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Capitulo 7. Tecnologías disponibles para reducir el potencial contaminante de las excretas de granjas porcicolas

7.1 EFECTO DEL PROGRAMA DE ALIMENTACION SOBRE EL CONTENIDO DE NUTRIMENTOS EN LAS EXCRETAS PORCINAS

Dr. Gerardo Mariscal Landín. CENID Fisiología, INIFAP

7.1.1. INTRODUCCIÓN

En México, la producción porcina ha jugado un papel fundamental dentro del abasto de carne, en la década de los 90’s la oferta de carne de cerdo creció a una tasa anual de 3.5% para ubicarse al final de la década en 994,186 ton, lo que la colocó como la tercer carne de importancia en México (SAGAR, 2000). Así mismo, se caracterizó por ser uno de los principales consumidores de granos forrajeros (4.1 millones de toneladas) y de pastas de oleaginosas (777 mil ton), cantidades que representan el 25.8 y el 21.9% respectivamente de la demanda pecuaria del año 2000 (SAGAR, 2000).

Este incremento en la producción ha ido emparejado a un incremento en el tamaño de las granjas porcinas, el INEGI en 1991 indica a través de los resultados del Censo Agrícola - Ganadero que en el país existían 1’963,000 unidades de producción porcina. Las explotaciones con menos de 20 cabezas (99% del total) contaban solamente con el 52% de la población porcina del país, y el 1% de las explotaciones contabilizaban el 48% del inventario (Lastra et al, 2000). Esta situación trajo como consecuencia un aumento en la capacidad contaminante de las granjas porcinas, sobre todo en regiones del país que presentan una alta densidad de población porcina, ya que la porcicultura en México independientemente de ser practicada en todo el país, muestra una gran concentración en pocas entidades (Gráfica 7.1.1), donde la operación de grandes grupos de productores y empresas permite ofertar grandes volúmenes de carne para el abasto interno e inclusive para la exportación, de tal forma que el 68.7% de la producción nacional es generada en 6 entidades del país: Jalisco, Sonora, Guanajuato, Puebla, Yucatán y Michoacán, (SAGAR, 2000) ver Gráfica 7.1.2.

7.1.2. CARACTERÍSTICAS DE LA PORCICULTURA NACIONAL

En México se observan básicamente tres diferentes sistemas de producción, caracterizados por su nivel tecnológico: Sistema tecnificado, semitecnificado y de traspatio. Los dos primeros tienen una distribución geográfica definida, por el contrario, el sistema de traspatio se presenta en todos los estados del país.

Sistema tecnificado: Se caracteriza por utilizar tecnología de punta, con adecuaciones particulares a las condiciones climatológicas donde se encuentra. El nivel de integración es alto, lo que le permite controlar la calidad genética de la piara y estandarizar los cerdos producidos para sacrificio. Generalmente son empresas que cuentan con asesoría en la formulación de raciones de acuerdo a la disponibilidad de insumos y capacidad productiva de la piara, así como con fábrica de alimentos balanceados. Los estados en donde es preponderante este sistema y los que se encuentran libres de enfermedades de carácter económico son prácticamente los mismos, lo que indica su preocupación sobre el control sanitario del hato. Los mercados en los cuales comercializa su producción son las principales zonas urbanas del país y la industria de carnes frías y embutidos. Este sistema de producción ha ido incrementando su participación en la producción en los últimos años; actualmente se estima que representa aproximadamente el 58% de la producción nacional y se ubica principalmente en los estados de Sonora, Sinaloa y Yucatán (Lastra et al., 2000).

Sistema semitecnificado: Se le nombra así porque su principal característica es la de utilizar tecnología moderna al mismo tiempo que técnicas tradicionales de manejo, sus parámetros productivos son muy variables; sin embargo, generalmente su productividad es inferior a la observada en el sistema tecnificado. Esto es debido principalmente a que la infraestructura de las granjas y el control sanitario de las mismas no son adecuados, a lo cual se suma el empleo de alimentos comerciales, los cuales se caracterizan por cubrir los requerimientos nutrimentales de una población hipotética de cerdos. Comercializa sus productos principalmente en mercados regionales y en pequeños centros urbanos; su participación en el mercado nacional representa alrededor del 15% y su importancia productiva disminuyó en un 5% en la última década (Lastra et al, 2000). Este sistema se encuentra en todos los estados de la república, aunque es mayoritario en el Centro (Guanajuato, Michoacán, Jalisco) y Sur del país.

Sistema de traspatio: Este sistema se practica en todo el territorio nacional, incluyendo áreas urbanas como la ciudad de México, donde se tienen censados a 40,000 cerdos repartidos en siete delegaciones: Alvaro Obregón, Magdalena Contreras, Cuajimalpa, Milpa Alta, Xochimilco, Tláhuac y Tlalpan (Ramírez, 2001), su mayor relevancia radica en ser una fuente de abasto de carne en zonas en donde los canales comerciales formales no operan. Su aporte a la producción nacional se estima en un 30%, este porcentaje se ha mantenido prácticamente invariable durante la última década. Otra característica importante de este sistema es que la calidad genética de los animales es baja, lo cual se traduce en bajos rendimientos productivos (Lastra et al., 2000).

7.1.3. PRODUCCIÓN INTENSIVA.

La producción animal intensiva, la cual es representada por la porcicultura tecnificada y semitecnificada, tiene en común el hecho de que sus resultados aparentemente dependen poco de las condiciones naturales de su entorno, ya que su principal característica es el uso de insumos externos, así como el de un importante consumo de energía. Sin embargo, el nivel de deterioro que actualmente tienen los recursos naturales en el país hace necesario poner en práctica acciones de conservación dirigidas a recuperarlos y a manejarlos adecuadamente con el fin de asegurar su disponibilidad futura. Toledo (1991, citado por León 1995) evidencia las dimensiones del impacto ecológico provocado por las actividades ganaderas, caracterizándolo en dos vertientes principales: el primero relacionado con el hábitat natural y el segundo relacionado con los niveles de carga contaminante que una explotación aporta directa e indirectamente al medio ambiente en el cual se encuentra inmersa.

Uno de los ejes fundamentales del sistema de producción intensivo es la fabricación de alimentos balanceados a base de cereales, leguminosas y oleaginosas. Es por lo anterior que el papel de la porcicultura intensiva sobre los ciclos hidrológicos es importante, ya que la transformación de la vegetación nativa a cultivos de gramíneas, como el sorgo, provoca efectos de erosión caracterizados por una considerable pérdida de nutrimentos del suelo (Sarukhan y Maass, 1986; citados por León 1995), además se tiene que incluir la alteración ocasionada por la extracción de agua de los mantos acuíferos. Sin embargo, el uso que el cerdo hace de la energía capturada por los vegetales es ineficiente, Spedding (1979 citado por León 1995) estima que representa solamente el 35% de ella, debido a las pérdidas que se presentan a nivel de los procesos digestivos y metabólicos propios del animal.

Aunado a lo anterior, los impactos ambientales directos de la producción porcina intensiva son la contaminación del aire, suelo y agua por los “subproductos” (gases, heces y orina) originados durante el “proceso de producción” (crecimiento de los animales). Esto es debido básicamente a que la existencia de una alta concentración animal supone una producción alta de ruidos, olores y sobre todo de desechos orgánicos, heces y orina, (León 1995).

El manejo que se haga de las excretas es primordial, ya que representan un alto riesgo de contaminación del suelo y mantos freáticos principalmente con nitratos y fosfatos por el probable escurrimiento y filtración, lo cual incrementa el proceso de eutrofización de los mantos acuíferos. Otra de las consecuencias ecológicas es la relacionada con la aportación de nitrógeno hacia la atmósfera lo cual contribuye a la formación de lluvia ácida.

7.1.4. PRODUCCIÓN DE EXCRETAS Y CONTAMINACIÓN AMBIENTAL.

Se han realizado varios cálculos para estimar la cantidad de excreta (heces + orina + agua) que se producen en una explotación porcina; a continuación se enumeran algunos de ellos: Pérez Espejo (1992) menciona que por cada 70 kg de peso vivo en granja, se producen entre 4 y 5 kg de excreta, por su parte Gadd (1973) menciona que el promedio de producción de excretas en engorda, puede ser un décimo del peso vivo por día (sólido y líquido), lo que representa 1.36 kg de heces y 4.73 l de orina por día en promedio desde el destete hasta el peso al sacrificio; Penz (2000) proporciona datos del volumen diario de excretas producidas por tipo de cerdo (Cuadro 7.1.1); Sweeten (1979) estima la cantidad anual producida por unidad cerda (lo que equivale a una hembra más los cerdos producidos por ella en un año), cantidad que representa 13 ton de excretas por año, con un contenido de 10% de materia seca. Sin embargo, es de remarcar que la cantidad producida de excretas varía básicamente por los siguientes factores: los ligados a las instalaciones y al equipo y los ligados al animal y al alimento, (Dourmand, 1991) ver Figura 7.1.1. Los factores ligados a las instalaciones afectan principalmente el contenido de agua de las excretas, así como la emanación de gases, por su parte los factores ligados al animal y al alimento influyen directamente sobre la composición química de las excretas, ya que la excreción corresponde a la proporción de un nutrimento contenido en el alimento que no es retenido por el animal (Dourmand, 1991); la cantidad retenida depende a su vez de la composición del alimento y de la capacidad del animal por fijar (depositar) los diferentes nutrimentos, principalmente el nitrógeno y el fósforo. Por lo que la composición química (Cuadro 7.1.2) y por lo tanto el poder contaminante de las excretas es muy variable y depende básicamente de la calidad del alimento, del programa de alimentación y de la capacidad productiva de los cerdos de una granja.

