso de compostaje de T
y co-compostaje de PL no fue afectado por variaciones
en el pH y estuvo en el rango de la mayor actividad bac-
teriana (pH entre 6,0-7,5) y de hongos (pH entre 5,5-8,0)
(Román, 2013). Por lo cual, se pudo verificar que ambos
tratamientos se encontraron dentro del rango recomenda-
do para el proceso. Los tratamientos T y PL no presenta-
ron diferencias significativas entre sí para este parámetro
(ver Tabla 5).
La conductividad eléctrica (CE) aumentó ligeramente en
el tiempo entre un muestreo y otro (existiendo diferencia
significativa entre el muestreo 1 y 3 entre el mismo tra-
tamiento). Esta situación podría deberse a que, durante la
degradación de la materia orgánica disminuye la cantidad
de agua, aumentando la concentración de sales (Li et al,
2001).
En los datos puntuales del laboratorio se encontró mayor
conductividad eléctrica en las muestras finales, existien-
do diferencia significativa entre el muestreo 1 y 3 (T Stu-
dent, T: p > 0,05), esto se debe a la concentración de sales
Figura 1. Temperatura promedio diaria del proceso de compostaje de lodos cloacales con y sin pulpa de café.
Nota: *Las flechas color naranja indican los días de volteo y humedecimiento de las pilas.
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para su aprovechamiento en Costa Rica.
que se produce en las pilas debido a la disminución de la
masa durante el proceso de compostaje (indica tabla 4 la
reducción de volumen).
La conductividad elevada se asocia a fenómenos de fi-
totoxicidad en el compost por altas concentraciones de
sales, las cuales disminuyen la presión osmótica entre las
raíces de las plantas y el sustrato de crecimiento, por lo
que se ve afectada la disponibilidad de agua para la planta
(Bewley & Black, 1994 en Himanen & Hänninen, 2011).
La conductividad eléctrica de este producto debe de to-
marse en consideración, en conjunto con la composición
salina del suelo donde se aplicará la enmienda.
Varios autores discuten la validez de la relación C/N
como indicador de madurez, ya que ésta depende de la
relación inicial de la mezcla a compostar (Li et al., 2001).
En cuanto a la relación C/N inicial de la mezcla, se estimó
una relación cercana a 19 : 1, tomando en consideración
la relación del lodo (C/N = 6 : 1), el dato de bibliografía
para la pulpa de café (C/N = 29 : 1 en Cervantes et al.
2014) y el dato de bibliografía de restos de poda (C/N =
44 : 1 en Román et al. 2013). Por lo que se esperaba que la
relación C/N inicial determinada en laboratorio fuera más
alta, principalmente para el tratamiento de co-compostaje
PL (ver tabla 5).
Los valores de relación C/N recomendados al inicio del
compostaje se encuentran en el rango de 25: 1 – 35: 1,
los valores iniciales de la relación C/N de este estudio
no se encuentran en este rango. Esto puede deberse a que
las muestras fueron tamizadas en una malla n.8 (0,00238
m) previamente a la determinación de C y N en el labo-
ratorio. Dado que el estructurante es el que mayor aporte
de C realiza y, por su tamaño es excluido al someterse a
tamizado, la relación C/N de la muestra puede ser menor
a la esperada.
La relación C/N menor a un rango de 20: 1 - 25: 1 en el
producto final es requerida, para evitar la inmovilización
del nitrógeno en el suelo al que se aplique. Los valores
de relación C/N en ambos productos (T y PL) cumplen
este requisito, ya que en ambos tratamientos la relación
fue de 7,5: 1.
Es de destacar, además, que la relación C/N pudo haberse
alterado en este estudio debido a que las muestras fueron
secadas a una temperatura superior (353,15 K) a la reco-
mendada por protocolo (313,15 K). Pero esto subiría la
relación C/N, por lo que haber llevado mayor trazabilidad
al nitrógeno con sensores, o bien mayor cantidad de aná-
lisis de laboratorio, es una oportunidad de mejora.
En las Tablas 6 y 7 se observan los datos de los análisis
de nutrientes y cationes mayoritarios en los tratamientos
analizados a lo largo de los procesos de compostaje y
co-compostaje. Los nutrientes más importantes, nitróge-
no y fósforo, se encuentran entre los valores aceptados
para enmiendas estabilizadas (según el Reglamento Téc-
nico RTCR 485:2016. Sustancias químicas, fertilizantes y
enmiendas para uso agrícola).
