El compostaje no es más que la optimización del proceso natural por el que los restos orgánicos retornan al suelo cerrando el ciclo de la materia. El conocimiento de este proceso de obtención de un humus o mantillo permite que lo que en los bosques tarda muchos meses e incluso años lo podamos obtener en mucho menos tiempo.
Desde el punto de vista actual de la gestión de los residuos orgánicos y su problemática podríamos considerar al compostaje como:
“Un proceso biológico aerobio exotérmico, susceptible de ser aplicado a cualquier residuo orgánico sólido biodegradable y del que se obtienen como productos intermedios CO₂, vapor de agua y otros metabolitos, y como producto final una materia orgánica estabilizada, libre de patógenos y elementos contaminantes, y cuya aplicación al suelo resulta beneficiosa.”
Imaginemos una partícula del residuo a tratar formada por: una materia orgánica de fácil degradación, una fracción de materia orgánica con una resistencia parcial a ser degradada biológicamente y una fracción mineral que resultará inalterada por el proceso. La fracción de materia orgánica fácilmente degradable está compuesta principalmente por hidratos de carbono de cadena corta, fundamentalmente monosacáridos y oligosacáridos, lípidos sencillos, proteínas y algunos tipos de polisacáridos como la hemicelulosa. La fracción más resistente a la degradación variará según el origen de la materia orgánica, pero básicamente la componen celulosas y ligninas junto con lípidos complejos.
Los microorganismos presentes en el material inician su actividad degradativa superficial sobre la materia orgánica mediante la liberación de enzimas extracelulares, para lo que es preciso una cierta humedad en la superficie del material. La microfauna aerobia tiene una tasa degradativa mayor, por lo que según aumente su actividad se incrementará el consumo de oxígeno, pudiendo llegar a crearse un medio anaerobio si las condiciones físicas del material no son las adecuadas o no hay un control del proceso.
Si las condiciones son adecuadas la fracción de materia orgánica fácilmente degradable será la primera en ser atacada por los microorganismos, obteniéndose como metabolitos finales de su descomposición CO₂, H₂O y muy frecuentemente NH₃, que se liberarán principalmente en forma gaseosa. Esta actividad metabólica provoca un rápido autocalentamiento de la masa por la liberación en forma de calor de la energía contenida en los enlaces químicos de las moléculas degradadas. Este incremento de la temperatura será el que marque las diferentes fases del proceso, favoreciendo a distintos conjuntos de microbiota e inhibiendo a otros según los valores que se van alcanzando. En cuanto a la fracción de materia orgánica más resistente, su degradación en los primeros estadíos del proceso no será más que parcial, aunque contribuirá a la generación de calor y se dará un desprendimiento de CO₂ y H₂O principalmente, siendo muy baja si la hay, la producción de NH₃.
Si se mantienen las condiciones adecuadas del medio llegará un momento en que la fracción orgánica lábil habrá sido degradada en su mayor parte, por lo que no habrá recursos para mantener a toda la población microbiana que se habrá generado ni su tasa de actividad biológica. Las fuentes de nutrientes y energía deberán ser buscadas en la fracción de materia orgánica más resistente, lo que provoca un descenso generalizado de la actividad biológica y por tanto de la temperatura. Las condiciones del medio cambian y nuevos microorganismos, más adaptados a la descomposición de la materia orgánica más resistente, serán los que predominen en esta etapa del proceso, siendo su tasa degradativa menor por lo que también desciende la demanda de oxígeno.
Finalmente, si las condiciones han sido las apropiadas para la microfauna, se entrará en una etapa de maduración de la materia orgánica que ha sido degradada hacia formas más estables. Como estamos refiriéndonos a un proceso que dura entre varias semanas y algunos meses dependiendo del residuo, condiciones, lugar, etc..., no sería correcto hablar de una humificación o mineralización de la materia orgánica, pues son procesos que necesitan períodos de tiempo mucho más largos, pero sí se podría considerar que se produce un inicio de los mismos. La materia orgánica ya se encuentra en formas estables y si las condiciones del proceso se han cumplido debería estar libre de patógenos. El producto final resultante, denominado compost, ya puede ser empleado como fertilizante o enmienda orgánica del suelo.
Dependiendo del sistema de compostaje que se haya empleado y del tipo de residuo compostado habrán sido necesarios a lo largo del proceso acondicionamientos del residuo con estructurante, volteos periódicos o ventilación (bien de forma pasiva o bien forzada), una fase final de cribado, separación de elementos impropios, etc...