COMPOST APTO COMO FERTILIZANTE O SUBSTRATO PARA VEGETALES Y PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN.

La presente invención describe un compost obtenido a partir de la mezcla de restos leñosos,

lodos de EDAR, hierba u hojarasca y cenizas de combustión de biomasa en unos porcentajes determinados, tras un proceso de digestión aerobia. El producto obtenido presenta una composición concreta y homogénea independiente de los porcentajes de los compuestos que se han utilizado en su obtención, dentro del margen reivindicado. El compost de la presente invención puede ser utilizado como fertilizante o substrato para vegetales mejorando la eficiencia de otros compost comerciales.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200930342.

Solicitante: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: NUÑEZ DELGADO,AVELINO, ESTÉVEZ SCHWARZ,IRIS, SEOANE LABANDEIRA,SOCORRO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C05F15/00 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C05 FERTILIZANTES; SU FABRICACION.C05F FERTILIZANTES ORGANICOS NO CUBIERTOS POR LAS SUBCLASES C05B, C05C, p. ej. FERTILIZANTES A PARTIR DE DESECHOS O DESPERDICIOS. › Mezclas de fertilizantes cubiertos por más de uno de los grupos principales C05F 1/00 - C05F 11/00; Fertilizantes obtenidos a partir de mezclas de productos de partida, estando cubiertos todos los productos de partida por la presente subclase pero no por el mismo grupo principal.
  • C05F17/00 C05F […] › Preparación de fertilizantes caracterizada por la etapa de preparación industrial del compost.
COMPOST APTO COMO FERTILIZANTE O SUBSTRATO PARA VEGETALES Y PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN.

Fragmento de la descripción:

Compost apto como fertilizante o substrato para vegetales y procedimiento de obtención.

Campo técnico de la invención El compost de la invención está comprendido en el campo del tratamiento, reciclado y valorización de biosólidos. En concreto en el de los substratos y mejoradores de suelo de los compost orgánicos obtenidos a partir de productos de deshecho.

Antecedentes de la invención En la actualidad se generan ingentes cantidades de distintos residuos orgánicos. Algunos de ellos son restos vegetales derivados de las labores de poda, siega y mantenimiento general de jardines urbanos. La eliminación directa de estos restos se encuentra con ciertos problemas, como el transporte hacia enclaves apropiados donde puedan ser sometidos a combustión, que además ésta conlleve suficiente rendimiento energético y que desde el punto de vista medioambiental se pueda valorar como pertinente. El eventual intento de reciclar o aprovechar directamente estos materiales como fertilizantes para vegetales es problemático a causa de su heterogeneidad física y química, y de su falta de equilibrio nutricional, junto con la escasa disponibilidad de nutrientes a corto plazo. En muchos casos, a falta de un mejor aprovechamiento el destino de estos materiales es el vertedero. En ocasiones este problema también se da con restos vegetales de procedencia no urbana, situación que afecta a parte de la biomasa vegetal residual de áreas rurales y montes. De modo que el reciclaje directo de restos vegetales como los generados a raíz de labores de poda, siega y mantenimiento general de zonas verdes urbanas o restos de biomasa residual de origen rural, es en la actualidad problemático por poco eficiente.

Del mismo modo, los lodos residuales, como los procedentes de Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR) , son residuos orgánicos preocupantes. Desde hace décadas se ponen en práctica distintas alternativas para su tratamiento pero siguen necesitando vías de aprovechamiento y de reciclaje lo más efectivas posibles. Comparables a ellos, en cierta medida, son algunos purines o las fracciones pastosas de diferentes excretas de origen ganadero. Los lodos de EDAR siguen en constante aumento, con creciente peso de las normativas que obligan a depurar las aguas residuales de núcleos de población cada vez más pequeños. Es un problema permanente el poder tratar dichos lodos adecuadamente de modo que se disminuyan las molestias sensoriales y los riesgos de efectos negativos sobre la salud de las poblaciones y la salubridad del entorno ambiental.

Para diferentes residuos orgánicos, solos o mezclados adecuadamente, existen distintas vías de tratamiento. Una de ellas es la digestión aerobia, dirigida a lograr un producto final a modo de compost potencialmente reciclable como fertilizante agronómico. En la práctica, y según de qué residuos se trate, su frecuente heterogeneidad puede dar lugar a que el producto final no reúna toda la calidad que favorecería su valorización y posterior demanda para su empleo agronómico si no se emprenden medidas complementarias para subsanar esa dificultad.