Figura 2. Humedad promedio diaria del proceso de compostaje de lodos cloacales (T) y lodos cloacales con pulpa de café (PL).
Nota: *Las flechas color naranja indican los días de volteo y humedecimiento de las pilas.
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para su aprovechamiento en Costa Rica.
La transformación del nitrógeno durante el compostaje
es compleja y ocurre principalmente a través de proce-
sos tales como la mineralización, volatilización, nitrifica-
ción, inmovilización y desnitrificación (Haug, R. 1995).
El amonio se puede volatilizar como amoníaco debido a
altas temperaturas, a un pH mayor a 7,5; o inmovilizarse
en los cuerpos de los microorganismos evitando la pérdi-
da de nitrógeno. Por lo general, el contenido de nitrógeno
suele disminuir a lo largo del proceso de compostaje, ya
que prevalece la volatilización de los compuestos del ci-
clo del nitrógeno, facilitado por las altas temperaturas am-
bientales del sitio de ensayo. En todas las pilas se observó
una disminución de nitrógeno total (método Dumas) en el
tiempo, (ver tabla 6 al comparar los porcentajes entre el
muestreo 1 y 3, T Student; p<0,05).
PoPor lo anterior, en el presente estudio, se debieron in-
cluir mediciones del nitrógeno en su forma del ión amo-
nio, pero debido a distintas situaciones causadas princi-
palmente por la emergencia por el covid-19 no se pudo
medir. Con estos datos se hubiese podido tener mayor
información respecto a qué sucedió en las pilas, ya que
se esperaba pérdida de amonio debido a la baja relación
C/N inicial.
En la tabla 6. (también se puede ampliar detalle en la tabla
2B del anexo B), se puede observar que estadísticamente
no se evidenciaron diferencias entre los tratamientos en
los distintos muestreos para ninguno de los compuestos
evaluados (P, N, K, Ca, Mg, S).
El proceso de compostaje puede concentrar o diluir los
metales en el producto final. La disminución de las can-
tidades de metales se encuentra asociada la pérdida por
lixiviación durante el proceso (por los riegos sucesivos).
Así mismo, también puede darse el fenómeno de concen-
tración vinculado a la disminución de la masa producida
al final del proceso. Es por ello que, surge la necesidad
de obtener más datos cuantitativos sobre la especiación
de metales pesados en lodos de depuradora durante el
compostaje, que hubiera representado mejor la evolución
de las pilas. El contenido de los metales pesados medi-
dos (ver tabla 6) se encuentra por debajo de los límites
máximos permitidos para enmienda según el Reglamento
Técnico RTCR 485:2016. Es importante destacar que los
metales pesados no están dentro de los parámetros nor-
mados para el cumplimiento del reglamento para el ma-
nejo y disposición de lodos y biosólidos en CR N° 39316-
S (Gobierno de la República de Costa Rica, 2015), pero
sí en el Reglamento Técnico RTCR 485:2016 Sustancias
Químicas, Fertilizantes y Enmiendas para uso agrícola,
tolerancias y límites permitidos para la concentración de
los elementos contaminantes N° 39994-MAG (Gobierno
de la República de Costa Rica, 2016).
De los metales medidos, el boro no presentó diferencias
significativas entre tratamientos T y PL en el muestreo
final (3). Sin embargo, para los otros metales evaluados
sí se observó diferencia significativa entre los dos trata-
mientos evaluados (Tabla 7.). Con respecto al Boro, pudo
observarse una disminución de 87% para PL y 48% para
T en los muestreos finales respecto al inicial. Así mismo,
el tratamiento T presentó un aumento del 6% en el Mn
inicial respecto a final y PL un 13% de aumento de Zn
inicial respecto a final. Al analizar las concentraciones de
hierro se evidenció la presencia de altas concentraciones
Tabla 5. Características físicoquímicas de los diferentes tipos de tratamientos de pilas de lodo con y sin pulpa de café a lo largo de los
procesos de compostaje y co-compostaje.
