La presente monografía consiste en un breve análisis acerca de
la implementación del tratamiento con biodigestor de los residuos de la
producción porcina. Se hace referencia a la situación de la Argentina en esta
materia y su posible adopción. Luego, se describe una de las metodologías de
producción porcina, donde este tratamiento sería aplicable, para continuar con
una caracterización en forma conceptual del funcionamiento del tratamiento con
biodigestores. Finalmente, se citan algunos ejemplos de países en donde esta
prometedora tecnología fue implementada.
Materiales y método:
Para el desarrollo de la presente monografía en función del
reducido tiempo disponible, fue utilizada en forma exclusiva la herramienta
internet. Ésta permitió alcanzar informes respecto del tema tratado, de
numerosos países del mundo, lo que brindó un panorama más general, al poder
observarse como esta tecnología puede ser adaptada a diferentes contextos.
Se utilizaron buscadores como el Google y el Altavista, los
cuales mediante el uso de operadores lógicos permitieron abordar el tema de
manera más rápida y directa.
Objetivo:
A continuación, se va ha observar que la producción porcina en
la Argentina ha sido y es una actividad conflictiva, sin una estructura o base
firme sobre la cual apoyarse y desarrollarse con todo su potencial. Es de aquí
que proviene mi inquietud en aportar un factor para que esta actividad se vea
favorecida, llevándola en parte a un mayor acercamiento con la sustentabilidad,
tanto a nivel económico como ecológico en el corto plazo, sin que sea necesario
esperar un cambio radical en el consumo de cerdo.
Los aspectos clave que el sector porcino debe resolver para confirmar un
crecimiento sostenible son: medioambiente, bienestar animal, alimentación,
transporte de animales vivos y comercialización.
La implementación de biodigestores de materia orgánica en
establecimientos de producción de cerdos es uno de los pasos para lograr esto.
En el pasado las deyecciones
ganaderas han sido aplicadas directamente a los terrenos agrícolas como
fertilizante, siendo esta simbiosis entre ganadería y agricultura beneficiosa
para ambos y para el medioambiente.
Pero hoy, la obligada reestructuración que
sufre el sector porcino hacia la intensificación, produce desequilibrios
puntuales y locales, por saturación de los terrenos próximos a explotaciones
ganaderas intensivas produciéndose una situación de excedentes que es necesario
gestionar.
Datos de 1997 muestran los elevados
niveles de generación de metano de esta actividad, lo que hace justificable este
sistema en la Argentina.
Población Porcina
(1000 cabezas)
Fermentación enterica
Tratamiento del estiércol
Factor (Ton/1000 cabezas)
Emisión total (Ton/Año)
Factor (Ton/1000 cabezas)
Emisión total (Ton/Año)
2500
1
2500,00
19,77
49425,38
Es por todo esto que creo que los biodigestores permitirían,
como fue comprobado en muchos países, tratar de alguna manera los residuos de la
producción, y a su vez obtener un subproducto aprovechable en el mismo
establecimiento, el biogás.
Introducción:
Características de la producción porcina en Argentina
La producción de cerdos en la Argentina siguió un ritmo de
crecimiento que, comenzando a fines del siglo pasado (403.203 cabezas en 1888),
continuó en los primeros años del actual llegando a una máximo de existencia en
la década del 40 para mantenerse constante y luego decrecer, salvo algunas
excepciones, a partir de los años 50.
Las principales provincias productoras son: Buenos Aires, Santa
Fe y Córdoba, con el 74 al 85 % del total del país. De las demás provincias se
pueden mencionar por su importancia relativa La Pampa, Chaco, Santiago del
Estero, Tucumán y Misiones.
El
crecimiento de este sector en sus inicios se llevó a cabo, mayoritariamente, en
sistemas extensivos de producción de tres tipos:
·A nivel de estancia:
las que trataban de aplicar la tecnología de la época y los alimentos
disponibles en el establecimiento (alfalfa,, maíz y rastrojos de cosechas). Se
constituyeron así grandes rebaños con pariciones estacionales en otoño y
primavera, asemejándose el manejo de los animales al de los vacunos. Para las
estancias este sistema de producción se constituía en una actividad mixta
agrícolo-ganadera.
·A nivel de la industria lechera:
esta industria, que se localizó principalmente en las mismas zonas de población
porcina, deja un valioso subproducto denominado lactosuero, el que se continúa
utilizando hasta la actualidad en el engorde de cerdos principalmente. El cerdo
permitía entonces la eliminación de este elemento altamente contaminante del
medio ambiente. Esta demanda de animales para el "inverne" en las zonas próximas
a las usinas lácteas impulsó la aparición de pequeños chacareros que comenzaron
a dedicarse a la producción de cachorros. También se inició en consecuencia el
accionar de acopiadores, que se constituyeron en intermediarios entre los
productores y las usinas lácteas. En los últimos años se ha reducido este sector
que abastecía de animales a los invernaderos en base a lactosuero.
·A nivel de chacra:
las explotaciones pequeñas dedicadas a la producción de granos encontraron una
posibilidad de diversificar e incrementar el valor de sus productos a través del
cerdo, siendo en la mayoría de los casos una actividad complementaria. Este
productor carecía de la especialización necesaria y de conocimientos avanzados,
empleando la mano de obra familiar para producir sus lechones, cachorros o
capones.