Los principales contaminantes de las excretas porcinas pueden dividirse a su vez en: físicos como la materia orgánica y los sólidos en suspensión; químicos como el nitrógeno, el fósforo y el potasio excretados y el olor el cual es ocasionado por una gran cantidad de compuestos orgánicos volátiles (Sutton et al., 1999), ver Cuadro 7.1.3.

La contaminación generada por una granja porcina afecta al microambiente (la granja misma) y al ambiente en general. En lo que respecta al microambiente, se ha visto que la exposición a los gases producidos (amoniaco, sulfuro de hidrógeno, metano y bióxido de carbono) representa riesgos directos a la salud de los trabajadores y de los cerdos de la explotación. Esto es debido a que el amoniaco es irritante por lo que tiende a producir malestar en los cerdos, Drummond et al., (1980) constataron un decremento (del 12 al 30%) en la ganancia diaria de peso de cerdos alojados en lugares con concentraciones crecientes de amoniaco (50, 100 y 150 ppm). El amoniaco proviene del nitrógeno excretado principalmente en la orina (85%) y en las heces (15%) y su taza de volatilización depende de la relación existente entre los iones amonio y amoniaco la cual depende del pH de la excreta (Hoeksma et al., 1992). Así mismo, la producción de bióxido de carbono (CO2) y metano (CH4) contribuye al efecto invernadero mundial, aunque en mucho menor escala que el CO2 y CH4 producidos por los rumiantes (Kirchgessner et al., 1990).

Sin embargo, el principal problema ocasionado por las excretas es la contaminación química debida a la excreción de grandes cantidades de nitrógeno (en forma de nitratos), fósforo y potasio (Vanderholm, 1979; Peet-Scwering et al., 1999), estos últimos autores, estimaron que bajo condiciones comerciales de producción en Holanda el fósforo consumido es excretado en proporciones variables, ya que una cerda excreta alrededor del 75%, los lechones destetados el 38% y los cerdos de abasto el 63%, la vía de excreción del fósforo es principalmente fecal; en lo referente al nitrógeno la proporción excretada para las mismas categorías de animales fue de 76, 46 y 67% respectivamente y este es excretado principalmente vía urinaria.

7.1.5. ALTERNATIVAS PARA DISMINUIR LA CONTAMINACIÓN OCASIONADA POR LAS EXCRETAS.

1.- Mejorar el conocimiento sobre la porción del nutrimento que realmente entra en el sistema (coeficientes de digestibilidad), lo cual permitirá mejorar la precisión con que se aportan esos nutrimentos a los cerdos.

La investigación realizada a nivel mundial (Cuadro 7.1.4), sobre la digestibilidad del fósforo (Jongbloed y Everts, 1992; Jongbloed y Kemme, 1992; Jongbloed et al., 1998) y de la proteína y aminoácidos en materias primas (Southern, 1991; Rhône Poulenc, 1993; Jondreville et al., 1995) es muy extensa; en México se han comenzado a realizar ese tipo de estudios (García et al., 2001; Avellaneda, 1999), ver Cuadros 7.1.5, 7.1.6 y 7.1.7; los resultados de esas investigaciones permitirán generar una base de datos que al ser empleada en la formulación de raciones se mejore la precisión con la que se aportan los nutrimentos a los cerdos, ya que se podrán formular las raciones en base al contenido digestible de esos nutrimentos.

2.- Uso en la alimentación de cerdos de enzimas exógenas, principalmente fitasas con el fin de incrementar la eficiencia de uso del fósforo lo que permite disminuir el nivel “total” de fósforo sin disminuir el nivel de fósforo útil para el animal y consecuentemente disminuir la excreción de fósforo al ambiente (Näsi, 1990; Kornegay, 1996). Eso nos permite colateralmente depender menos de fuentes de origen mineral utilizadas en la alimentación animal. Además, en el mercado existen varios tipos de enzimas exógenas (proteasas, xilanasas, b-glucanasas) que mejoran la digestibilidad total de la dieta, permitiendo indirectamente el disminuir el aporte total de nutrimentos sin disminuir el aporte de nutrimentos digestibles en la dieta.

3.- Un programa de alimentación que permita obtener la mejor respuesta de los animales a la dieta. Esto se logra con una mejor caracterización de los requerimientos nutrimentales de los cerdos, bajo el concepto de aminoácidos digestibles y proteína ideal (Baker y Chung, 1992; NRC, 1998), concepto que permite disminuir el contenido de proteína cruda de la dieta sin alterar el comportamiento productivo del cerdo, siempre y cuando se respete el perfil ideal de aminoácidos (Castañeda et al., 1995; Kerr, 1996; Roth y Kirchgessner, 1996); de fósforo digestible (Jongbloed y Everts, 1992; NRC, 1998), ver Cuadro 7.1.8. Así como un incremento en el número de fases de alimentación y la separación de animales tomando en consideración el sexo de los cerdos, han permitido disminuir la excreción de nitrógeno y fósforo. Esto es debido a que la capacidad de retención de nitrógeno y de fósforo disminuye con la edad del animal (Gráficas 7.1.3 y 7.1.4).

4.- Alterar mediante la formulación del alimento la relación de nitrógeno amoniacal, favoreciendo formas de nitrógeno menos volátiles. Este principio ha sido estudiado básicamente en Holanda (Mroz et al., 2000a; Mroz et al., 2000b) y se fundamenta básicamente en dos conceptos:

El primero es el de incrementar la cantidad de nitrógeno fecal disminuyendo la excreción urinaria del mismo, esto se logra al incrementar la proporción de carbohidratos fermentables (polisacáridos no amiláceos) a nivel de intestino grueso, lo cual permite el crecimiento de la masa bacteriana y por ende la formación de proteína bacteriana.

El segundo se basa en acidificar el pH de la orina a través de la reducción de la capacidad buffer del alimento y de esta manera disminuir la conversión de urea y amonio (NH4) en amoniaco (NH3) y por ende disminuir las pérdidas de nitrógeno por volatilización (Cuadro 7.1.9).

7.1.6. CONCLUSIONES

Las menor contaminación que se produce al utilizar alguna o algunas de las alternativas previamente planteadas, se obtiene al mejorar la eficiencia alimenticia y por ende la retención de nutrimentos en el animal, hechos que se traducen en una menor contaminación ambiente.

En México se cuenta actualmente con la tecnología necesaria para evitar la excreción excesiva de contaminantes en las excretas, así mismo esas tecnologías están estrechamente vinculadas con la eficiencia productiva, por lo que desde un punto de vista técnico no debería de ser un problema su aplicación dentro de una unidad productora

7.1.7. BIBLIOGRAFÍA

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GRAFICA 7.1.1. POBLACION PORCINA POR km2 EN LOS PRINCIPALES ESTADOS PORCICULTORES DEL PAIS

SAGAR, 2000

GRAFICA 7.1.2. PRODUCCIÓN NACIONAL DE CARNE - 1999: 100% = 994,186

GRAFICA 7.1.2. PRODUCCIÓN NACIONAL DE CARNE - 1990: 100% = 757,351

CUADRO 7.1.1. PRODUCCION DIARIA DE EXCRETAS SEGÚN EL TIPO DE CERDO

Etapa

Estiercol
kg/día

Est. + orina
kg/día

Volumen
l/día

Volumen
m3/animal/mes

25-100 kg

2.3

4.9

7.0

0.25

Hembra

3.6

11.0

16.0

0.48

H. lactación

6.4

18.0

27.0

0.81

Semental

3.0

6.0

9.0

0.28

Lechón

0.35

0.95

1.4

0.05

Promedio

2.35

5.8

8.6

0.27

FIGURA 7.1.1. PRINCIPALES FACTORES QUE AFECTAN LA CANTIDAD Y COMPOSICION DE LAS EXCRETAS

CUADRO 7.1.2. EXCRECION ANUAL DE NUTRIMENTOS

Animal

N kg/año

P kg/año

K kg/año

Lechón

2.6

0.9

1.7

Crecimiento

5.0

1.6

3.2

Engorda

11.3

3.7

7.3

Finalización

15.0

5.0

10.0

H. gestante

10.4

3.5

6.8

H. Lactante

38.1

12.7

24.9

Semental

12.7

4.3

8.6

Vanderholm, 1979

CUADRO 7.1.3. PARTICULAS CAUSANTES DEL OLOR

COMPUESTO

Umbral mg/m3

Acido acético

25-10,000

Acido propanoico

3-890

Butanoico

4-3,000

Acido 3 metil butanoico

5

Acido pentanoico

0.8-70

Fenol

22-4,000

4 Metil fenol

0.22-35

Indole

0.6

3 Metil indol

0.4-0.8

Metanetiol

0.5

Dimetil sulfito

2-30

Dimetil disulfito

3-14

Dimetil trisulfito

7.3

Sulfito de hidrógeno

0.1

Sutton et al., 1999

CUADRO 7.1.4. DIGESTIBILIDAD DEL FOSFORO EN DIFERENTES MATERIAS PRIMAS.

Alimento

Promedio

Rango

Alimento

Promedio

Rango

Cebada

39

34-44

Canola

27

22-33

Maíz

19

12-26

S. de arroz

14

9-20

Trigo

48

46-51

P. Soya

39

33-46

Chícharo

45

42-51

P. Girasol

15

9-20

Frijol

37

29-48

S. Trigo

30

24-35

H. de Carne y Hueso

81

80-81

Yuca

6

1-13

Leche desh.

90


F.M.C.

82

80-84


F.M.C.=fosfato monocálcico

Jongbloed et al., 1998

CUADRO 7.1.5. DIGESTIBILIDAD DEL FOSOFORO EN SORGO


Sin Fitasa

500 U.I.

750 U.I.

Prob.