Muestreo Tratamiento
% H
2
O mS cm
-1
% Relación
HUM
Prom CV
pH CE C CV C/N
1
PL 51,6±19,6a 0,38 7,4±0,3 a 6,7±2,2 a 17,8±10,4a 0,58 9,4±0,7a
T 63,6±7,9a 0,12 7,1±0,2 a 4,8±0,4 a 17,9±2,4a 0,13 8,4±0,6 a
2
PL 39,7±15,3a 0,38 7,4±0,4 a 9,3±2,3 a 13,9±4,6a 0,33 7,9±0,8 a
T 43,7±3,4a 0,08 6,2±0,1 a 9,9±0,2 a 12,9±4,3a 0,33 7,5±0,1 a
3
PL 43,1±9,4a 0,22 6,0±1,1 a 11,2±0,5 a 14,2±1,3a 0,09 7,5±0,2 a
T 30,9±2,2b 0,07 6,6±0,4 a 12,9±1,7 a 11,2±2,0b 0,18 7,5±0,1 a
Nota: T: tratamiento testigo con lodo cloacal y restos de poda; PL: Tratamiento de lodos cloacales y restos de poda en co-compostaje
con pulpa de café. El ensayo uno corresponde a la semana uno, el ensayo 2 corresponde a la semana diez y el ensayo 3 corresponde
a la semana veinte del proceso de tratamiento. Se indican medias y desvío estándar, y diferencias significativas entre tratamientos
(T Student p>0,05 para CE y pH, comparación de coeficiente de variación para humedad y C) con letras minúsculas.
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para su aprovechamiento en Costa Rica.
de este compuesto en las pilas de compostaje (Tabla 7.).
Esta situación, puede explicarse debido a que el hierro es
utilizado como agente químico para la precipitación del
lodo previo al secado en la PTAR (Himanen & Hänninen,
2011).
La tabla 8 muestra los valores de patógenos hallados du-
rante los muestreos realizados. En la semana 10, luego
de la fase termofílica, aún se evidenciaba presencia de
coliformes fecales en las pilas evaluadas. Sin embargo, el
rango observado se encontró por debajo del límite estipu-
lado en la legislación nacional (Reglamento N° 39316-S
para el Manejo y Disposición Final de Lodos y Biosóli-
dos) para su clasificación como compost tipo A (debajo
de 2000 UFC/g). El análisis se repitió a la semana 20 dan-
do valores muy bajos de coliformes fecales. Así mismo,
en la semana 20 se analizó la presencia de Salmonella
spp. y Helmintos, y los resultados demostraron ausencia
de ambos organismos cumpliendo con los límites estipu-
lados por la legislación costarricense; según la clasifica-
ción de la EPA, en lo referido a patógenos, estos lodos
se encuadraban dentro de la clase A (ver tabla 9.). En el
reglamento costarricense no se estipula la prueba de Sal-
monella spp., sin embargo, en la mayoría de la legislación
internacional este parámetro es utilizado como requisito
para poder utilizar la enmienda.
Las temperaturas en el centro de las pilas de tratamien-
tos se mantuvieron por encima de los 318,15 K (45°C)
al menos nueve días (ver figura 1), lo que posibilitó la
inactivación de patógenos presentes (Kone, et al., 2007).
Se concluye, que, para ambos tratamientos, la fase termo-
fílica fue efectiva para la higienización del material.
Ambos tratamientos muestran una tasa de liberación de
CO2 por debajo de los 120 mg CO2 kg-1 h-1, límite es-
tablecido para considerar una muestra estable (ver tabla
10). Este decaimiento en la producción de CO2 está aso-
ciado a la disminución de la actividad biológica producto
del agotamiento del C fácilmente degradable. Por lo ex-
puesto, puede observarse que ambos tratamientos alcan-
zaron la estabilidad biológica, sin embargo, el tratamien-
to PL, presentó valores de liberación de CO2 significati-
vamente menores que el tratamiento T. Esto sugiere que
el tratamiento PL, presentó mayor estabilidad que el T,
demostrando que la adición de otro co-sustrato favoreció
la evolución de este parámetro.
El ensayo de respiración dió una desviación estándar de
47,9 CO2 Kg-1 d-1 para las pilas del tratamiento T y, para
las pilas del tratamiento PL una desviación de 12,7 mg
CO2 Kg-1 d-1; la cual es una desviación grande para las
pilas testigo y dista de tener uniformidad en los datos,
en las pilas con tratamiento por co-compostaje se encon-
traron datos más cercanos. Sin embargo, para encontrar
mayor uniformidad en los datos se deberían de considerar
sólo los datos de las pilas dos y tres.