Estos tres tipos de explotaciones mencionados permitieron el crecimiento
sostenido de la población, que alcanzó los 8.000.000 de cabezas en los años 40 y
logró los máximos históricos de exportación de medias reses porcinas,
principalmente al Reino Unido. Entre tanto, nuestro mercado de carne porcina
mostraba características de inelasticidad, debido principalmente a la
abundancia, calidad y bajo precio de la carne vacuna. El hábito del consumidor
nacional de productos porcinos se centró en el consumo de chacinados y fiambres;
el consumo de carne fresca sólo se apreció en las grandes ciudades y siempre en
cantidades reducidas. La demanda de cerdos fue destinándose al consumo interno,
en la medida que los europeos recuperaron su propia producción, luego de la 2°
Guerra Mundial. En consecuencia la producción de cerdos se redujo al nivel de la
demanda interna y la exportación se constituyó en un hecho accidental y
fluctuante. La atomización y el individualismo fue una constante por mucho
tiempo.
Otras características del sector que ayudaron a la inestabilidad de la actividad
fueron:
·La aparición dé ciclos anuales y estacionales en
los precios del cerdo, repetitivos cada 4-6 años, regidos por el precio de los
granos y la falta de elasticidad de la demanda, asociados también al precio del
vacuno. Esto llevó a la aparición y desaparición de productores, que se
convirtieron más en especuladores que en verdaderos porcicultores, los que
contribuían de esa manera a las oscilaciones de los precios, a fases negativa de
2 a 3 años se sucedían fases positivas de la misma duración.
·La competencia con actividades agrícolas; tal es
el caso del cultivo de soja, que contribuyó a despoblar, en la década del 70,
áreas porcinas muy importantes.
·La falta de desarrollo y en muchos casos de
adopción, a nivel de pequeños y medianos productores, de tecnologías sencillas y
eficientes para la explotación porcina.
·El desarrollo de explotaciones confinadas mal
planeadas y/o con una deficiente gestión, a partir de los años 60, que copiando
modelos de otras latitudes no contemplaron las necesidades particulares de cada
caso. Estos establecimientos muchas veces atrajeron capitales ajenos al sector
agropecuario y se ubicaron próximos a las grandes ciudades, sobre pequeñas
superficies. Quedaron entonces sujetos al precio de los alimentos y la
comercialización de los animales, lo que afectó en la mayoría de los casos la
sustentabilidad de la actividad.
·La falta de incentivos para producir reses de
calidad, debido a que no se contaba con un sistema de pago que premiara a esta.
Los animales se comercializaban vivos y por su fenotipo en un solo mercado de
concentración en la Capital Federal (Mercado de Liniers). Este mercado a su vez
servia de referente para las demás transacciones comerciales del resto del país.
·Falta de capacitación profesional
(fundamentalmente en temas de gestión).
·Carencia o falta de aplicación de planes
nacionales para la salud del rebaño porcino.
Muchas de estas causas han sido superadas en la actualidad pero sin duda
condicionaron a los actuales modelos productivos. Por otro lado, han aparecido
en los últimos años otros factores de gran relevancia, que han influido
indiscutiblemente en la situación presente:
La
implementación por parte del Gobierno Nacional del llamado Plan de
Convertibilidad y con él la estabilidad inflacionaria, produjo una atenuación de
los ciclos mencionados y a la vez una difícil y traumática reconversión,
producto de las nuevas reglas de juego. Pasar de producir en una economía
caracterizada por una alta inflación y cerrada a los mercados, a una economía
estabilizada y abierta, suponía manejar conceptos nuevos para algunos u
olvidados para otros, tales como eficiencia, calidad y competitividad.
Este nuevo contexto económico trajo aparejado que a partir de 1992, las
importaciones de productos porcinos (canales, cortes, pulpas, fiambres y
chacinados) alcanzaran valores altamente significativos. Estas importaciones se
vieron favorecidas por diferencias en el tipo de cambio y/o subsidios a los
productos porcinos o granos. Ante esta realidad la industria recurre en un alto
porcentaje a abastecerse de materia prima proveniente en su mayor parte del
Brasil.
Todo ello tuvo un efecto depresivo sobre el precio interno del cerdo. Asimismo,
las ventas de cerdos en el mercado interno son financiadas por el productor, ya
que debe esperar entre 50 y 60 días para hacer efectivo el cobro de sus
animales.
En
1995 la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Pesca y Alimentación (SAGPyA) a
través del Programa Nacional del Sector Porcino (PROCERDO) implementa una serie
de proyectos de los cuales los más importante son el Sistema de Información de
Precios, que hace más transparente el mercado y brinda información que ayuda a
la toma de decisiones y el Sistema de evaluación de la calidad comercial de las
reses porcinas. Este sistema fija como base para la comercialización de las
reses porcinas el porcentaje de tejido magro de las canal (44%) y bonifica o
descuenta según el contenido de este esté por debajo o por encima,
respectivamente, de esa base. A pesar que el productor tiene libertad para
elegir el sistema de comercialización (en pie, por rendimiento o por magro) la
exigencias de "calidad" de algunos frigoríficos dejó a mucho de ellos fuera del
negocio.
Otros de los factores que sin duda impactó sobre el sector y contribuyó a la
caída de las existencia fueron los elevados precios internacionales de los
cereales producidos en la campaña 1996.