E.E.M.

M.S.

77.85

78.36

78.80

0.20

2.34

Ca

46.21a

64.30b

69.24b

0.01

7.51

P

19.52a

25.22b

21.97b

0.02

10.02

E.M.

73.97a

77.23b

77.92b

0.02

2.33

Balderas et al., 2001

CUADRO 7.1.6. DIGESTIBILIDAD ILEAL, EN CERDOS, DE SORGOS CON DIFERENTE CONTENIDO DE TANINOS


<0.2

0.46

1.00

0.98

EEM

M.S.

78.07a

71.29b

72.18ab

69.60b

2.11

P.C.

80.55a

69.71b

73.91ab

73.22ab

2.84

Avellaneda, 1999

CUADRO 7.1.7. DIGESTIBILIDAD ILEAL, EN CERDOS, DE SORGOS CON DIFERENTE CONTENIDO DE TANINOS


<0.2

0.46

1.00

0.98

EEM

Lis

63.39a

48.23b

65.36a

74.53a

4.267

Met

82.60a

72.79b

78.49ab

77.68ab

2.261

Tre

75.92a

53.99b

71.82a

73.30a

2.964

Pro

87.81a

82.14a

68.49bc

65.27c

3.980

Avellaneda , 1999

GRAFICA 7.1.3. RELACION ENTRE LOS REQUERIMIENTOS DE NITROGENO Y EL NUMERO DE FASES DE ALIMENTACION EN CERDOS

GRAFICA 7.1.4. CURVA DE DEPOSICION DE FOSFORO EN CERDOS EN CRECIMIENTO.

Jongbloed et al., 1998

CUADRO 7.1.8. DISMINUCION DE EXCESOS DE NITROGENO DIETETICO POR EL USO DE DIETAS BAJAS EN PROTEINA FORMULADAS BAJO EL CONCEPTO DE PROTEINA IDEAL Y AMINOACIDOS DIGESTIBLES


AA'd5,2

AA't5,2

AA'd PClibre

AA'd5,8

PC AA's libres

CDA Kg/d

3,0

2,8

2,8

2,9

2,9

GDP K g/d

0,89b

0,80

0,85a

0,88b

0,86b

GDP/CDA

0,3

0,2

0,3

0,3

0,3

PC cons Kg/d

0,47a

0,44b

0,49

0,42

0,45ab

Eficiencia

1,92b

1,80b

1,77

2,17b

1,94b

abc P<0.05

CUADRO 7.1.9. EFECTO DEL NIVEL DE PROTEINA Y FUENTE DE CARBOHIDRATOS SOBRE LA COMPOSICION QUIMICA DE LA EXCRETA


pH

MS

N-NH3 mg/l

N total mg/l

N-NH3 %MS

N total %MS

13% PC

7.77c

12.6d

6,716c

13,747c

5.3c

10.9c

10%+AA’s

6.93d

14.7d

5,204d

10,319d

3.5d

7.0d

10%+AA’s+CHO’s

7.08d

15.3d

5,141d

10,924d

3.4d

7.1d

10%+AA’s+Cel

6.40d

18.9c

3,270e

8,184e

1.7e

4.3e

EEM

0.12

0.9

538

969

0.35

0.63

Sutton et al., 1999

7.2. COMPENDIO DE TECNOLOGÍAS PARA EL MANEJO Y UTILIZACION DE LAS EXCRETAS DE GRANJAS PORCÍCOLAS

MC. Gerardo Salazar Gutiérrez. CECEJ-INIFAP

7.2.1. INTRODUCCIÓN

Las explotaciones porcinas futuras estarán condicionadas por varios aspectos claves que determinarán su viabilidad y continuidad: La BIOSEGURIDAD, las CONDICIONES MEDIOAMBIENTALES y el BIENESTAR DE LOS ANIMALES (Palomo 2002).

En la última década la producción porcina se ha concentrado e intensificado; uno de los problemas que esto ha traído consigo, es el incremento en la producción de excretas, y en consecuencia, un aumento en los niveles de nitrógeno y fósforo que se aportan al suelo, lo que supone un exceso de dichos elementos sobre las necesidades de las plantas. Al mismo tiempo, se tiene un aumento en las emisiones de amoniaco al medio ambiente, y por consiguiente, mal olor que estos despiden.

Se disponen de métodos relativamente simples para superar este desafío y a un costo razonable, el cuál se puede manipular, por un lado, mediante la alimentación, alterando cantidad y calidad del contenido de nutrientes de las dietas, y de esta manera, la composición química de las excretas y en consecuencia la carga contaminante de estas. Para minimizar el impacto de un sistema de producción sobre el medio ambiente se debe reducir lo más posible los residuos contaminantes en cada etapa de producción. En el caso de la producción porcina, lo que más afecta es el manejo y distribución ineficiente de las excretas las que deteriorarán mas el entorno.

Todos necesitamos trabajar para una agricultura sustentable medio-ambiental y económicamente rentable, necesitamos estar preparados para llevar a cabo prácticas necesarias para reducir el impacto negativo al entorno ecológico, que procede de la producción pecuaria. Las prácticas necesitan ser determinadas en cada unidad de producción y analizando el costo de la práctica de protección del medio ambiente que se obtiene.

El costo de éstas prácticas y los beneficios variarán de granja en granja. Se requiere desarrollar nuevas prácticas y procedimientos para la mejor utilización de nutrientes para incrementar la producción mientras se reducen las emisiones y sobre carga en el medio ambiente. En este trabajo se enumeran diferentes tecnologías y procedimientos para minimizar el impacto negativo al entorno ambiental que trae consigo una granja porcícola debido a la emisión de excretas; por medio de las cuales se pretende especificar diversas alternativas de manejo de las excretas animales en las granjas como alternativas que existen para su utilización y aprovechamiento

7.2.2. ¿QUÉ SON LAS EXCRETAS?

Para intentar una mejora en el manejo y utilización de las excretas es necesario que se conozca con más precisión lo que son. Un modo simple de lograrlo, es sabiendo dónde, cuánto, cómo y a partir de que se origina. Hay dos formas de cómo se pueden considerar las excretas: Como desecho de la alimentación de los animales sin pensar en ningún tipo de tratamiento, o bien como materia para reciclaje.

1. Como desecho de los animales: Su origen está en los alimentos que se proporcionan a los animales, de los cuales el organismo toma los nutrientes necesarios para su mantenimiento, producción y reproducción; se le agregan elementos de la digestión no utilizados por el metabolismo, los cuales ya mezclados se expulsan fuera del mismo y dan como resultado las heces y orina.

2. Como materia prima para procesos de reciclaje: Tiene como origen las heces y orines recién expulsados, los cuales están constituidos por el sobrante del alimento ya digerido pero no utilizado por el organismo, aparte se le suman desperdicios como camas, residuos de comida o material añadido de forma deliberada para aumentar la materia seca y así asegurar satisfactoriamente su manejo durante el almacenamiento y transporte (Grundey, 1982), viéndose afectado por el tipo de alimento y por el organismo en el cual se ha formado.

7.2.3. COMPOSICIÓN DE LAS EXCRETAS

Esta es muy importante conocerla, ya que de esta forma se determinara el valor de la misma, tanto para usos agrícolas, pecuarios y/o industriales. De la misma forma es imprescindible conocer los factores que afectan directamente su composición, ya sea en su calidad y cantidad, las cuales a su vez se verán afectadas por el tipo de alimento, el animal mismo y el tipo de instalaciones que condicionará su manejo:

1. - El alimento:

a) Cantidad de alimento
b) Composición del alimento (Sist. de formulación)
c) Calidad del alimento (Sist. de formulación)
d) Estado del alimento

2. - El animal:

a) Estado de salud animal
b) Hábitos alimenticios
c) Edad del animal
d) Actividad productiva del animal
e) Etapa fisiológica

3. - Manejo e instalaciones

a) Condiciones bajo las cuales se produce el estiércol
b) Duración y condiciones de almacenamiento
c) Tipo de instalaciones (piso sólido; piso de rejilla, etc.)

Es tal la cantidad de variables, que parecería imposible saber cual es la composición del estiércol; sin embargo, como el tipo de explotación que priva actualmente es intensivo, se encuentran grandes cantidades de cerdos de la misma edad, actividad productiva y sexo, que además están consumiendo los mismos tipos de alimentos, elaborados con las mismas materias primas y alimentados con los mismos programas, lo cual hace más sencilla la determinación de la composición del estiércol.

Típicamente se pueden encontrar cantidades variables de los diferentes nutrientes; sin embargo, existen, constantes que dan ciertas cualidades deseables al estiércol porcino. Las fracciones más importantes que se pueden encontrar en los reportes son el extracto libre de nitrógeno (ELN) y la proteína cruda (PC) debido a su posibilidad de rehúso como nutrientes para el ganado y para el suelo; también es importante la fibra cruda (FC) como nutrimento animal o como mejorador de suelo (Cuadro 7.2.1). En conjunto, estos elementos hacen un gran aporte de materia orgánica a los suelos agrícolas, lo mismo que la gran cantidad de cenizas, cuya composición en el caso del estiércol porcino resulta de gran interés para el agricultor (Salazar, 1997).

Cuadro 7.2.1 Composición nutritiva de excretas porcinas en base a % de la M.S

Concepto

%

Materia Seca

26.43

Proteína Cruda

15.87

Extracto Etéreo

4.69

Fibra Cruda

17.52

Cenizas

12.05

Extracto Libre de Nitrógeno

49.87

Calcio

.61

Fósforo

1.36

Nutrientes digestibles totales

71.20

Pared celular

44.00

Fuente: Cobos et al. (1988).