Tabla 6. Medias y desviación estándar de nutrientes y cationes mayoritarios en las muestras de las pilas para los tratamientos a lo largo
de los procesos de compostaje y co-compostaje.
Muestreo Tratamiento
(% masa/masa)
N P Ca Mg K S
1
PL 1,91±1,12a 0,44±0,20a 1,99±0,38a 0,42±0,04a 0,78±0,52a 0,37±0,16a
T 2,13±0,14a 0,59±0,04a 1,64±0,60a 0,37±0,06a 0,28±0,03a 0,43±0,05a
2
PL 1,74±0,44a 0,49±0,08a 1,94±0,21a 0,46±0,01a 0,97±0,44a 0,38±0,05a
T 1,32±0,44a 0,34±0,02a 1,47±0,21a 0,38±0,05a 0,45±0,21a 0,32±0,02a
3
PL 1,88±0,22a 0,48±0,13a 1,41±0,16a 0,36±0,06a 0,57±0,35a 0,40±0,07a
T 1,48±0,26a 0,34±0,03a 1,58±0,05a 0,41±0,01a 0,68±0,21a 0,29±0,02a
Nota: T: tratamiento testigo con lodo cloacal y restos de poda; PL: Tratamiento de lodos cloacales y restos de poda en co-compostaje
con pulpa de café. El muestreo uno corresponde a la semana uno, el muestreo 2 corresponde a la semana diez y el muestreo 3 corres-
ponde a la semana veinte del proceso de tratamiento. Se indican las diferencias significativas (T Student p<0,05) entre tratamientos para
un mismo muestreo con letras.
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Tabla 7. Medias y deviación estándar de nutrientes y metales pesados en las muestras de las pilas para los tratamientos a lo largo de los
procesos de compostaje y co-compostaje.
Muestreo Tratamiento
(mg kg
-1
)
Fe Cu Zn Mn B
1
PL
22 703,33
±11 992,71 a
90,67
±10,26a
404,00
±201,08 a
356,67
±81,00 a
90,00
±14,42 a
T
23 151,67
±2 279,34 b
99,00
±5,20 a
562,67
±41,00 b
335,00
±75,72 a
34,33
±46,48 b
2
PL
24 023,67
±3 337,35 a
95,33
±13,32 a
403,00
±103,44 a
385,67
±47,44 a
26,67
±5,69 a
T
27 034,00
±3 723,50 b
82,67
±2,52 b
295,00
±8,54 b
409,67
±6,35 b
19,33
±4,73 a
3
PL
21 027,33
±4 600,93 a
94,3
3±10,60 a
487,33
±177,55 a
258,67
±95,55 a
11,33
±6,66 a
T
25 684,33
±1 891,74 b
83,33
±6,81 b
295,0
±41,58 b
358,33
±2,52 b
18,00
±1,73 a
Nota: T: tratamiento testigo con lodo cloacal y restos de poda; PL: Tratamiento de lodos cloacales y restos de poda en co-compostaje
con pulpa de café. El muestreo uno corresponde a la semana uno, el muestreo 2 corresponde a la semana diez y el muestreo 3 corres-
ponde a la semana veinte del proceso de tratamiento. Se indican las diferencias significativas (T Student p<0,05) entre tratamientos para
un mismo muestreo con letras.
Tabla 8. Determinaciones microbiológicas en las muestras de pilas de tratadas con lodo cloacal y restos de poda con pulpa de café (PL)
y sin pulpa de café (T).
Tratamiento
Coliformes fecales
10 semanas
(NMP g
-1
)
Coliformes fecales
20 semanas
(NMP g
-1
)
Salmonella
20 semanas
Helmintos
20 semanas
PL 920 < 2 Negativo Negativo
T 970 < 2 Negativo Negativo
Nota: * Se considera negativo en salmonella y helmintos la ausencia total de estos microorganismos.
Tabla 9. Parámetros de cumplimiento según la legislación de biosólidos.