Caracteristicas del consumo de carnes
Existe entre la producción y el
consumo mundial de carnes una estrecha correlación, por lo que las tendencias en
la producción pueden asociarse directamente al consumo y sus proyecciones
resultan similares. El consumo promedio mundial indica en primer lugar a la
carne porcina, seguida por la vacuna y de aves, presentando la carne ovina un
nivel inferior.
Si comparamos el patrón de consumo mundial con el de nuestro
país, observamos la marcada preferencia por la carne vacuna. La distribución del
consumo per cápita en Argentina, Brasil, EEUU, Alemania y Australia. Los
resultados que surgen al principio son las diferencias totales de consumo entre
dichos países; también que el consumo de carnes de nuestro país no es el más
alto, siendo superado por EEUU y varios países europeos.
Analizando
los tipos de carnes se observa que Argentina posee el mayor nivel de consumo de
carne vacuna/cápita entre los países seleccionados (65,4%/hab/año). Dicho
consumo ha disminuido dado que 10 a 15 años atrás superaba los 90 kg, nivel
alcanzado sólo por Uruguay. A su vez, resulta muy bajo el consumo de carne
porcina y de aves a pesar que aumentó en forma muy importante durante los
últimos años.
Si bien resulta difícil pensar en cambiar en el corto plazo el patrón de consumo
de un país, a mediano y largo plazo es posible que se evolucione hacia el patrón
internacional, que comprende mayor proporción de carne porcina.
En Argentina, un aumento en el consumo de carne fresca de
cerdo, ayudaría a consolidar la tendencia a diversificar el consumo interno,
estimulando la producción local de esta especie. Ello revertiría el hábito de
nuestro país, de consumir el 90-95% de la carne porcina bajo la forma de
fiambres, chacinados y embutidos.
Este rebrote en el consumo interno gestaría las bases para que
el sector de producción porcina sufra un fuerte impulso, y así logre un
desarrollo importante, siendo necesario para ello la implementación de
tecnologías que por la situación actual, a nivel económico no son justificables.
Desarrollo:
Produccion semi-intensiva de cerdos
La producción semi-intensiva de
cerdos es una forma o sistema de producción intermedia desde el punto de vista
de alimentación. Es decir, los animales no tienen una alimentación basada
exclusivamente en alimentos concentrados, pero tampoco se mantienen sueltos para
que se alimenten con lo que encuentren.
El sistema de producción semi-intensivo
de cerdos se caracteriza por:
·Un encierro
que facilita la alimentación del animal, su manejo y su salida oportuna al
mercado
·Una
alimentación controlada y compuesta por una porción mínima de concentrado y una
alimentación de cuido, formada por productos y subproductos agropecuarios.
·Un manejo de los
animales dentro del módulo que permite sacar los cerdos al mercado de 6 a 7
meses de edad, incluyendo dentro de ese manejo, sus cuidados sanitarios.
El encierro
El sitio para establecer el módulo
de cerdos debe ser un lugar lo más alejado posible de las fuentes de agua y de
las casas de habitación. Lo anterior, con el propósito de evitar el riesgo de
contaminación en el agua y minimizar los malos olores en las casas. Además, el
terreno debe contar con un buen drenaje, que permita mantener sus alrededores
libre de aguas estancadas.
Infraestructura
Se busca que el encierro sea de bajo
costo, pero que a la vez sea funcional. Los materiales a emplear en la
construcción del mismo, dependerán de la disponibilidad y condiciones de cada
finca. Existen varios diseños y materiales; sin embargo, el de mayor aceptación
ha sido uno que consta de:
un planché o piso de concreto, con
un desnivel de un 3% (para facilitar la limpieza);
un techo que cubra el piso de
concreto y;
una cerca que puede ser de malla
metálica, madera sin aserrar (madera redonda) o reglas de desecho
Bajo el área techada se ubica una
canoa para el suministro de alimentos concentrados y el agua. Algunos
productores prefieren bebederos automáticos de "tetilla".
Para evitar el exceso de humedad en
el encierro, se debe ubicar el comedero o canoa para el suministro del alimento,
en la parte alta del piso y el bebedero en la parte baja, cerca de la salida del
agua de lavado.
Dimensiones del Encierro
Se debe disponer de un espacio de un
metro cuadrado por animal (1m2/animal), por cada cerdo que se desee
engordar. Así por ejemplo, si desea engordar 6 cerdos, el área del encierro será
de aproximadamente 6 m2. Por otra parte, las paredes del mismo
deberán tener un metro de altura.
En aquellos lugares donde el sol y
las temperaturas son altas, al modelo se le agregó un "sombreadero" de algún
material que filtre los rayos del sol para la comodidad de los animales.
Programa de alimentacion
El Sistema de Alimentación está
formado por dos tipos:
·Alimentación
con Concentrado: con una porción mínima y;
·Alimentación
de "Cuido"
Alimentación con Concentrado
Consiste en el uso de concentrado
comercial, cuya cantidad dependerá de la etapa de crecimiento en que se
encuentren los cerdos (ver cuadro).
Es importante señalar que en la
etapa de "inicio", los cerdos pequeños no van a consumir el volumen de
concentrado, debido a su limitada capacidad física. No obstante, se espera que
en esos primeros 30 días, consuman lo más que puedan, para que tengan un buen
"arranque". De esta forma se evita que lleguen a la etapa siguiente de
crecimiento con poco desarrollo o "disminuidos". Esta es la razón por lo cual no
es recomendable suministrarle alimento de "cuido" durante este período.