7.2.4. VOLUMEN DE EXCRETAS PRODUCIDAS.

Es necesario considerar el volumen de materia fecal que se produce aproximadamente por animal de acuerdo a su etapa fisiológica, ya que este dato ayudará a planificar los objetivos y metas dentro de un esquema de manejo de excretas en la granja (Cuadro 7.2.2).

Cuadro 7.2.2. Volumen de materia excretas de acuerdo a la etapa fisiológica[6]

Etapa productiva

Peso vivo, kg

Volumen :Lts /día

% MS

Intervalo

Media

Lechones hasta 3 semanas

5


1.0

10

Lechones destetados

12

1.5-2.5

2.0

10

Cerdos de engorda con alimento solo

50

2.0-5.5

4.0

10

Cerdos engorde con agua: alimento





Relación 2.5:1

50

2.0-5.0

4.0

10

Relación 4:1

50

4.0-9.0

7.0

6.0

Cerdos engordados con subproductos alimenticios2

50

Variable

15.0

10

Cerdos engordados con suero

50

14.0-17.0

14.0

2

Verraco

200


5.0

10

Cerda destetada (seca)

150


4.5

10

Cerda con camada de 3 semanas

150


15.0

10

2 Escamochas.
Fuente: Grundey (1992).

7.2.5. TECNOLOGÍAS DE TRATAMIENTO DE EXCRETAS

7.2.5.1. TRATAMIENTOS PRIMARIO

7.2.5.1.1. FÍSICO

7.2.5.1.1.1. Manual

- Características del material residual (físicas y químicas, Cuadro 7.2.3).

Cuadro 7.2.3. Composición del material porcino en fresco.

Item

Fresco

Humedad

50.26

Proteína Cruda

23.98

Grasa cruda

7.17

Fibra Cruda

7.10

Cenizas

12.58

Ca

2.23

P

1.36

Fuente: Cobos et al. (1988).

- Tipo de instalaciones:

Piso sólido de cemento en las corraletas.

- Equipo:

Pala, carretillas, rastras, escrepa, recogedor.

- Ventajas:

Uso nulo de agua.

Las excretas mantienen su calidad nutricional en función de sus componentes originales.

- Desventajas:

Requiere colección diaria.

Requiere relativamente mucha mano de obra.

Tratamiento inmediato de las excretas recolectadas.

Pérdida de nitrógeno por volatilización.

Poco práctico para tiempo de lluvias.

- Repercusiones ambientales:

Proliferación de moscas.

Incremento en la generación de olores.

(Salazar et al, 2002).

7.2.5.1.1.2. Mecánico.

- Características del material residual (físicas y químicas).

(Ver Cuadro 7.2.3., de recolección manual)

- Tipo de instalaciones:

Pisos sólido en las corraletas.

Pasillos amplios para el paso de la maquinaria.

- Equipo:

Buldózer, palas mecánicas, moto reductores para tracción.

- Ventajas:

El gasto de agua sigue siendo mínimo.

Quizás el costo del equipo sea limitante.

- Desventajas:

Costo por mantenimiento de maquinaria y energéticos.

Inversión alta.

Esclavo de la funcionalidad de las máquinas.

Recolección diaria para evitar problemas de encostramiento.

- Repercusiones ambientales:

Proliferación de moscas.

Incremento en la generación de olores.

7.2.5.1.1.2.1. Acarreo hidráulico.

- Característica del material residual: pierde elementos principalmente solubles como el N (hasta un 50%).

- Principios técnicos: Recomendable para aquellas granjas en donde se maneja el estiércol en forma liquida o para quienes tienen posibilidad de construir una laguna.

- Instalaciones

Declives o pendientes en los pisos de las corraletas o debajo de las jaulas de los cerdos.

Manejo del agua por gravedad o por presión.

Drenes que faciliten la extracción de los líquidos y sólidos.

Piso de cemento en las corraletas.

Fosas bajo pisos de rejillas que hagan más eficiente la extracción de grandes volúmenes.

Pisos de rejillas que permitan el traspaso del estiércol hacia las fosas subterráneas.

Canales de escurrimiento superficiales o subterráneos para permitir el escurrimiento o acarreo.

Pendientes adecuados en drenes, fosas y canales para evitar la interrupción de los flujos.

- Equipo:

Equipo de bombeo y mangueras para barrer con agua a presión.

Sifones, tanque basculantes, tanque de sifón automático, tanque de compuerta, tanque manual para el barrido acuático por escurrimiento

Bombas hidráulicas para el acarreo de semisólidos.

- Requerimientos de agua por cantidad de estiércol:

10 Lt/kg de heces frescas mediante acarreo hidráulico con tanque basculante haciendo turbulencia bajo piso de rejilla.

10 Lt/kg de heces frescas para dilución en charca inundada.

5 Lt/kg de heces frescas mediante lavado a presión sin colección manual.

- Ventajas:

Limpieza más rápida y efectiva.

Reduce la producción de malos olores.

Ahorran energéticos.

- Desventajas:

Aplica solo en áreas donde el agua no es escasa.

Produce pérdidas altas en el valor nutricional del estiércol.

Se requiere una superficie mayor de la granja.

Posibilidad de transmisión de enfermedades.

- Repercusiones ambientales

Uso excesivo de agua.

Posible contaminación de cuerpos de agua por escurrimiento.

(Salazar et al, 2002).

7.2.5.2. TRATAMIENTOS SECUNDARIOS

7.2.5.2.1. Físicos.

7.2.5.2.1.1. Deshidratación (natural y artificial).

- Características del material (Cuadro 7.2.4).

Cuadro 7.2.4. Efecto de la desecación natural en la composición química de la cerdaza.


Tratamientos (hr de desecación)1

Concepto

0

24

48

72

96

120

CV

Sx

Mat. orgánica

74.82

73.85

74.14

73.51

73.97

74.53

1.2

.217

Cenizas

20.43

20.62

20.52

21.26

20.86

20.26

2.5

.122

Proteína

26.18c

28.75a

26.12c

28.64ab

28.35ab

27.45abc

5.8

.377

1 Números con diferentes letras son estadísticamente significativos (P<.05).
Fuente: Ochoa et. al.(1989).

- Principios técnicos: Se elimina el agua por evaporación, aplicación de calor en forma controlada al estiércol semi-seco o húmedo (difícilmente se aplica al líquido).

La deshidratación se puede producir por cualquiera de las siguientes técnicas:

1. -Secado solar en plataforma.
2. -Secado solar en eras.
3. -Secado solar en invernadero.
4. -Secado con equipo y por combustión de algún energético.

- Instalaciones, equipo y procedimientos:

Plataforma: Para secado natural es necesaria la construcción de una plataforma delgada de cemento con pendientes hacia el centro del cual se deriva un pre-colector de escurrimientos hacia un pozo de infiltración. La superficie requerida es grande porque el estiércol no debe tener más de 10 cm de espesor. Diariamente, se rastrilla para voltearlo durante una semana, después se palea y se almacena.

Era: La era de secado consiste en una superficie amplia y plana que se cubre con capas de grava en primer término y arena en la parte superior, el tamaño varia dependiendo del número de animales de la granja. El total de la era se subdivide en varias secciones separadas unas de otras por muros o divisiones de diversos materiales, las dimensiones de cada sección tienen una proporción de 4:1 y a lo largo de las mismas en el lecho de grava se coloca un drenaje para colectar el escurrimiento. El tratamiento del estiércol es igual al anterior.

Invernadero: Esta construcción no difiere de lo que es un invernadero para plantas. Puede ser una caseta cubierta con plástico en cuyo piso se aloja el estiércol; el piso debe tener un sistema de drenaje para el excedente de agua. La caseta cuenta con un sistema de ventilación natural para desalojar la humedad procedente de la evaporación. El manejo del estiércol es el mismo que en los casos anteriores.

Equipo de combustión para el secado: Estos equipos son complejos y costosos pero tienen la ventaja de procesar grandes volúmenes en poco tiempo, lo que los hace rentables. Todos ellos cuentan con los siguientes elementos. a) un sistema de transporte de estiércol hacia el interior y que también lo extrae; pueden ser bandas sin fin u otros, b) una cámara donde se produce la evaporación, por calentamiento del aire mediante la combustión de algún material energético, que en algunos casos es el mismo estiércol ya seco y c) un sistema de extracción de la humedad resultante y de las cenizas de la combustión en su caso. El equipo es movido por una serie de motores en la cual su caballaje dependerá del volumen.

- Ventajas:

Eliminación de bacterias no esporuladas.

Muerte de huevos y larvas de parásitos e insectos.

Detención de los procesos de oxidación o fermentación.

Estabilización del contenido nutricional.

Disminución del peso y volumen del estiércol.

Eliminación de malos olores (como producto final).

- Desventajas:

Relación de dependencia entre las instalaciones y el equipo.

Aumento de la pérdida de N por volatilización (hasta un 60%).

Aumento en la proliferación de moscas y otros insectos.

Aumento en la generación de olores desagradables durante el proceso.

Altos costo de equipo y energéticos (en secado artificial).

Necesidad de un terreno amplio.

Limitado a un espacio techado cuando sea tiempo de lluvias.

Imagen visual no amigable.

- Repercusiones ambientales:

Desprendimiento de olores durante el proceso.

Contaminación de manto freático por filtración sobre todo en terrenos porosos.

Contaminación de aguas superficiales por lixiviación y escurrimiento.

7.2.5.2.1.2. Separación sólido-líquido.

- Características del material: material con 15%-20% de humedad (muy manejable), pero ha pérdido cerca del 80% del N original, el que se encontrará disuelto en la fracción líquida (7.2.5).