Por otro lado, el destino mayoritario de las cenizas derivadas de la combustión de biomasa, procedentes por ejemplo de plantas de cogeneración de energía como las de diversas factorías madereras, es la acumulación en lugares destinados al efecto por las propias factorías o bien en vertederos. Esto implica un fin improductivo y que además supone costes para las empresas afectadas ya que las cantidades y volúmenes generados siguen siendo hoy en día muy importantes. Persiste en la actualidad la búsqueda de alternativas en ámbitos variados que faciliten el uso valorizante de este material, teniendo en cuenta especialmente sus características de elevada alcalinidad y su contenido en nutrientes para los vegetales. En este sentido, Demeyer hace una recapitulación de las características físicas y químicas más comúnmente encontradas en las cenizas de combustión de biomasa (Demeyer A., Voundi J.C. & Verloo M.G.: "Characteristics of wood ash and influence on soil properties and nutrient uptake: an overview". Biores. Technol., 2001, 2 77 (3) : 287-295) . Analiza los efectos más destacables sobre las propiedades de los suelos receptores, también en lo relativo a la absorción por parte de los vegetales de los nutrientes que aportan las propias cenizas y de aquellos ya presentes en el suelo que se hacen más disponibles para su absorción al producirse modificaciones de propiedades como el pH. Esta publicación no estudia sin embargo la aplicación de ningún tipo de compost al suelo, como la presente invención.

Se buscan alternativas o se ensayan vías en ámbitos variados que faciliten el uso valorizante de estas cenizas, tanto aplicándolo sobre terrenos que se puedan beneficiar de su elevada alcalinidad y de su contenido en nutrientes para los vegetales (Krejsl J.A. & Scalon T.M.: "Evaluation of benefical use of woodfired boiler ash on oat and bean growth". J. Environ Qual., 1996, 25: 950-954; and Someshwar A.V.: "Wood and combination wood-fired boiler ash characterization". J. Environ Qual., 1996, 25: 962-972) como en el sector de la construcción, basamentos de carreteras o en la industria cerámica. De nuevo ninguna de las publicaciones anteriores estudia su añadido a un compost y tratamiento del mismo.

Hasta la fecha han sido registrados o publicados los detalles de distintos sistemas de tratamiento, valorización y reciclaje de lodos residuales, cenizas de combustión de biomasa, restos vegetales y de otros residuos. Estos procedimientos se alejan de la presente invención porque no contemplan en absoluto fases de digestión aerobia o compostaje, tanto si se centran en alguno de los residuos empleados de manera aislada como si se contempla alguna combinación de dos o más ingredientes residuales, o si se acude a combinaciones de uno o más residuos con productos comerciales no residuales, como los encalantes convencionales del tipo de la cal viva.

La solicitud ES 2192144 describe procedimientos de mezclado técnico de lodos y cenizas de combustión de biomasa con el fin de que dicho mezclado simple facilite el tratamiento y su posterior reciclaje agronómico. Esta patente mezcla los dos componentes obteniendo un producto de una consistencia, contenido en humedad y manejabilidad mejoradas con respecto a los lodos por sí solos. El pH de los lodos se ve incrementado como resultado de ser mezclados con las cenizas, lo que contribuye a su valorización y estabilización ya que se favorece la eliminación de microorganismos patógenos. Sin embargo, dicha patente no contempla que dichas mezclas sean sometidas a procesos adicionales de digestión aerobia y tampoco comprende todos los componentes necesarios para obtener un compost de la presente invención.

Los procesos genéricos esenciales de los procedimientos de digestión aerobia son conocidos en la técnica, y tienen por finalidad lograr como producto final un compost a partir de productos residuales. Se han registrado diferentes patentes al respecto. Por ejemplo, la patente ES2063678 o la patente ES6725766, cuya principal diferencia con la presente invención es que no incorporan cenizas de biocombustión.