País Parámetros
Tipo de biosólido
Clase A Clase B
Costa Rica
Humedad máxima 75%
Coliformes fecales (UFC, g
-1
) 2 000 2 x 10
6
Rango de pH 5 - 12,
huevos de helmintos 1 10
Argentina
Salmonella (NMP , 4 g MS
-1)
< 3 10
Coliformes fecales (UFC, g
-1
) < 1 000 <2 x 10
6
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para su aprovechamiento en Costa Rica.
La tabla 11 muestra los resultados encontrados para el
ensayo de madurez. Se analizaron estadísticamente los
datos de tratamientos en el programa minitab y se ob-
tuvieron diferencias significativas con el tratamiento de
co-compostaje PL al agrupar información por el méto-
do de Tukey, con intervalos de confianza del 95%. Los
resultados indican que el tratamiento T posee un índice
de germinación (IG) significativamente menor al trata-
miento PL. Sin embargo, ambos tratamientos presentaron
valores de IG superiores a 80%. Por lo que, el producto
final de ambos tratamientos llegó a la madurez y se pue-
den usar como enmiendas de suelos.
Diversos estudios establecen que los compost con un índi-
ce de germinación (IG) superior a 80% son aptos para su
uso en agricultura (Rizzo, 2020; Mazzarino et al., 2012).
Así mismo, se realizó el análisis estadístico con los resul-
tados del GRS (la germinación relativa de la semilla) y el
CRS (crecimiento relativo de la raíz de la semilla). Los
resultados no muestran diferencias significativas entre
tratamientos para GRS y CRS.
Es importante mencionar que la legislación costarricense
respecto a la evaluación de lodos tratados se encuentra
desactualizada. Por lo cual debería evaluarse su actuali-
zación, con el n de incluir más parámetros de evaluación
que son de gran importancia, como son la presencia de
Salmonella, la estabilidad y madurez (ver tabla 9).
Los resultados encontrados en este trabajo muestran que
el agregado de un co-sustrato (la pulpa de café), además
de los restos de poda triturados (el estructurante más uti-
lizado habitualmente), mejoró en ciertos parámetros, el
proceso de estabilización de lodos cloacales. Por lo que
el co-compostaje se puede seguir replicando en el país y
se pueden probar otros tipos de co-sustratos. Las mejoras
observadas durante el proceso son: que alcanza tempera-
turas de etapa termofílica más rápidamente, que el conte-
nido de algunos metales pesados es menor, y que presenta
mayor estabilidad, así como mejores indicadores (IG) de
madurez de la enmienda. El co-compostaje de lodos cloa-
cales en mezcla con pulpa de café cumple parámetros de
calidad para su uso como enmiendas siendo clasificado
como clase A según los parámetros de la U.S.EPA, sin
tener mayores diferencias con el tratamiento testigo. Fi-
nalmente, es de resaltar el beneficio ambiental del apro-
vechamiento de la pulpa de café en un país productor de
café incentivando así la economía circular al usar estos
subproductos y darles un uso beneficioso.
Tabla 10. Datos promedio y desviación estándar del ensayo de respiración en los dos tratamientos.
Pila
Tasa promedio
mg CO
2
kg
-1
h
-1
Coeciente de variación
T 117,0± 47,9 a 0,4
PL 98,3 ± 12,7 b 0,1
Nota: T: tratamiento testigo con lodo cloacal y restos de poda; PL: Tratamiento de lodos cloacales y restos de poda en co-compostaje
con pulpa de café. Se indican diferencias significativas entre tratamientos.
Tabla 11. Germinación relativa, Crecimiento relativo e Índice de germinación del compost final.
Tratamiento GRS CRS IG
PL 96,67± 5,77 112,63± 15,81 109,47± 21,02 a
T 103,70± 6,42 89,79± 10,52 93,13± 12,15 b
Nota: Media y desvío estándar de T: tratamiento testigo con lodo cloacal y restos de poda; PL: Tratamiento de lodos cloacales y restos
de poda en co-compostaje con pulpa de café. Se indican con letras distintas diferencias significativas según T Student entre tratamientos
(p<0.05).
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Vega, D., González-Polo, M. y Beily. M. Evaluación del co-compostaje de lodos cloacales con pulpa de café,
para su aprovechamiento en Costa Rica.
