Il compostaggio è una tecnica attraverso la quale viene controllato, accelerato e migliorato il processo naturale a cui va incontro qualsiasi sostanza organica in natura, per effetto della degradazione microbica. Si tratta infatti di un processo aerobico di decomposizione biologica della sostanza organica che permette di ottenere un pro dotto biologicamente stabile in cui la componente organica presenta un elevato grado di evoluzione. i microrganismi operano un ruolo fondamentale nel processo di compostaggio in quanto traggono energia per le loro attività metaboliche dalla materia organica, liberando acqua, biossido di carbonio, sali minerali e sostanza organica stabilizzata ricca di sostanze umiche, il compost appunto. In base alle modifiche biochimiche che subisce la sostanza organica durante il compostaggio, il processo si può suddividere schematicamente in due fasi:
– una fase di biossidazione, nella quale si ha l’igienizzazione della massa a elevate temperature: è questa la fase attiva (nota anche come high rate phase) caratterizzata da intensi processi di degradazione delle componenti organiche più facilmente degradabili;
– una fase di maturazione, durante la quale il prodotto si stabilizza arricchendosi di molecole umiche; si tratta della fase nota come curing phase, caratterizzata da processi di trasformazione della sostanza organica la cui massima espressione è la formazione di sostanze umiche.
La prima fase è un processo aerobio ed esotermico; la presenza nella matrice di composti prontamente metabolizzabili (molecole semplici quali zuccheri, acidi organici, aminoacidi) comporta elevati consumi di ossigeno e parte dell’energia della trasformazione è dissipata sotto forma di calore. L’effetto più evidente di questa fase è l’aumento della temperatura che, dai valori caratteristici dell’ambiente circostante, passa a 60 °C e oltre, in misura tanto più repentina e persistente quanto maggiore è la fermentescibilità del substrato e la disponibilità di ossigeno atmosferico. L’aerazione del substrato è quindi una condizione fondamentale per la prosecuzione del processo microbico. La liberazione di energia sotto forma di calore caratterizza questa fase del processo di compostaggio che viene definita termofila, comportando un’elevata richiesta di ossigeno da parte dei microrganismi che entrano in gioco per la degradazione della sostanza organica, con formazione di composti intermedi come acidi grassi volatili a catena corta (acido acetico, propionico e butirrico), tossici per le piante ma rapidamente metabolizzati dalle popolazioni microbiche. Il prodotto che si ottiene al termine di questa fase è il compost fresco, un materiale igienizzato e sufficientemente stabilizzato grazie all’azione dei batteri aerobi. Proprio l’igienizzazione, e quindi l’inattivazione di semi di piante infestanti e organismi patogeni, è uno dei più importanti effetti di questa prima fase, purché la temperatura si mantenga su valori superiori a 60 °C per almeno cinque giorni consecutivi (come prescritto dalla D.G.R.V. 568/05). Con la scomparsa dei composti più facilmente biodegradabili, le trasformazioni metaboliche di decomposizione interessano le molecole organiche più complesse e si attuano con processi più lenti, anche a seguito della morte di una buona parte della popolazione microbica dovuta a carenza di nutrimento. È questa la seconda fase, chiamata anche fase di maturazione, nel corso della quale i processi metabolici diminuiscono di intensità e accanto ai batteri sono attivi gruppi microbici costituiti da funghi e attinomiceti che degradano attivamente amido, cellulosa e lignina, composti essenziali dell’humus. In questa fase le temperature si abbassano a valori di 40-45 °C per poi scendere progressivamente, stabilizzandosi poco al di sopra della temperatura ambiente. Nel corso del processo, la massa viene colonizzata anche da organismi appartenenti alla microfauna, che agiscono nel compostaggio attraverso un processo di sminuzzamento e rimescolamento dei composti organici e minerali, diventando così parte integrante della buona riuscita di questo complesso processo naturale. Il prodotto che si ottiene è il compost maturo, una matrice stabile di colorazione scura, con tessitura simile a quella di un terreno ben strutturato, ricca in composti umici e dal caratteristico odore di terriccio di bosco. I microrganismi che naturalmente degradano la sostanza organica nel processo di compostaggio possono esplicare al meglio la loro attività metabolica se l’ambiente che li ospita fornisce le sostanze nutritive e offre delle condizioni ottimali di sviluppo. Il processo di compostaggio svolge un’importante funzione strategica ed ecologico-ambientale, perché trasforma biomasse provenienti dal ciclo urbano di raccolta differenziata e dall’attività agricola e agro-industriale in un vero e proprio prodotto utile alla fertilizzazione dei terreni agricoli, non più fitotossico ma apportatore di nutrienti e miglioratore delle caratteristiche strutturali del terreno.
Le matrici organiche compostabili devono avere caratteristiche biochimiche tali da garantire un regolare andamento del processo; in particolare devono contenere composti di facile degradabilità, per garantire il nutrimento dei microrganismi responsabili della trasformazione. L’input ottimale nel processo di compostaggio è costituito da matrici organiche naturali a basso contenuto di elementi potenzialmente inquinanti.