Cuadro 7.2.5. Modificación en la composición del residual porcino a través del proceso de separación de sólido/líquido (% BS).

Item

Primera Recuperación

Exprimidor

Humedad

32.70

15.8

Proteína Cruda

11.85

4.8

Grasa Cruda

6.80

5.2

Fibra Cruda

16.75

10.75

Cenizas

16.90

13.80

Ca

2.05

2.8

P

1.27

1.42

Fuente: Salazar (1996).

- Principios técnicos: Permiten un manejo mas eficiente del estiércol porque el volumen del líquido se reduce al 75%-86% del original, eliminado hasta 90% de los sólidos en suspensión. Estos sólidos se pueden esparcir en el momento deseado y el agua que se separa se puede usar posteriormente como fertilizante líquido en irrigación previo análisis tanto del suelo como del residual líquido para cuantificar la necesidad de nutrientes y por tanto la dosis de aplicación del residual.

- Instalaciones, equipos y procedimientos:

Tamiz o Malla.- El estiércol disuelto en el agua es empujado por un conducto que desemboca en la parte superior del equipo, desde donde se deja caer sobre una malla que permite el paso del agua y sustancias solubles muy finas. El tamaño de la malla varía de acuerdo al volumen de sólidos que se pretenda recuperar. El tamiz retiene a los sólidos suspendidos los cuales por su peso y debido a la disposición en declive del tamiz, resbalan hacia el fondo donde un mecanismo de transporte (bandas, gusano, pala, etc.) los está sacando constantemente hacia un depósito.

Vibradores con tamiz.- En este equipo, el estiércol disuelto es arrojado dentro de un depósito que cuenta con dos secciones divididas por un tamiz, en la parte superior van quedando los sólidos y a la inferior pasan los líquidos; por vibración y rotación van saliendo los sólidos y líquidos, cada uno por su respectiva salida.

Centrífuga.- En varios equipos se utiliza la fuerza centrífuga para la separación de los sólidos; en este caso, algunos de los sólidos disueltos también son separados. El exceso de estiércol disuelto lo envía al interior en donde los sólidos son obligados a pasar al exterior de las espirales por la fuerza giratoria del equipo.

- Ventajas:

El producto final es muy manejable.

Menor volumen necesario para almacenamiento del líquido.

- Desventajas:

Perdida hasta del 80% del N original en las excretas.

- Repercusiones ambientales:

Contaminación de los suelos por escurrimiento de liquido resultante.

7.2.5.2.2. QUÍMICOS

7.2.5.2.2.1. Uso de ácidos orgánicos.

- Ácidos utilizados y principio activo:

Por su solubilidad, sabor y baja toxicidad los ácidos orgánicos de cadena corta, como el acético, butírico, cítrico, fórmico, láctico, málico, propiónico y sórbico son los más utilizados como conservadores o acidificantes. El ácido fórmico se ha mostrado como el más efectivo, con efectos más limitados pero importantes para el propiónico, el láctico y el acético (Rouse te al.,1988)

Su acción esta relacionada con un incremento de la digestibilidad y retención de diversos nutrientes (minerales, proteína y energía), acompañado de una alteración de la población microbiana del tracto gastrointestinal (Eckel et al.,1992, Eidelsburger, 1998; Roth y Kirchgessner, 1999; Digat, 1999).

La efectividad de inhibición del crecimiento microbiano depende no sólo de su poder acidificante sino también de la capacidad del ácido para penetrar a través de la pared celular del microorganismo en forma no disociada (Salmond et al., 1984; Ostling y Lindgren, 1993). Una vez dentro, el ácido se disocia y presenta un doble mecanismo de acción: el hidrogenión (H+) reduce el ph del citoplasma, lo que obliga a la célula a incrementar sus gastos energéticos a fin de mantener su equilibrio osmótico(Salmond et al., 1984) y el anión (A-) perjudica la síntesis de DNA, evitando la replicación de los microorganismos (Luck, 1986; Cherrington et al.,1990,1991; Garland, 1994).

- Características

Se utilizan como inhibidores parciales de la fermentación e inhiben la acción inicial de las bacterias proteolíticas y productoras de ácido acético y butírico.

Son utilizados como conservadores y acidificantes.

Actúan como esterilizante parcial o total del forraje, y se utilizan como agentes micostáticos.

La actividad antimicrobiana de un ácido orgánico o su éster se debe a las moléculas no disociadas del compuesto.

- Productos comerciales

FORDEX (Combinación de ácidos orgánicos: propiónico, fórmico y sus sales).

La combinación de ácidos orgánicos libres y sales amónicas de los mismos hacen de esta premezcla un producto ideal tanto para la conservación del alimento, como para detener el posible crecimiento fúngico y bacteriano. Y además protege de futuras contaminaciones.

Detiene y previene el enmohecimiento de granos, alimentos balanceados y demás materias susceptibles de contaminación; por su diseño, es el antifúngico de choque ideal. Es el producto de elección cuando existen antecedentes de problemas salmonélicos, o cuando se pretenda controlar dicho germen en las harinas animales o en el alimento balanceado.

Dosificación: de 250 g. a 2.000g. por Tm de alimento en función de la humedad y del nivel de contaminación del material a tratar. En aplicaciones antisalmonélicas utilizar 5 kg./Tm.

Vía de administración: La incorporación de MICOFUNG puede realizarse de diferentes formas según las posibilidades y/o circunstancias de la fábrica.

Espolvoreando sobre el camión de recepción de la materia prima.

A la descarga del producto a tratar, adicionándolo simultáneamente en la tolva.

Mediante dosificador intercalado en el circuito de la fabrica.

Incorporándolo a nivel de mezcladora, como un aditivo más.

PROPION 50 (Propionato amónico y ácido propionico 50%).

Como suplemento en granos, cereales, alimentos balanceados y materias primas susceptibles de enmohecimiento. Detiene el calentamiento y fermentación del alimento. Posibilita la utilización de productos envejecidos.

Dosis: está en función de la humedad o de la contaminación del material a tratar. En caso de utilización preventiva y continuada, las dosis recomendadas oscilan entre 250 ml y 1000 ml. Por Tm de cereal o harina. Para productos con humedades superiores al 16% o en ambientes muy calurosos, conviene incrementar la dosis hasta 2000 ml. por Tm.

PROFUNG HARINAS LIQUIDO (Mezcla de ácidos orgánicos de cadena corta:

Ácido Acético, Ácido Propiónico, Ácido Fórmico y Formaldehído).

Como suplemento de las harinas animales para evitar la contaminación bacteriana y fúngica

Dosis: Aplicar al digestor o secador a razón de 1 a 2 litros por Tm. De producto seco. En caso de una harina contaminada que no se pudiera pasar por el digestor a alta temperatura, se debe tratar con PROFUNG HARINAS a la dosis de 10 a 15 litros/Tm.

MICOFUNG (Mezcla de ácidos orgánicos y sus sales: Ácido Acético, Ácido Propiónico, Propionato de cal, Ácido Fórmico, Ácido Sórbico, 4-Hidroxibenzoato de etilo y 4-Hidroxibenzoato de propilo).

Como suplemento en granos, cereales, alimentos balanceados y materias primas susceptibles de enmohecimiento. Detiene el calentamiento y fermentación del alimento. Posibilita la utilización de productos envejecidos.

Dosis: La dosis preventiva normal esta entre 250 g./Tm. Y 500 g./Tm., según se trate de alimentos a granular o en harina.

Vía de administración: La incorporación de MICOFUNG puede realizarse de diferentes formas según las posibilidades y/o circunstancias de la fábrica.

Espolvoreando sobre el camión de recepción de la materia prima.

A la descarga del producto a tratar, adicionándolo simultáneamente en la tolva.

Mediante dosificador intercalado en el circuito de la fábrica.

Incorporándolo a nivel de mezcladora, como un aditivo más.

MICODEX (mezcla de ácidos orgánicos con una potencia equivalente en Ácido Propiónico del 50%. Contiene Ácido Acético, Propionato de cal, Ácido Propiónico, Ácido Fórmico, Ácido Sórbico, 4-Hidroxibenzoato de etilo, 4-hidroxibenzoato de propilo y Cloruro Sódico.)

Como suplemento en granos, cereales, alimentos balanceados y materias primas susceptibles de enmohecimiento. Evita la contaminación fúngica del alimento y por consiguiente el calentamiento y deterioro del mismo a la vez previene los problemas de micosis y micotoxicosis.

Dosificación: La dosis esta en función de la humedad y de la contaminación del material a tratar, oscilando entre 250 g y 2.000 g por Tm.

Vía de administración: La incorporación de MICODEX puede realizarse de diferentes formas según las posibilidades y/o circunstancias de la fábrica.

Espolvoreando sobre el camión de recepción de la materia prima.

A la descarga del producto a tratar, adicionándolo simultáneamente en la tolva.

Mediante dosificador intercalado en el circuito de la fábrica.

Incorporándolo a nivel de mezcladora, como un aditivo más.

- Características del material al final del proceso.

Los cambios deseables desarrollados sobre el aroma, la textura y la acidez provocada por la formación de ácidos orgánicos constituye un medio valioso para retrasar o evitar la alteración proteolítica. Ello permite la conservación y almacenado de los alimentos.

- Consideraciones técnicas:

La incorporación de los ácidos orgánicos puede realizarse de diferentes formas según las posibilidades y/o circunstancias de la explotación.

Espolvoreando sobre el camión de recepción de la materia prima.

A la descarga del producto a tratar, adicionándolo simultáneamente en la tolva.

Mediante dosificador intercalado en el circuito de la planta de alimentos.