Alimentación de Cuido
Consiste en utilizar una combinación
de productos y sub-productos agropecuarios como suero de leche, caña de azúcar u
otros, cuya cantidad dependerá también de la etapa de crecimiento del cerdo (ver
cuadro).
Con este programa es posible reducir
los costos de alimentación en un 60%, si se compara con el sistema basado
exclusivamente en el uso de alimentos concentrados.
Etapa
de crecimiento
Duración días
Peso
del cerdo Kg
Alimento con concentrado Kg/día
Alimento de "cuido" Kg/día
Inicio
30
Destete a 30
1.2
Nada o muy poco
Desarrollo
30
30 a 60
1.0
4 a 5
Engorde
60
60 a 100
1.0
5 a 6
Aspectos importantes en el manejo de los cerdos
Se identifican los siguientes
aspectos de manejo:
·Al adquirir
los animales, éstos se deben desparasitar. Para ello, existen en el mercado
productos granulados fáciles de aplicar. Esta práctica debe ser realizada cada
mes.
·Cuando los
animales son traídos de lugares muy lejanos o por malos caminos, los cerdos
llegan estresados o afectados por lo que es recomendable aplicarles un complejo
vitamínico que evite mayores pérdidas de peso, mientras se acomodan al nuevo
hogar o ambiente.
·La porción de
concentrado se puede dividir en 2 partes. Una parte se suministra en la mañana y
la otra por la tarde.
·La
alimentación de "Cuido" (productos o subproductos agropecuarios) conviene
proporcionarla después del concentrado.
·Cuando se
cambia el tipo de alimentación a lo largo de las diferentes etapas de
crecimiento del cerdo, es necesario pesar cada cerdo. Conviene llevar un
registro de esos pesos, ya que esta información permitirá conocer la ganancia de
peso de cada uno, así como determinar el momento de salida del módulo hacia el
mercado.
·Es necesario
lavar el piso del encierro dos veces al día. Esta actividad conviene realizarla
antes de alimentar a los cerdos.
Cuidados Sanitarios
Debido al cambio de alimento, los
cerdos recién destetados pueden presentar algún tipo de diarrea, sobre todo
cuando el concentrado no está en buen estado (presencia de hongos). Esto obliga
al productor a revisarlo muy bien cuando lo compre.
Ventajas del modulo semi-intensivo de cerdos
El programa de alimentación
señalado, ayuda a obtener ganancias diarias de 0.649 kg de peso por animal. Este
rendimiento es similar al obtenido con una alimentación basada únicamente en
concentrado.
Por lo general, el costo de la
alimentación de cerdos, a base de concentrados, representa un 75% del costo
total de producción. Para un módulo de 5 cerdos, con el programa de alimentación
propuesto, se pasa de utilizar 12 qq (1qq= 45.45 kg) (4 de inicio, 3 de
desarrollo y 5 de engorde) de concentrado en promedio, a 3 qq, complementando
con alimentación de "cuido". Por lo tanto, el costo de alimentación con
concentrado se reduce a un 25%, sin perjudicar los rendimientos de los animales.
La tecnología propuesta en este
documento está enfocada al engorde de cerdos en pequeña escala; con un mínimo de
insumos externos a la finca. El módulo procura maximizar los rendimientos
bioeconómicos y aprovechar la mano de obra familiar disponible.
El manejo recomendado para los
cerdos y el uso del programa de alimentación. Permiten sacar al mercado animales
con un peso que varía entre 90 – 100 kg y a una edad entre 6 y 7 meses.
El biodigestor como complemento al modulo semi-intensivo de
cerdos
¿Qué es biogás?
Es un gas producto de la
fermentación del estiércol y restos vegetales que realizan las bacterias en el
biodigestor. El biogás está compuesto del 53 al 70% de Metano (similar al
propano comercial), del 25 al 45% de Dióxido de Carbono y de Sulfato de
Hidrógeno. Su poder calórico es de aproximadamente 5 400,00 Kcal/m3.
La biodigestion anaerobica
Etapas importantes :
1. Hidrólisis,
las materias primas que se utilizan sus componentes complejos como celulosa,
proteínas, lípidos y otros son hidrolizados en compuestos solubles como
azucares, aminoácidos y grasas por la acción de enzimas extracelulares de las
bacterias.
2.
Acidogénesis: Los compuestos
solubles son fermentados en ácidos grasos volátiles (ácido acético, propíonico y
butírico) alcoholes, hidrógeno y CO2. Esta etapa se conoce como fermementativa.
3.
Acetanogénesis: Ocurre cuando
las bacterias acetogénicas oxidan el ácido propionico y butírico hasta ácido
acético e hidrógeno son substratos metanogénicos.
4. Producción
de gas metano.
¿En qué consiste el biodigestor o
reactor anaeróbico?
Es un elemento de diferentes formas,
tamaños, materiales, pero con el mismo principio de funcionamiento, donde se
deben tomar en cuenta factores tales como la temperatura, la alcalinidad , la
relación líquido sólido , relación carbono nitrógeno y el tiempo de retención
hidráulica. Los biodigestores convencionales son utilizados generalmente para
tratar sustratos concentrados con alto contenido de sólidos como el estiércol de
bovinos, porcinos y otros materiales orgánicos, que se degradan en tiempos de
retención mayores de 21 días.