Conclusiones
• Hipótesis 1, se concluye que el co-compostaje de
lodos cloacales con restos de poda solos (T) y en mez-
cla con pulpa de café (PL) es efectivo para estabilizar
los lodos de manera que cumplan con los parámetros
para una enmienda segura, con la clasificación de se-
gún biosólidos clase A, según la legislación nacional
y parámetros de la US. EPA.
• Hipótesis 2, se concluye que no se encontró que
el tratamiento con pulpa de café alcance mejores ca-
racterísticas del producto final que en un tratamiento
sin pulpa de café. Ambos tratamientos logran un bio-
sólido estable y maduro para su posterior uso agrí-
cola. Respecto a la calidad en cuanto a la cantidad
de nutrientes se considera una enmienda que contiene
una composición aprovechable en el mejoramiento de
suelos.
• Al contrastar el tratamiento de los lodos en pilas
aeróbicas mezclados con pulpa de café como co-sus-
trato respecto al tratamiento de solo lodos con restos
de poda triturados, si bien no se encontraron diferen-
cias significativas durante la elaboración del co-com-
postaje se pueden destacar algunas mejoras. Por
ejemplo, durante el proceso en el PL se obtuvieron
mayores temperaturas y se alcanzó la fase termofílica
más rápidamente que en el tratamiento T, lo cual de-
muestra una ventaja. Así también, las condiciones de
humedad a lo largo del proceso de compostaje gene-
raron condiciones óptimas para que los microorganis-
mos aumentaron su actividad metabólica y hace que
las pilas PL requieran de menos volteos si se conside-
rara la toma de decisiones solamente con el monitoreo
del proceso con los sensores.
• Si bien ambos compost presentan valores de IG
por encima del límite establecido por la normatividad,
el compost de lodos con pulpa presenta mayores va-
lores en el índice de germinación, lo que podría signi-
ficar que la calidad final de los compost obtenidos es
mejor en el tratamiento PL.
• Los nutrientes como el nitrógeno y fósforo se en-
cuentran entre los valores aceptados para enmiendas
estabilizadas. Los valores para nutrientes y minerales
son estadísticamente iguales entre el muestreo inicial
y final, para los tratamientos T y PL; a excepción del
Fe, B, Mn y Zn. El T presentó un aumento del 6% en
el Mn del muestreo inicial respecto al final y PL un
13% de aumento de Zn en el muestreo inicial respec-
to al final, pero se tiene menos Fe y B en los mues-
treos finales. El contenido de metales pesados sólo se
pudo evaluar para Zn y Cu, quedando por debajo de
los límites permitidos por las normas. Se encontraron
concentraciones altas de hierro en las pilas de com-
postaje (por encima de los 20 000 % m/m ). Entre los
elementos medidos existen diferencias significativas
entre tratamientos en el muestreo final para todos los
metales medidos excepto el B.
• Por todo lo expuesto, se concluye que los lodos
cloacales generados en la PTAR de la ESPH pueden
considerarse un producto aprovechable. Por lo cual,
co-compostar la pulpa de café con lodos cloacales y
chip de poda, brinda tanto a la ESPH como a unas
empresas cafeteras, la oportunidad de obtener una
enmienda a partir de dos residuos por los cuales, en
la actualidad, pagan para darle disposición final ade-
cuada.
• Se recomienda que a futuro se coloquen sensores
para el contenido de nutrientes y de metales pesados,
para que logren generar mayor cantidad de datos, así
como realizar investigaciones usando mayores por-
centajes de pulpa de café que impulsen a futuro el
uso de residuos agroindustriales en los procesos de
co-compostaje y en la recuperación de suelos agríco-
las.
Agradecimientos
Primeramente, gracias a Dios. También a los investigado-
res Maria Julia Mazzarino, Nicolás Riera y Ana Lorena
Arias. A Don Luis Rojas y Dere Elizondo de la UTN, por
su apoyo prestando el laboratorio de CB y refrescamiento
del uso de minitab respectivamente.
También a personal de la ESPH, los operadores, así como
a los ingenieros Luis Navarro y Ángel Hernández. A Oc-
tavio Rojas que me sugirió instalar equipo de automati-
zación y me colaboró demasiado con ello, a las hermanas
Arling y Angélica Reyes que nos ayudaron con el mon-
taje inicial de las pilas junto al operador de la PTAR. Y
por último a Jonathan Rodríguez, a quién se le ha quitado
mucho tiempo de pareja en este proceso por estar en la-
bores académicas en tiempo no laboral, gracias por todo
el apoyo de siempre.