En algunas ocasiones, entre dichos productos residuales sí se han incluido cenizas derivadas de la combustión del carbón. Se han usado cenizas de combustión de carbón de centrales eléctricas en mezclas de materiales orgánicos y minerales con el fin de dar lugar a fertilizantes. Debe señalarse que las cenizas de combustión de carbón presentan características netamente alejadas de las cenizas de combustión de biomasa utilizadas en la presente invención. Tanto los contenidos de materia orgánica como las concentraciones de nutrientes, rangos de variación del pH y distribución del tamaño de partícula, entre otras particularidades, hacen a las cenizas de combustión de biomasa mucho más apropiadas que las cenizas de carbón para la obtención de compost. Así, se han llevado a cabo estudios experimentales relacionados con fases del compostaje de mezclas integradas por lodos de EDAR y cenizas de combustión de carbón (Fang, M, Wong, MH, Wong, JWC: "Digestión activity of thermophilic bacteria isolated from ash-amended sewage sludge compost". WATER AIR AND SOIL POLLUTION, 2001, 126, 1-2: 1-12) . En este tipo de compostaje lo más frecuente es encontrarse con que las cenizas provoquen que decrezca la actividad microbiana durante la fase termófila, con lo que el resultado final no es bueno. En todo caso, dicho estudio experimental se limita a buscar y testar determinados microorganismos que hagan menos probable el fracaso en el compostaje de las...

 


Reivindicaciones:

1. Un compost apto como fertilizante o substrato para crecimiento vegetal caracterizado porque comprende las características siguientes: pH= 7, 0 ± 0, 6; materia orgánica .

35. 45% respecto a peso seco; C total .

18. 35% respecto a peso seco;

N total (Kjeldahl) = 1 -2, 5% respecto a peso seco; C/N = 12-20;

P2O5 = 7500 -12000 mg kg-1 respecto a peso seco;

K2O= 7000 y 12500 mg kg1 respecto a peso seco;

CaO = entre 17000 y 25000 mg kg-1 respecto a peso seco;

MgO = entre 3000 y 5900 mg kg-1 respecto a peso seco.

2. Un compost según la reivindicación 1, en el que el pH está comprendido entre 6, 9 y 7, 6.

3. Un compost según la reivindicación 1, en el que el contenido de carbono está comprendido entre el 18 y el 30% respecto a peso seco.

4. Un compost según la reivindicación 1, en el que el contenido de nitrógeno está comprendido entre 1 y 2% expresado respecto a peso seco.

5. Un compost según la reivindicación 1, en el que la relación C/N está comprendida entre 14 y 19, 9.

6. Un compost según la reivindicación 1, en el que el contenido de P2O5 está comprendido entre 8500 y 10600 mg kg-1 respecto a peso seco.

7. Un compost según la reivindicación 1, en el que el contenido de K2O está comprendido entre 8000 y 11900 mg kg-1 respecto a peso seco.

8. Un compost según la reivindicación 1, en el que el contenido de CaO está comprendido entre 19000 y 23000 mg kg-1 respecto a peso seco.

9. Un compost según la reivindicación 1, en el que el contenido de MgO está comprendido entre 3500 y 5100 mg kg-1 respecto a peso seco.

10. Procedimiento de obtención de un compost según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende: a) mezcla de componentes residuales que incluyen cenizas de combustión de biomasa; y b) digestión aerobia.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por que dichos componentes residuales comprenden restos arbóreos y/o arbustivos triturados, lodos de EDAR, hojarasca y cenizas de combustión de biomasa.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado por que dichos restos arbóreos y/o arbustivos están comprendidos en un porcentaje de 40% a 60%, dichos lodos de EDAR están comprendidos en un porcentaje de 5% a 20%, dichas hojarasca está comprendida en un porcentaje de 20% a 40% y dichas cenizas de combustión de biomasa están comprendidas en un porcentaje de 5% a 20%, expresados en relación a volumen inicial ocupado.

13. Procedimiento según las reivindicaciones 11 ó 12, en el que dichos lodos de EDAR están sustituidos por fracciones pastosas de purines o excretas ganaderas.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 11 a 13, en el que dicha hojarasca está total o parcialmente sustituida por hierba.

15. Uso de un compost según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la fabricación de un producto apto como fertilizante o substrato para crecimiento vegetal en invernadero.

16. Uso de un compost según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la fabricación de un producto apto como regenerador de zonas degradadas.

ES 2 362 773 Bl

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

Nº solicitud: 200930342

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 23.06.2009

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : C05F15/00 (2006.01) C05F17/00 (2006.01)

DOCUMENTOS RELEVANTES

Categoría Documentos citados Reivindicaciones afectadas X CAMPBELL, A.G.R. et al. Wood ash as an amendment in municipal sludge and yard waste composting processes. Compost Science and Utilization. 1997. Vol. 5, Nº . 1, página.