Hoy día existen a nivel
mundial cerca de 70 modelos de biodigestores, donde cada país de acuerdo
a sus necesidades, idiosincrasia, recursos disponibles diseñan su
propio modelo que cumpla la función específica para cada caso.
Ejemplo de
biodigestor utilizado en una Finca Integral
Conservacionista en Costa Rica (2001)
Materiales a utilizar en la
alimentación del biodigestor
Para alimentar el biodigestor se
puede utilizar los desechos o purín de cerdo. El purín es una mezcla compleja compuesta
por una porción de alimento sin digerir,
bacterias arrastradas del tracto digetivo, líquidos digestivos y agua. La
porción fecal del estiércol contiene un gran número de ingredientes alimenticos
en su forma original. Las excretas así mismo contienen sustancias las cuales
fueron transformadas por la actividad metabólica de las bacterias en el tracto
digestivo, así como por la acción enzimática de los jugos digestivos.
En síntesis, puede ser considerado como un
fango líquido con una concentración media en materia seca en el entorno del 6%,
con una DQO de alrededor de 75.000 mg/l y una DB05 de aproximadamente 26.000 mg/l.
En el purín se encuentran también, en
cantidades apreciables, elementos fertilizantes en proporciones que oscilan
alrededor de los siguientes valores:
·Nitrógeno total 0,68%
·Nitrógeno orgánico 0,15%
·Nitrógeno amoniacal 0,53%
·Fósforo 1,40g/m3
·Potasio 6,12g/m3
Cómo aprovechar el gas producido en
el biodigestor
El gas producido a partir de los
desechos de animales, puede tener una variedad muy grande de usos. Por lo
general, el agricultor lo utiliza para generar calor ya sea para calfacción de
su hogar o los recintos de los cerdos, cocinar, etc. o en otros casos se utiliza
para la generación de energía eléctrica.
Ventajas de un Biodigestor
·Produce gas,
que puede ser usado como combustible para cocinar, hornear y cualquier otro uso,
donde una llama es necesaria.
·La utilización
de este gas para cocinar alimentos, tiene la ventaja que los mismos no adquieren
ni olor ni sabor extraño.
·En lugares
donde se cocina con leña, contribuye a evitar la deforestación.
·Ahorra mano de
obra en la búsqueda y "pica" de leña
·Permite
aprovechar los residuos de los animales y evitar los problemas de contaminación
de aguas, malos olores y el criadero de moscas.
El contenido del biodigestor, una
vez que se vacía o limpia, es un buen abono orgánico, que puede ser utilizado en
la producción de cultivos. El material descompuesto en forma liquida se denomina
efluente y su composición química varia según el material original y puede ser
aplicado a diferentes cultivos. Este efluente tiene la ventaja que no puede
transmitir plagas ni enfermedades pues durante el proceso de transformación se
alcanzan temperaturas que eliminan a los patógenos.
En promedio se ha encontrado
la siguiente concentración:
·pH 7,0.
·N 0,40.
·P2O5 1,12.
·K2O 0,71.
·Mg 0,61.
·Ca 1,45.
·ST 1,54
·SV 0,73 gr./lit.
La aplicación del efluente
se ha encontrado que la mejor época es de 12 a 20 días antes de la siembra.
Igualmente se ha encontrado que mejoran las propiedades químicas y físicas del
suelo.
Caracterización químico/bromatologica del estiercol porcino
sin digerir y digerido* (Datos provenientes de un
trabajo realizado en México)
PARAMETROS
ENTRADA
SALIDA
Proteína
Cruda (N x 6.25)
40.2
55.8
Grasa
Cruda
3.4
2.5
Fibra
Cruda
11.1
6.9
%
Nitrógeno Total (Kjeldhal)
6.4
8.9
% Calcio (CaCO3)
0.3
1.0
% Fosfatos
(P2O5)
0.03
0.38
*Base Seca.
Alternativas para el tratamiento anaerobio de las excretas de ganado porcino.
Existen desarrollos y esquemas de tratamiento con el proceso anaeróbio de las
excretas de cerdo, que permiten reducir el tamaño y los costos de los sistemas
de tratamiento. Tal es el caso de las opciones presentadas en la figura
inferior, en la cual se puede observar en primera instancia el Sistema
Convencional, donde se tratan los desechos en un gran tanque de donde son
separados mediante un
sedimentador y de ahí son enviados a riego o cursos de agua en el caso de los
líquidos, y a un lecho de secado para ser empleados los sólidos o depositados en
los campos de cultivo.
En
la segunda opción (Alternativa A) mostrada en la figura en cuestión se puede
apreciar que la separación se hace antes de iniciar el proceso de tratamiento,
para posteriormente tratar por separado tanto líquidos como sólidos en dos
sistemas anaeróbios apropiados. Finalmente en la tercera opción (Alternativa B)
se presenta un sistema que permite tratar los residuos sin separación y son
tratados y separados en un mismo sistema, logrando una reducción de volumen y
costos del mismo con idéntica eficiencia. Cada uno de estos esquemas puede ser
aplicado con mayor o menor éxito dependiendo fundamentalmente del caso
específico que se este tratando.
Esquemas de Tratamiento de Excretas de Ganado Porcino por
Digestión Anaeróbia.