Incorporándolo a nivel de mezcladora, como un aditivo más.

Aplicar al digesto o secador directamente.

- Ventajas

La utilización de ácidos orgánicos es compatible con la de otros conservadores o sistemas de conservación y muchas combinaciones poseen un efecto sinérgico.

Mayor tiempo de almacenamiento.

- Desventajas:

Su utilidad se limita a aquellos alimentos con pH inferior a 5.5.

La mayor parte de estos ácidos orgánicos son muy poco eficaces como inhibidores del crecimiento microbiano a valores de pH de 5,5-5,8 en los que crecen la totalidad de las bacterias causantes de toxiinfecciones y alteraciones en la salud de los animales.

Los ácidos orgánicos tienen un carácter corrosivo. Son productos difíciles de manejar que precisan instalaciones adecuadas para su almacenamiento, correcta conservación y aplicación al alimento. La corrosión no sólo afecta a las instalaciones de la planta de alimentos, sino también a los comederos, rejillas y materiales de granja (Holden, 1998). Esta problemática resulta superior para el fórmico que para el láctico ó el cítrico.

Los ácidos orgánicos son moléculas con cierto costo que pueden incrementar el costo de producción.

- Procedimiento

Como acidificantes se utilizan premezclas de ácidos orgánicos (Fórmico, propiónico, cítrico, láctico, fumárico, acético, málico) a dosis del 1-2% de la ración, ó en el agua de bebida a dosis del 0.5-1.0%.

http://www.aditivosvenezuela.com/acidos_organicos.htm
http://www.victorian.fortunecity.com/brutalist/560/H/acorgani.html
http://www.dexiberica.com/products/esp/fungicidas/index.htm

7.2.5.2.2.2. Germicidas biodegradables.

- Productos Químicos y principios activos:

Los germicidas más ampliamente conocidos son los fenólicos, yodados o yodóforos, compuestos de amonios cuaternarios, alcohólicos y clorados. Tienen amplio espectro y rango de acción contra todo tipo de gérmenes y bacterias, con actividad germicida constante. Los principios activos son el cloro, oxígeno y yodo.

- Nombres comerciales

BACTICHLOR (Dióxido de Cloro)

BACTIYOD (Yodóforo con 1.75% y 5% de yodo disponible.)

BACTICUAT 10% (Sales cuaternarias de amonio (cloruro de N-ALQUIL DIMETIL BENCIL AMONIO)

- Implicaciones Técnicas

BACTICHLOR

Es un desinfectante ideal para purificar aguas de proceso, eliminando bacterias resistentes a la clorinación del agua potable como la amoeba histolytica y otras especies de amibas, gérmenes patógenos, algas y hongos que contaminan los productos.

BACTICHLOR

Es una solución de DIOXIDO DE CLORO estabilizado, en las concentraciones de 5%, 10% y 20%. Es un germicida con actividad bactericida constante. Con excelente poder residual

- Se utilizan en la purificación y tratamiento de aguas residuales
- Como deodorizador y esterilizador ambiental.

Aplicaciones y forma de uso.

BACTICHLOR

Actúa en aguas duras y su manejo y aplicación con sumamente sencillos.

Se usa diluido en agua de acuerdo a la siguiente tabla:

Aplicación Lts. de Bactichlor por 1,000 Lts de agua


5 %

10 %

20 %

Purificación de agua

0.500

0.250

0.125

Ganado, animales domésticos

0.500

0.250

0.125

Deodorización y desinfección del ambiente

20.0

10.000

5.000

Por medio de bombas aspersoras en la desinfección de áreas , locales y equipo.

Mediante bombas dosificadoras en tuberías y líneas de proceso.

Por inmersión de los objetos a desinfectar directamente en el producto.

Presentación: en porrones de polietileno conteniendo 20 y 60 litros netos.

BACTIYOD: Es un microbicida formulado a base de yodo y un vehículo que aumenta la solubilidad y estabilidad de este producto. Sus propiedades detergentes y germicidas facilitan la penetración del producto en superficies porosas y duras. Es compatible con tensoactivos aniónicos, catiónicos y no iónicos. Es efectivo en aguas duras y la temperatura de los sistemas no lo afecta. Su acción es instantánea.

Presentación: porrones de plástico de 20 y 50 litros.

BACTICUAT 10%: Es un bactericida y bacteriostático formulado a base de sales cuaternarias de amonio (cloruro de N- alquil dimetil bencil amonio). Que elimina microorganismos dañinos, cubriendo un amplio espectro de bacterias gramm positivas y gramm negativas.

Tienen efectos fungicidas, viricidas y algicidas.

Dosificación: Lts de Bacticuat 10% ppm por 1000 Lts de agua.: para aguas 1.0: 100

Presentación: porrones de polietileno de 25 Lts de capacidad.

- Ventajas:

Son económicos.

Tienen poder residual (Si las bacterias no están en el sistema, la molécula de dióxido de cloro está inactiva hasta que el desarrollo de microorganismos principie, en cuyo caso se libera destruyéndolos, y el dióxido permanecerá en su forma estable hasta la aparición de nuevos microorganismos).

Fácil aplicación y dosificación.

- Desventajas:

No se pueden mezclar con otros productos químicos y en especial ácidos.

Son corrosivos en el caso de no usar las concentraciones recomendadas.

http://www.gencat.es/sanitat/es/spsarq14.htm (uso de mezclas germicidas)
http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/093/htm/sec-9htm
http://www.proquim.com.mx/
http://www.quimiproductos.com.mx/
http://www.bioma.com
http://geolife.ch/#

7.2.5.2.2.3. Desodorizantes

- Producto químico y principios activos (extracto de Yucca schidigera): El ingrediente activo es una saponina que reduce la liberación de amoniaco tanto a nivel intestinal como en las heces hasta un 80%.

- Nombres comerciales: Micro Aid, Deodorase, Biopowder entre otros.

- Implicaciones Técnicas:

Concentrado de grado alimenticio para el control del amoniaco para uso en cerdos, aves, bovinos, conejos, perros y gatos.

Producto con un contenido mínimo de 30% de extracto de Yucca Schidigera, además contiene gránulos de verxita, carbonato de calcio, aceite mineral y sulfato de cobre como conservador, cultivo de microorganismos y enzimas.

- Aplicaciones y formas de uso

Aves:

Pollo de engorda: 125 ppm (125g/Ton)
Gallina de postura: 60ppm (60g/Ton)

Cerdos:

Alimentos lactancia, preiniciadores e iniciadores: 120ppm (120g/Ton)
Alimentos de crecimiento, finalizadores y cerdas en gestación: 60ppm (60g/Ton)

Bovino: 500-600 mg/cabeza/día

- Ventajas

Reduce los olores y efectos nocivos derivados del amoniaco y del sulfuro de hidrogeno

Aumento del confort de los animales y personas

Aumento de los índices de ganancia de peso y mejora de la conversión alimenticia

En lagunas de oxidación disminuye la contaminación y aumenta la capacidad de almacenamiento al promover la descomposición microbiana de carbohidratos complejos y reducir la cantidad de sólidos totales, además facilita el trabajo y tiempo de bombeo.

- Desventajas:

Costos de tratamiento son muy limitantes en cuanto a reactivos, equipo y manejo.

- Repercusiones ambientales.

El potencial contaminante no se resta, solo el olor ; acción enmascarante.

http://ecorganico.com/+-cbpa.html
http://www.Alltech.com/deodorase/html
http://www.elalamo.com/biopowder/html

7.2.5.2.3. BIOLÓGICOS

7.2.5.2.3.1. Ensilado

- Principios básicos: método de conservación de forrajes o subproductos alimenticios (60-70% de humedad); por compactación se produce un ambiente anaeróbico adecuado para el desarrollo de bacterias en las cuales a partir de los carbohidratos solubles de fácil fermentación producen ácido láctico, acético, propiónico y butírico (el primero en mayor cantidad) produciendo una disminución en el pH por abajo de 4.0 inhibiendo toda actividad fermentativa, conservando el material.

- Características del material (Cuadro 7.2.6).

Cuadro 7.2.6. Valor nutritivo de ensilados a base de excretas, rastrojos de maíz y melaza.

Concepto1

Bovinaza

Cerdaza

Pollinaza

Gallinaza

MS%

35.05

39.17

39.32

38.60

PC%

9.70

14.78

16.02

17.60

EE %

1.90

5.59

1.57

1.91

FC%

28.91

22.08

20.80

20.61

CENIZAS %

14.23

11.78

15.07

16.95

ELN %

45.26

45.77

46.54

42.93

Calcio %

0.81

0.41

1.43

1.53

Fósforo %

0.41

0.84

0.77

0.61

TND %

67.42

71.07

66.80

63.35

ED, Mcal/kg

2.97

3.13

2.94

2.88

1 MS: materia seca, PC: proteína cruda, EE: Extracto etéreo, FC: fibra cruda, ELN: extracto libre de nitrógeno, TND: Total de nutrientes digestibles, ED: energía digestible.

Fuente: Cobos et al. (1988).

- Formas de aplicación

- Ventajas:

Su procesamiento es fácil, práctico y económico.

Para su elaboración se utiliza no solo estiércol sino también residuos agroindustriales como pajas, rastrojos, bagazo de caña, melaza, mejorando su uso.

Reduce en cierta medida problemas de olor, desalojo de excretas y contaminación que normalmente se tiene en una explotación pecuaria.

Incrementa la aceptación del producto por el animal.

Baja la pérdida de nutrientes durante el procesamiento.

Un mayor control de patógenos.

Las características nutritivas del producto pueden dar pauta a evitar o minimizar el uso de granos en la alimentación animal.