6. 73. ISSN 1065-657X. Resumen de la base de datos BIOSIS. Recuperado de EPOQUE. Número de acceso: PREV199799470888. 1-16 X KUBA, T. et al. Wood ash admixture to organic wastes improves compost and its performance. Agriculture, Ecosystems and Environment. 01.08.2008. Vol. 127, Nº . 1-2, página.

4. 49. ISSN 0167-8809. 1-10, 15, 16 A DEMEYER, A. et al. Characteristics of wood ash and influence on soil properties and nutrient uptake: An overview. Bioresource Technology. Mayo, 2001. Vol. 77, Nº . 3, página.

28. 295. ISSN 0960-8524. 1-16 A SHARMA, V.K. et al. Processing of urban and agro-industrial residues by aerobic composting: review. Energy Conversion and Management. 01.03.1997. Vol. 38, Nº . 5, página.

45. 478. ISSN 0196-8904. 1-16 Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº : Fecha de realización del informe 22.06.2011 Examinador E. Ulloa Calvo Página 1/5

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 200930342

Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) C05F, C05D, C05G, C09B Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI, BIOSIS, EMBASE, NPL, MEDLINE, XPESP, COMPDX, INSPEC

Informe del Estado de la Técnica Página 2/5

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 200930342

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 22.06.2011

Declaración

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Reivindicaciones Reivindicaciones 1-9, 12, 13 10, 11, 14-16 SI NO Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Reivindicaciones Reivindicaciones 1-16 SI NO

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986) .

Base de la Opinión.

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

Informe del Estado de la Técnica Página 3/5

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 200930342

1. Documentos considerados.

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

Documento Número Publicación o Identificación Fecha Publicación D01 CAMPBELL, A.G.R. et al. Resumen de la base de datos BIOSIS. 1997 D02 KUBA, T. et al. Agriculture, Ecosystems and Environment. 01.08.2008. Vol. 127, Nº . 1-2, páginas.

4. 49. 01.08.2008 D03 DEMEYER, A. et al. Bioresource Technology. Mayo, 2001. Vol. 77, Nº . 3, páginas.

28. 295. 05.2001 D04 SHARMA, V.K. et al. Energy Conversion and Management. 01.03.1997. Vol. 38, Nº . 5, páginas.

45. 478. 01.03.1997

La solicitud describe las características físico/químicas y mineralógicas de un compost que se ha obtenido empleando cenizas de combustión de biomasa en la mezcla a compostar, el procedimiento de obtención del mismo así como su uso como fertilizante, substrato o regenerador de zonas degradadas.

El documento D01 anticipa el empleo de cenizas de combustión junto con restos de jardinería (hojarasca, hierba y restos secos) y lodos municipales en procesos de compostaje.

El documento D02 narra un proceso de obtención de un compost mediante la mezcla de cenizas de combustión de biomasa (8-16%) y residuos orgánicos comunitarios junto con restos arbóreos triturados.

El documento D03 analiza las características físico/químicas y mineralógicas de las cenizas de combustión de biomasa para su empleo en agricultura, como mejorador del suelo o fertilizante.

El documento D04 resume las tendencias en compostaje aeróbico de residuos varios, indicando qué factores son deseables y limitantes para la obtención de un compost maduro adecuado.

2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración

NOVEDAD Y ACTIVIDAD INVENTIVA (Art. 6.1 y 8.1 L.P.)

La solicitud, en sus reivindicaciones 1-9, describe las características físico/químicas y mineralógicas de un compost obtenido empleando cenizas de combustión de biomasa como materia de partida de una mezcla a compostar. Las reivindicaciones 10-13 se refieren al procedimiento de obtención del compost: mediante digestión aeróbica de una mezcla de componentes residuales que incluyen cenizas de combustión de biomasa (reivindicación 10) . Opcionalmente también incluye restos arbóreos y/o arbustivos triturados, lodos EDAR y hojarasca (reivindicación 11) , especificando en la reivindicación 12 los porcentajes de cada componente (cenizas: 5-20%) . Las reivindicaciones 13 y 14 son alternativas a los lodos EDAR (purines o excretas) y a la hojarasca (hierba) . Las reivindicaciones 15 y 16 especifican el uso que se va a dar al compost: fertilizante, substrato o regenerador de zonas degradadas.