Conclusión:
La Argentina presenta un potencial para
la actividad porcina que no está en consonancia con el grado de desarrollo
alcanzado, tanto en el volumen de producción como en la calidad. La gran
disponibilidad de cereales y harinas proteicas, así como las condiciones
ambientales, permitirían una expansión mucho mayor de esta actividad, dentro de
nuestro contexto agropecuario.
La producción porcina argentina se enfrenta a grandes cambios
que deberá asumir si desea competir exitosamente. La apertura del mercado
nacional, la integración con el Mercosur y la globalización general de la
economía mundial, hacen que sólo los más eficientes y que aprovechen mejor sus
condiciones naturales sean los que superen las exigencias actuales con éxito.
La población nacional, signada por la ineficiencia productiva y
el desamparo comercial, ha disminuido constantemente en la última década y
numerosos productores, generalmente pequeños y medianos, han abandonado la
actividad
La situación actual exige rapidez en la
toma de decisiones y la adopción de metodologías que permitan los cambios
necesarios. La propuesta para el futuro es un sector porcino unificado en
objetivos y métodos, para trascender en soluciones adecuadas y de mutuo
beneficio.
Dentro de estas metodologías fue
demostrado que la producción del Biogás es una alternativa. Esta actividad
brinda varios beneficios como son: la producción de un energético como es el
biogás que puede ser empleado en la generación de energía eléctrica y calórica;
el control de la contaminación generada por estos residuos y proliferación de
ambientes viciados; y la producción de lodos digeridos con alto valor
fertilizante, el cual puede emplearse para ambos propósitos simultáneamente.
Algunos ejemplos de la
implementación de esta tecnología:
Ejemplo del empleo de una técnica similar en Cuba:
Instituto de Investigaciones Porcinas La Habana, Cuba
Se realizó un estudio al comportamiento de un biodigestor de
cúpula fija de 90 m3 en el tratamiento del residual porcino
proveniente de 3 naves de cerdos en ceba con 400 animales totales. El trabajo se
efectuó durante los meses de Septiembre a Junio. La remoción de los sólidos
totales (S.T), sólidos volátiles (S.V) y la Demanda Química de Oxígeno (D.Q.O)
fue de 81%, 85% y 72% respectivamente.
El biogás producido diariamente se utilizó para elaborar los
alimentos de un semi-internado de primaria. Se preparaban 580 raciones por día.
Antes de utilizar el biogás se consumían 9 toneladas de petróleo por año,
posteriormente debido a la escasez de combustible se usaban 49.8 toneladas de
leña anualmente. El biogás sustituyó estos combustibles con el suministro de
4988 m3 por año. Con la utilización del biogás en sustitución de la
leña se evita la deforestación de 0.9 hectáreas de bosque al año. Para los
profesores, estudiantes y la dirección del centro, el sistema de tratamiento
de residuales sirvió como demostración práctica de cómo se puede producir de
forma sostenible, protegiendo al medio ambiente.
Es posible depurar el residual y utilizar el biogás para
consumo social, sustituir combustible y humanizar el trabajo y proteger la salud
del personal que labora en la cocina de la escuela.
Ejemplo del empleo de una técnica similar en México:
Se utilizó estiércol de una granja colectiva porcina de Pueblo
Viejo, Morelos, situada a 30 km de la Ciudad de Cuernavaca, en el Municipio
vecino de Temixco.
El sistema utilizado en este trabajo es un digestor tipo Hindú
modificado, posee un volumen efectivo de fermentación de 8 m3, un sistema de
alimentación por gravedad, y se opera a régimen semicontinuo. El sistema se
divide en tres partes fundamentales: pileta de carga, digestor/captador y pileta
de descarga. Además tiene asociado un colector solar que contribuye a obtener
una temperatura de 30° -35° C, dentro del digestor, al hacer las cargas con agua
caliente. El digestor está constituído por un pozo vertical de 2.10 m de
diámetro y 2.35 m de profundidad, con un rebosadero en el borde superior.
El estiércol que constituía la carga diaria del digestor se
pesaba antes de mezclarlo con el fin de mantener el porcentaje de sólidos lo más
cercano al 6%. El volumen de la mezcla alimentada diariamente fué de 480 litros,
a la cual correspondían 80 kg de estiércol porcino y 400 litros de agua
previamente calentada por medio de colectores solares. El estiércol después de
ser medido era colocado en la pileta de carga adicionandole el agua,
posteriormente era agitado, para tratar de que la mezcla fuera lo más homogénea
posible antes de permitir su entrada al digestor.
La conclusión resultante del presente trabajo, donde se analizan
las posibilidades del proceso de digestión anaeróbia como un sistema de
tratamiento de los desechos de ganado porcino es que brinda varios beneficios
como son: la producción de un energético como es el biogás que puede ser
empleado en la generación de energía eléctrica, mecánica y calórica.
Diario LA
PRENSA de Nicaragua, Junio 2001
Crean tecnología para el reciclaje de
estiércol
Método está basado en
instalación de biodigestores para producir “biogás”
Especialista de la UNA
señala que residuo orgánico también puede utilizarse como abono
Los residuos orgánicos del cerdo son la
principal materia prima para la elaboración del biogás. LA PRENSA
El uso de nuevas tecnologías para el reciclaje de estiércol de
cerdos en zonas rurales, podría dar solución a los problemas de contaminación
ambiental y proporcionar energía que no contamine la producción.
Esta tecnología conocida como biodigestores, son estructuras
físicas, comúnmente conocidas como plantas de biogás, en donde se desarrolla un
proceso biológico que consiste en la descomposición o degradación de la materia
orgánica (estiércol).