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Tipo de
análisis
Método Descripción
Momento de
muestreo
Referencia
pH Método
potenciométrico
Se pesa 0,004 kg de muestra y
realiza un extracto 1:10, se utiliza
electrodo electroquímico de vi-
drio marca HANNA Instruments
modelo HI10 530
Semana
1, 10 y 20.
USDA, USCC, 2 001.
CE Método
electrométrico
Mismo extracto para medir pH,
con medidor de conductividad.
Semana
1, 10 y 20.
USDA, USCC, 2 001.
%H Método gravimétrico
con pérdida de masa
por secado.
Se pesa aproximadamente 0,0010
kg del material, se registra el dato
de peso fresco y se ingresa a la
estufa a 383,15 K (110°C) por al
menos 24 horas (hasta alcanzar
peso constante).
Semana
1, 10 y 20.
USDA, USCC, 2 002.
Técnicas para análisis
de compost. Universidad
Nacional del Comahue.
* sensores de humedad
para abono orgánico
C, N. Relación Carbono:
Nitrógeno
Método de Dumas
Método 4 500-N
Semana
1, 10 y 20.
Método 4 500-N del
Standard Methods for the
examination of water and
wastewater. 23rd ed.
P, Ca, Mg,
K, Cu, Fe,
Zn, Mn, B, S
Digestión húmeda
con HN
3
y espectro-
fotometría de emisión
óptica.
Con espectrofotómetro de emi-
sión óptica ICP-Plasma
Semana
1, 10 y 20.
USDA, USCC, 2 002.
Lachat Instruments. 2008.
Coliformes
Fecales
NMP Determinación de coliformes
fecales por la técnica de tubos
múltiples.
Semana
10 y 20.
Standard methods for the
examination of water and
wastewater. 23rd ed.
Salmonella
Método 9 260-B Medio comercial de la marca
“Biomerieux”
Semana
20.
Standard methods for the
examination of water and
wastewater. 23rd ed.
Huevos de
helmintos
Técnica de Telemann. Con 0,004 kg de muestra en peso
seco.
Semana
20.
Standard methods for the
examination of water and
wastewater. 23rd ed.
Test de ma-
durez
Técnica de Telemann. Con 0,004 kg de muestra en peso
seco.
Semana
20.
Standard methods for the
examination of water and
wastewater. 23rd ed.
Test respiro-
métrico
Ensayo de germina-
ción
Según adaptación de M.C. Le-
conte
(2 011) utilizando semillas de
pepino.
Semana 20.
Técnicas para análisis
de compost. Universidad
Nacional del Comahue.
Anexos
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para su aprovechamiento en Costa Rica.
Evaluación del lodo cloacal tratado.
Tabla 1B. Análisis estadístico de metales y elementos traza en las muestras de las pilas con dos tratamientos a lo largo del
proceso de compostaje.
Muestreo Dato
% masa/masa ±0,03 mg kg
-1
±0,03
N P Ca Mg K S Fe Cu Zn Mn B
1
CV PL 0,59 0,45 0,19 0,08 0,67 0,42 0,53 0,11 0,50 0,23 0,16
CV T 0,07 0,07 0,37 0,18 0,12 0,12 0,10 0,05 0,07 0,23 1,35
Z 0,34 0,53 0,62 0,31 1,16 0,23 6,50 3,67 17,66 3,00 12,35
2
CV PL 0,25 0,17 0,11 0,01 0,46 0,14 0,14 0,14 0,26 0,12 0,21
CV T 0,33 0,04 0,14 0,14 0,46 0,05 0,14 0,03 0,03 0,02 0,24
Z 0,78 0,79 1,26 0,55 1,11 0,40 62,05 5,51 17,68 5,67 3,94
3
CV PL 0,12 0,27 0,12 0,16 0,62 0,17 0,22 0,11 0,36 0,37 0,59
CV T 0,18 0,09 0,03 0,03 0,31 0,08 0,07 0,08 0,14 0,01 0,10
Z 1,01 0,63 0,63 0,33 0,24 0,61 100,10 4,57 22,50 17,43 3,99