La clave de la solicitud consiste en el empleo de cenizas de combustión de biomasa para la elaboración de un compost apto como fertilizante y mejorador de suelos, así como el compost obtenido empleando esa materia prima en la mezcla. Otras materias primas que puede incluir la mezcla a compostar, como restos de jardinería (hojarasca, restos arbóreos y /o arbustivos, hierba) así como lodos EDAR o deyecciones animales son opciones posibles ya conocidas del estado de la técnica, y la mezcla de distintas proporciones de las mismas son alternativas conocidas de cara a la obtención de un compost estable de calidad, con una relación C/N adecuada. Así, es conocido el empleo de materiales arbóreos o arbustivos para aumentar la relación C/N y disminuir la humedad de la mezcla a compostar, y el empleo de lodos EDAR o deyecciones para equilibrar la relación C/N (disminuyendo esta relación) . Estas consideraciones pueden verse reflejadas en el documento D04.

Informe del Estado de la Técnica Página 4/5

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 200930342

Documento D01

El documento D01 anticipa el empleo de cenizas de combustión junto con restos de jardinería (hojarasca, hierba y restos secos) y lodos municipales en procesos de compostaje, indicando la influencia que tiene su empleo sobre el proceso de compostaje, así como sobre la calidad final del compost obtenido. El porcentaje de cenizas empleado oscila entre el 5-8%.

Este documento, por tanto, afecta a la novedad de las reivindicaciones 10, 11 y 14, al realizar un compostaje de cenizas de combustión de biomasa junto con restos arbóreos y arbustivos, hojarasca, hierba y lodos EDAR.

El porcentaje de cenizas empleado en este documento está dentro de los límites establecidos en la reivindicación 12. El del resto de componentes residuales que se han empleado en la mezcla no viene especificado, si bien se consideran como alternativas posibles ya conocidas del estado de la técnica de cara a la obtención de un compost estable de calidad. De igual forma se considera como una alternativa posible y sobradamente conocida la sustitución de lodos EDAR por purines o excretas animales como componente equivalente que reduce la relación C/N de la mezcla (tal y como indica la reivindicación 13) . En apoyo de estas consideraciones está el documento D04. El documento D04 resume las tendencias en compostaje aeróbico de residuos varios, indicando qué factores son deseables y limitantes para la obtención de un compost maduro adecuado. Incluye el empleo de distintas materias primas, como son lodos, purines y restos de jardinería, mezcladas de forma que se consiga una relación C/N adecuada. De este documento se puede deducir el conocimiento común en el estado de la técnica referente al compostaje, respecto a que es adecuado el empleo de distintas materias primas residuales, algunas ricas en carbono (restos arbóreos y arbustivos) y otras en nitrógeno (lodos o purines) para conseguir una relación C/N adecuada. Es, por tanto, de conocimiento común, que tanto los lodos como los purines son fuente de nitrógeno para el compost, y sustituibles uno por otro.

Así, y a la vista del documento D01, las reivindicaciones 12 y 13 no cumplen con el requisito de actividad inventiva.

El uso de compost como fertilizante, substrato o mejorador de suelos es sobradamente conocido, sea cual fuere el origen del mismo, por lo que una vez que se tiene el compost no se considera que implique actividad inventiva su empleo en esos fines.

El documento D01 no especifica qué características físico/químicas y mineralógicas posee el compost obtenido por el procedimiento, si bien se consideran las mismas que la solicitud (en sus reivindicaciones 1-9) , ya que parten del mismo tipo de materias primas y realizan sobre ellas el mismo compostaje aeróbico. Por tanto, y a la vista de este documento, las reivindicaciones 1-9 no cumplen con el requisito de actividad inventiva.

Documento D02

El documento D02 narra un proceso de obtención de un compost mediante la mezcla de cenizas de combustión de biomasa (8-16%) y residuos orgánicos comunitarios junto con restos arbóreos triturados. Este compost es empleado como fertilizante o substrato de crecimiento vegetal, así como regenerador de zonas degradadas.

Este documento, por tanto, afecta a la novedad de las reivindicaciones 10, 15 y 16.

Respecto a las características físico/químicas y mineralógicas del compost indicadas en las reivindicaciones 1-9, aplican las mismas consideraciones indicadas en el documento D01, puesto que la reivindicación 10 genérica, que también da lugar al compost objeto de invención, contiene cenizas y otros componentes residuales no especificados. Por tanto, y la vista de D02, las reivindicaciones 1-9 no cumplen con el requisito de actividad inventiva.

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