Actualmente la Universidad Nacional Agraria (UNA) está
desarrollando un proyecto de este tipo en la hacienda Santa Rosa de dicha
universidad para expandir el uso de la novedosa tecnología entre los
productores, con el apoyo de la Fundación Internacional para las Ciencias (IFC
por sus siglas en ingles).
Tania Beteta, docente investigadora de la UNA, explicó que la
degradación se da por la acción de bacterias en un ambiente carente de oxígeno
mediante el cual se libera una mezcla de gas metano (60-70 por ciento) y dióxido
de carbono (30-40 por ciento). Durante la fermentación el material orgánico se
fermenta y cuando sale del biodigestor se vuelve más líquido.
BENEFICIO ADICIONAL
Este residuo, también es otro beneficio adicional,
considerándose un abono orgánico, el que durante el proceso de biodigestión
pierde el olor característico del estiércol que lo originó puede ser utilizado
para el mejoramiento de suelos arcillosos y arenosos.
Asimismo, se puede utilizar como medio nutritivo de las
hortalizas y frutales o en fertilización de estanques para la acuicultura.
En cambio, el biogás (metano) puede ser utilizado para fines
domésticos e industriales a través de artefactos como estufas, lámparas,
combustibles para maquinaria agrícola de motores diesel o gasolina. El poder
calorífico del biogás es de 6 kilowatt/hora por metro cúbico, lo cual equivale
más o menos a medio litro de diesel. El poder calorífico aprovechable depende
del rendimiento de los quemadores de los aparatos.
METODOLOGIA REDUCE LA DEFORESTACION
«Con la producción de esta energía que no contamina ni en la
producción ni combustión de la misma se estaría evitando además el despale por
la búsqueda de leña, de mucho uso en el campo, donde se encuentra la población
con los más bajos índices de vida. Esto permitiría además reducir drásticamente
la deforestación de nuestros bosques», destaca Beteta.
Por otro lado, Beteta explica que la adopción de esta tecnología
reviste de mucha importancia dado el problema de contaminación ambiental que se
viene atribuyendo a la producción animal, en especial a la producción de cerdos.
«Las molestias generadas por los desechos de las porquerizas descargados en los
ríos son malos olores, proliferación de moscas, insectos, efectos estéticos,
reduciéndose sustancialmente la aparición de enfermedades como el cólera y la
gastroenteritis», señala la investigadora.
MANEJO EMPIRICO
Como un dato importante, Beteta revela que en Nicaragua existen
aproximadamente unos 450,000 cerdos manejados empíricamente, sobre todo en los
patios, sin contar con ningún tipo de infraestructura y ninguna práctica de
manejo zoosanitario y de alimentación, estimándose una producción promedio de
estiércol de 1,800 toneladas disponibles para reciclarla.
RECOMENDACIONES PARA MAYOR EXITO
- Para obtener una producción diaria de biogás es necesario
alimentar el biodigestor con la misma frecuencia. Si el lavado de las
instalaciones para el alojamiento de animales se realiza diariamente, es
conveniente que el desagüe de los pisos esté en conexión directa con el
biodigestor y que pase a un interruptor manual para desviar y evitar la entrada
de exceso de agua del lavado, mezclada con las excretas.
- Las excretas sólidas (estiércol) contienen en promedio 20 por
ciento de materia seca. Deben ingresar al biodigestor como una suspensión en
agua del cuatro al cinco por ciento de materia seca, esto significa en términos
prácticos una mezcla de cuatro partes de agua por una parte de estiércol fresco.
- Beteta considera que para el mantenimiento diario de un
biodigestor de nueve metros cúbicos de volumen es necesario tener una población
animal mínima de un bovino adulto de cualquier tipo; un caballar, un mular o
asno confinados durante 12 horas diarias; 30 ovejas, cabras, cerdos de engorde o
cinco cerdas de cría confinados permanentemente, un plantel de 100 conejos o
cualquier combinación de especies animales que permitan obtener 30 kilogramos
por día de estiércol fresco.
- Se pueden utilizar hasta 10 partes de agua por una de
estiércol, según el número y especie de animales, por ejemplo el estiércol de
cerdo es más productor de metano que el de otras especies.
Proceso desarrollado por SENER/SGT en España
SENER y SGT dos compañías de ingeniería
con larga trayectoria empresarial en el desarrollo e implantación de procesos
para la industria química, farmacéutica y agroalimentaria, y en dar solución a
los problemas medioambientales de multitud de clientes de todos los sectores
productivos enfocaron hace años sus esfuerzos a buscar una solución técnica,
económica y medioambientalmente aceptable para el tratamiento y reducción de los
excedentes de purines de cerdo de zonas vulnerables. El resultado es un proceso
denominado VALPURENÒ. Las dos empresas están construyendo en España, en el
término municipal de Juneda (Lleida) una planta de tratamiento y reducción de
purines excedentarios de 90 granjas de la zona.
Al cabo de unos tres días desde que los
residuos han sido producidos.
El proceso VALPURENÒ, incluye básicamente
las operaciones unitarias siguientes(Figura 1):
Digestión anaerobia, Separación
sólido-líquido, Fijación de nitrógeno por acidificación, Concentración por
evaporación a vacío, Secado, Cogeneración.