- Desventajas:

Entrada de bacterias aeróbicas y hongos por mal manejo del material al inicio del proceso.

- Repercusiones ambientales:

Contaminación del suelo por líquidos lixiviados en suelos porosos.

http://fao.org/WAICENT/faoInfo/agricult/AGA/AGAP/FRG/APH134/cap8.htm

7.2.5.2.3.2. Inoculación de microorganismos.

- Microorganismos utilizados:

Método consistente en infectar artificialmente micorrizas o bacterias de tipo Rhizobium que actúan en el control de enfermedades y absorción y/o producción de nutrientes (Paul y Clark, 1996). (Dirección de internet notic011).

Utilizan dos fuentes de inoculación de microorganismos para producir y comercializar abonos orgánicos fermentados y utilizan levaduras y actinomicetos a base de anichaza, residuos vegetales, tierra común y carbón y han manifestado una reducción al 30% aproximadamente en los costos de producción al no aplicar fertilizantes químicos (CIAO).

- Mecanismos de acción:

Los tipos de microorganismos presentes en el inoculante deben tener una tasa rápida de crecimiento y habilidad para dominar sobre los organismos presentes en forma natural en el material a aplicar.

Deben producir altas cantidades de ácido láctico (homofermentadores).

Deben producir un pH ácido rápidamente y a la vez ser tolerantes al ácido para continuar creciendo hasta llegar al pH adecuado.

No deben actuar sobre ácidos orgánicos (produciendo alcohol).

Deben fermentar diferentes azúcares (glucosa, fructosa, sacarosa).

Deben tener poca acción proteolítica.

- Formas de aplicación
- Características del producto

- Ventajas:

Los ensilados inoculados tienen fermentaciones más rápidas y más eficientes; el pH es más bajo, particularmente durante los primeros 2 a 4 días del proceso de ensilaje para forrajes de cultivos para heno, y el contenido de ácido láctico y la proporción del ácido láctico a acético son más altos que en los ensilados no tratados.

Los inóculos bacterianos consistentemente mejoraron la eficiencia en la fermentación, la recuperación de MS, la eficiencia alimenticia y la ganancia de peso por tonelada de cultivo ensilado de maíz o de sorgo (Bolsen et. al., 2000).

http://www.unr.edu.ar/u-acad/fveter/dirulg-cientif/16.htm
http://www.unne.edu.ar/cyt/2000/5_agrarias/a_pdf/a_002.pdf
http://www.cci.org.co/publicaciones/revistas7notic011.html

7.2.5.2.3.3. Digestión anaerobia (digestores y generación de biogas).

- Principios básicos: En la digestión anaeróbica las bacterias procesan el material orgánico en ausencia de oxígeno.

- Tipos de biodigestores:

- Diseño y cálculo de dimensiones:

Es importante realizar un diseño del cálculo de la capacidad del digestor de una forma correcta, ya que si el volumen es menor que el requerido para llevar a cabo una completa degradación, se producirá un gas con alto contenido de CO2 y bajo CH4 y el lodo emitirá malos olores y si el digestor es de mayor tamaño, el costo de construcción será muy alto.

El volumen del digestor debe ser igual al volumen del material a degradar, multiplicado por el tiempo de digestión necesario y un volumen adicional para al almacenamiento de gas y el inóculo.

Un ejemplo:

Si se tiene 10m3 de estiércol fresco y la concentración a añadir es diluido con agua 1:1, se tendrá que el material a degradar será de 20m3, si se toma un 20% de inóculo para arrancar con vista a acelerar el proceso, se tendrá considerado un tiempo de digestión para esa mezcla de 25 días, un volumen de digestor de 20m3 x 25= 500m3 + 4m3 de inóculo y un volumen de gas dependiendo de la demanda; este caso es para un proceso continuo, si utilizáramos un sistema a templa cada cámara tendría un volumen de 20m3 + 4m3 = 24m3 y un volumen de gas.

El cálculo del digestor para realizar su proyecto técnico- ejecutivo, debe de efectuarse de acuerdo a los resultados obtenidos de pruebas de laboratorio, para diseñar por tiempo de digestión o carga aplicada al sistema.

En el primer caso se obtiene, mediante la expresión:

Tiempo de digestión

donde V= Volumen del digestor (m3)

Q= Cantidad diaria de estiércol suministrada al digestor (m3/d)

Si es por carga orgánica:

Donde So = Concentración de SV en el estiércol (Kg./m3)

- Consideraciones técnicas: la anaerobiosis se realiza en tanques amplios que contienen cargas elevadas del material orgánico. Se efectúa en dos pasos:

Primero. Se agrega el estiércol sólido o semisólido al tanque, después se permite o provoca un aumento de temperatura hasta 35° C y se fomenta el mezclado continuo de los gases con los sólidos. Se debe mantener constante la temperatura por lo que la adición de mas estiércol o la salida del material digerido debe realizarse en forma cíclica para evitar el enfriamiento.

Segundo. Se permite el espesado del material para su estratificación y de esa manera obtener por separado gas y espuma que se vacía por un lado, y el sobrenadante y sólidos digeridos por otro lado.

Aplicaciones a nivel de campo:

- Uso de biogás: El biogas puede usarse directamente en quemadores como estufas, lámparas de gas, refrigeradores etc., o bien puede utilizarse como combustible en máquinas de combustión interna.

- Características y usos del bioabono: La fermentación anaeróbica de la materia orgánica produce un residuo orgánico de excelentes propiedades fertilizantes (Cuadros 7.2.7, 7.2.8, 7.2.9 y 7.2.10).

Cuadro 7.2.7. Composición del bioabono (B.S).

Elemento

Cantidad

PH

7.5

Materia orgánica

8.5

Nitrógeno

2.6

Fósforo

1.5

Potasio

1.0

Fuente: Botero (1987).

Cuadro 7.2.8. Análisis bromatológico de excretas porcinas sin digerir y digeridas (entrada / salida) en un biodigestor.

Parámetro

Entrada

Salida

Proteína Cruda

40.2

55.8

Grasa Cruda

3.4

2.5

Fibra Cruda

11.1

6.9

% N total (Kjeldhal)

6.4

8.9

% Calcio

0.3

1.0

Fosfatos (P205)

0.03

.38

Fuente: Arvizu (1999).

Cuadro 7.2.9. Análisis realizado en muestras tomadas a la entrada y salida de uno de los biodigestores

Parámetro

Entrada

Salida

Sólidos totales (% en peso)1

6.3

3.3

Sólidos volátiles (% en peso)2

85.8

70.3

DBO (mg/l)

42,351

10,587

Alcalinidad (mg/l)

239.1

157.2

Ácidos volátiles (mg/l)

358.3

157.2

Sólidos volátiles

26.3

11.2

Kg DBO/día (mg/l)3

20.3

5.08

PH

6.6

8.2

1Base Húmeda. 2Base Seca. 3Demanda Química de Oxigeno.
Fuente: Arvizu (1999).

Cuadro 7.2.10. Resumen de parámetros de operación y resultados obtenidos en el biodigestor.

Parámetros

Unidades

Valores

Volumen de digestor

M3

27

Tiempo de residencia

Días

21

% de sólidos volátiles destruidos

%

57.2

% de DQO convertido

%

75

Producción de biogás a 27°C

L/día

17,660

Producción de biogás a 33°C

L/día

27,900

Rendimiento de biogás

M3biogas/m3 digestor / día

0.65-1.01

Contenido de metano en biogás

% (Orsat)

67.9

Fuente: Arvizu (1999).

- Ventajas:

No posee mal olor a diferencia del estiércol fresco,

No atrae moscas

Puede aplicarse directamente al campo en forma líquida, en las cantidades recomendables, o bien puede deshidratarse y almacenarse para usarlo posteriormente.

No deja residuos tóxicos.

Elimina bacterias patógenas.

- Desventajas:

Inversión inicial alta.

Disponibilidad de terreno.

-Repercusiones ambientales

Si el gas no se combustiona este biogás ocasiona la erosión de la capa de ozono.

http://www.agrored.com.mx/agrocultura/61-puercos.html
http://www.funprojal.org.mx/proyectos/pecuarios/27/8rresiduos.htm
http://www.sian.info.ve/porcinos/publicaciones/rccp62/RCCP62art1.htm
http://www.dnic.unal.edu.co/unperiodico/julio2000/textos/ciencia.htm

7.2.5.2.3.4. Composteo (tradicional).

- Principios básicos: proceso biológico para la estabilización de los lodos donde ocurre una degradación aeróbica realizada por bacterias y hongos a una temperatura termofílica en una mezcla de desechos y material acondicionador. Destrucción significativa de patógenos a temperaturas de 50-55 °C durante 5 días. El resultado en un sustrato utilizado para fertilizar o como acondicionador de suelos.

- Técnicas de composteado

- Propiedades Físicas: Al adicionar composta a los suelos agrícolas facilita su laboreo y aumenta la cohesión en los suelos arenosos. En los suelos pesados (arcilla) disminuye la cohesión de las partículas finas o pequeñas, ya que aumenta en ambos casos la retención del agua. Otra propiedad de la composta es que eleva la temperatura de los suelos, lo cual favorece la germinación de la semilla en las siembras.

- Propiedades Químicas: Al incorporar composta a los suelos agrícolas, estos aumentan su poder absorbente, además de que retienen con mayor facilidad elementos nutritivos como potasio, nitrógeno, etc., y que propicia la formación de sales orgánicas más asimilables.

- Propiedades biológicas: Incorpora al suelo millones de microorganismos benéficos.

- Equipo:

Composteado de excretas animales y material de cama.

Composteado de cadáveres y estructuras corporales de animales.