Descripción de operaciones:
Digestión Anaerobia.
Fermentación controlada que se realiza en régimen de temperatura mesofílico que
produce una descomposición de la materia orgánica (macromoléculas) en moléculas
más simples de CH4, CO2, NH3, etc., y en productos estabilizados heterogéneos
(moléculas de peso molecular entre 200 y 1000). Comporta una disminución de la
carga orgánica, es decir de la DQO y la DBO5, de los gérmenes patógenos y de
los malos olores, produciéndose además un biogas con contenido en metano del 60
al 75% es decir produciéndose simultáneamente con la neutralización un recurso
energético autóctono y renovable.
Acidificación:
Permite fijar el amoniaco producido con la digestión anaerobia, más los propios
componentes amoniacales del purín. El reactor es del tipo estático para
minimizar la formación de espumas. Dispone de una unidad de desgasificación.
Evaporación :
Etapa en la que comienza la verdadera reducción en volumen, del contenido acuoso
del purín. La evaporación se hace a vacío lo que permite trabajar a
baja temperatura, garantizando una mejor calidad del producto resultante
sometido a condiciones relativamente suaves y con menor formación de volátiles,
así como evitar incrustaciones y corrosiones excesivas típicas de superficies
evaporadoras de productos similares a altas temperaturas. Como fuente de calor
se utiliza la energía térmica procedente de la refrigeración de las camisas de
los motores de la cogeneración. La fase vapor de los evaporadores se recogen un
condensador de superficie enviándose a un tanque de condensados junto a los
condensados de la unidad de secado. Posteriormente los condensados se reutilizan como agua de
aportación a los servicios de la planta.
Secado: Permite
reducir el contenido de humedad del producto final. En el proceso se utiliza un
secador indirecto de contador evitándose por tanto la mezcla directa de la
corriente caliente procedente de la cogeneración, con el producto (purín)que se
está secado. El secador es de haz tubular rotatorio que trabaja a 85-90ºC y en
atmósfera inerte (O2<3% volumen) con lo que se evitan los riesgos de explosión y
la producción de malos olores.
Como fuente de calor se utiliza vapor de
agua obtenido en una caldera pirotubular que utiliza el calor sensible de los
gases de escape de los motores de la cogeneración.
Cogeneración:
La demanda energética del proceso, incluidas no solamente las etapas de
evaporación y secado sino también la digestión mesofílica se abastece a
diferentes niveles entálpicos a los que se adapta perfectamente un conjunto de
motores de gas en ciclo Otto que utilicen como combustible una mezcla de gas
natural y el biogas producido en la digestión.
El resultado es la obtención de un
fertilizante orgánico-mineral estabilizado con una composicióin NPK en el
entorno de 100, 20, 90 kg/t y en formato adecuado para ser utilizado
directamente como fertilizante o como base para fabricar un compuesto más
enriquecido capaz de incorporar parte de la materia orgánica original al suelo.
El conjunto se integra armónicamente cn unidades de biofiltrado para escapes de
válvulas de seguridad, venteos y otros, con especial consideración a los
sistemas de recepción y manejo del purín antes de sufrir las primeras etapas de
digestión y acidificación, para evitar derrames, fugas y olores, con especial
consideración a los aspectos sanitarios y logísticos de la recepción de
cisternas (control acceso, identificación y pesaje) circulación interna por
planta y lavado y desinfección antes de abandonar las instalaciones.
Los datos básicos de una planta de
tratamiento y reducción de purínes que aplique el proceso VALPURENÒ son:
- Capacidad mínima de tratamiento
de purínes 300t/día - Producción de fertilizante
orgánico-mineral 6.000t/año - Consumo de gas natural 250
Mtermias/año - Producción y consumo de biogas 2
Mm3/año - Potencia eléctrica instalada en
cogeneración 16,3 MW.
Material
Utilizado:
·JOSE LUIS ARVIZU, “Tratamiento anaeróbico de
estiércol porcino”, Instituto de Investigaciones Eléctricas, Av. Reforma
no.113 col. Palmira c.p. 62490, Temixco, Morelos,
jlarizu@iie.org.mx.
·JOSÉ GABRIEL CASTILLO ARAYA , profesor, investigador asociado, “Plantas
de biogas una solucion integral como tratamiento de los desechos y fuente de
energia”, apartado postal
159-7050, Cartago, Costa Rica,
gacastillo@itcr.ca.cr
·MIGUEL CHINCHILLA, HORACIO CHI, WILFRIDO CARRILLO, PRIAG, “Producción
semi-intensiva de cerdos y uso de desechos para generar energía”,
apartado 458-2200, Costa
Rica, magdir@brunca.infoagro.go.cr
·
ING. AGR. DANIEL CAMPAGNA E ING. AGR.
LORENZO R. BASSO,
docente facultad de agronomía, “Pasado,
presente y futuro de la producción porcina en la argentina”
Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina.
·R. CHAO, R. SOSA, J. DEL RÍO Y A. PÉREZ, “Impacto
social por la utilización del biogás en un semi-internado de primaria”,
Instituto de Investigaciones porcinas La Habana, Cuba, iip00@ceniai.inf.cu.
·D. JOAQUÍN SABATER, SGT y D. JACINTO LOBO,
SENER, “Tratamiento, reducción y valorización de purines de cerdo proceso
Valpuren ò de Sener/SGT”,
Término municipal de Juneda (Lleida), España.