Composteado de residuo de alto riesgo en explotaciones pecuarias.

- Ventajas:

Posee mayor cantidad de materia orgánica que el mejor estiércol.

Proporciona elementos mayores(nitrógeno, fósforo y potasio) y elementos menores (calcio, zinc, boro, magnesio, manganeso y fierro).

Es rico en microorganismos vivos que trabajan para mejorar la estructura física del suelo.

Se encuentra libre de semillas de maleza, nemátodos, gérmenes patógenos y además exento de partículas metálicas.

Favorece la estructura de los suelos, aumentando la cohesión en los arenosos y disminuyéndola en los arcillosos, lo cual permite que: aumente la capacidad de retención de humedad, que haya una mayor aereación y que exista una mejor penetración de las raíces.

Contribuye en forma importante a disminuir la erosión de los suelos.

Permite retener fácilmente los nutrimentos en los suelos, contribuyendo a que los fertilizantes inorgánicos tengan una mejor acción.

- Desventajas:

Si no se cumple apropiadamente con ciertas condiciones el material no se procesa adecuadamente.

Las enfermedades que pueden ocurrir a causa del mal uso del material no terminado son: Salmonelosis, disentería, tuberculosis y las causadas por parásitos intestinales como las tenias y la Entamoeba histolítica. Los patógenos de plantas y hierbas también sobrevivirán.

- Repercusiones ambientales:

Tiene que ser manejado en un lugar no tan cerca de un área urbana ya que en los primeros días del proceso puede haber proliferación de moscas y generación de olores ofensivos.

http://www.funprojal.org.mx/proyectos/agricolas/52/21rcomposta.htm

7.2.5.2.3.5. Vermicompostas.

- Principios básicos: También conocida como vermicomposteo, esta se puede definir como la digestión de material orgánico por medio de lombrices, para la producción de humus.

- Características del material (Cuadro 7.2.11).

Cuadro 7.2.11. Rangos de valores para vermicompostas.

Parámetros1

Rango de valores

Parámetros

Rango de valores

pH

5.9-8

M.O

38-70%

Humedad

53-62%

He

2200-8925ppm

C.E

4.3 dS/m

Bo

6.6-276ppm

N

1.5-2.2%

Cu

28.7110ppm

P2O5

0.3-2.2%

Mn

500-1523

K2O

0.3-1.5%

Zn

110.4-170ppm

Ca

4.1-4.8%

Coliformes fecales

N.D (Log NMP/g)

Mg

0.3-0.6%

Huevos helmintos

<1 (huevos/4g)

1 pH: Potencial hidrógeno, C.E: Conductividad eléctrica, N: Nitrógeno, P2O5: Fosfato, K2O: Óxido de potasio, Ca: Calcio, Mg: Magnesio, M.O: Materia orgánica, He: Helio, Bo: Boro, Cu: Cobre, Mn: Manganeso, Zn: Zinc, ppm: partes por millón.

Fuente: Cardoso y Ramírez (2000).

- Equipo:

- Equipos mecánicos. Picadora (molino de martillos), revolvedora, cribadora, cargador frontal; el tamaño varía de acuerdo al volumen de desechos y composta que se vaya a manejar.

- Equipo de control de temperatura y humedad. Para el control de humedad y temperatura se requiere en el invernadero, un sistema de riego, puede ser presurizado, o utilizando regaderas o nebulizaciones. Las bajas temperaturas se pueden regular con un sistema de calefacción o de una manera más económica con luz artificial.

- Equipos de medición.- termómetros, cronómetros programables (se podría regular en tiempo de calor un riego cada determinado tiempo).

- Equipos de seguridad.-guantes, botas y mascarillas.

-Procedimiento en campo:

- Preparación del alimento: Para la preparación del alimento se requiere que este cumpla con una relación de C: N de 30:1 (Aranda, 1997). Alimentos ricos en C: residuos de cosechas, recortes de pasto, viruta, aserrín, papel, cascarilla de arroz; Ricos en N: estiércoles, carne, orina, purinas, etc.

- Alimentación: los alimentos deben tener un tamaño aproximado de 1-10 cm, para así facilitar la labor de las lombrices, y con una humedad del 70 al 80% pues estos animales respiran por la piel y para que puedan deslizarse a través de los residuos. Cada semana una nueva mezcla de alimento se coloca encima del lecho, las lombrices por si solas suben a buscar el alimento fresco. La alimentación puede ser manual o mediante un cargador frontal.

- Cosecha: Después de 10 semanas las lombrices han transformado el desecho en humus. Se puede colocar una malla encima del sustrato superior, las lombrices se trasladarán del fondo a la superficie y pasarán a través de los hoyos de la malla donde quedarán atrapadas y posteriormente se podrá recuperar el material composteado. Las lombrices junto con los residuos que sirvieron de trampa se colocan en el lecho donde cada semana se agrega más material, continuándose el ciclo de producción. La cosecha se puede llevar a cabo en forma manual o mecánica mediante un cargador frontal. El humus así colectado se traslada al área de secado y cribado.

- Humus: el material se seca a la intemperie para reducir humedad. Se criba para obtener un producto más homogéneo y limpio. El remanente del cribado se reintegra al proceso.

- Ventajas:

Eliminación de patógenos y virus.

Producción de humus.

- Desventajas:

En el caso de las excretas de cerdo no se pueden usar en fresco ya que pueden contener patógenos que afecten la población de lombrices, es necesario darle un tratamiento previo.

El alimento debe cumplir con una relación de C: N de 30:1.

- Repercusiones ambientales:

Sería en este caso en particular una positiva, ya que, las lombrices tienen la facultad de transformar metales pesados, a menos contaminantes.

www.agrored.com.mx/agrored.mv?libreria
http://lombricultura.net/comentarios.htm

7.2.5.2.3.6. Bioremediación

- Principios básicos:

- La bioremedación se ocupa de la utilización de sistemas biológicos, tales como enzimas y bacterias, para producir rupturas o cambios moleculares de tóxicos, contaminantes y sustancias de importancia ambiental en suelos, aguas y aire, generando compuestos de menor o ningún impacto ambiental.

- Microorganismos utilizados para sólidos y para líquidos.

- Técnicas a nivel de campo:

- Biorremedación bacteriana. La utilización de microorganismos que degradan o transforman los compuestos nocivos en otros de menor impacto ambiental y existen dos procesos anaerobio y aerobio para tratamientos de residuos. Existen 400 plantas que tienen distintos grados de eficiencia en la acumulación de sustancias tóxicas.

- Biorremedación enzimática. Las enzimas son estructuras biológicas (proteicas) que cumplen un importante rol en toda especie viva. Las enzimas son las encargadas de acelerar cambios químicos, esto es, inducir complejas reacciones de transformación química con un gasto energético mínimo y con una elevada velocidad de reacción. Y hoy día se maneja tanto enzimas que degradan sustancias de importancia ambiental como sistemas bacterianos inmovilizados en determinados soportes (biofiltros).

http://www.usach.el/bioremed/.htm
http://www.cam.org/~biology/odour.htm#home
http://stripe.colorado.edu/~bielefel/classes/cven4474/resources/BioNotes.pdf.
http://stripe.colorado.edu/~bielefel/classes/cven4474/resources/HAZLbio20.pdf.
http://stripe.colorado.edu/~bielefel/classes/cven4474/resources/HAZLbio21.pdf.
http://stripe.colorado.edu/~bielefel/classes/cven4474/resources/Biovent.pdf

7.2.5.2.3.7. Fitoremediación

- Principios básicos y mecanismos de acción:

Es una tecnología interesante que puede ser utilizada para bioremediar sitios con un alto nivel de contaminación y se basa en el uso de plantas acuáticas para “limpiar” o “remediar” ambientes contaminados debido en gran parte a la capacidad fisiológica y características bioquímicas que poseen algunos ejemplares vegetales de absorber y retener contaminantes, tales como metales, compuestos orgánicos, compuestos radioactivos, petroquímicos y otros.

- Ventajas:

Es una tecnología económica, de bajo costo.

Posee un impacto regenerativo en los lugares sonde se aplica.

Su capacidad extractiva se mantienen debido a el crecimiento vegetal.

Puede ser modificada para aumentar su capacidad y selectividad extractiva.

- Desventajas:

- Repercusiones ambientales:

http://wwww.usach.cl/lima/biol.htm
http://www.usach.cl/lima/biotech.htm.
http://stripe.colorado.edu/~bielefel/classes/cven4474/resources/Phytorem.pdf
http://stripe.colorado.edu/~bielefel/classes/cven4474/resources/HAZLphyto.pdf

7.2.5.2.3.8. Sistemas lagunares.

- Principios básicos:

Útiles para almacenar grandes cantidades de estiércol antes de su reutilización.

Reduce mas del 50% la materia orgánica y el nitrógeno.

Evita el escurrimiento de contaminantes hacia los cauces o cuerpos de agua.

Permite utilizar el agua para lavado por escurrimiento.

- Tipos de lagunas:

Laguna anaeróbica.

Laguna aeróbica natural.

Laguna aereada mecánicamente.

- Requerimientos técnicos para el diseño de lagunas:

Deben estar a 200 metros mínimo de otras instalaciones pecuarias.

A 1500 metros mínimo de zonas habitadas.

50 metros de distancia de los pozos, siempre y cuando los suelos no sean filtrantes y la laguna no quede sobre un flujo subterráneo en dirección al pozo.

- Aereación natural y artificial

Laguna aeróbica natural: genera la producción de algas que producen oxígeno a través de la fotosíntesis, el oxígeno se difunde hasta 1.50 m de profundidad por acción del viento, con esto se evitan malos olores pero produce más sedimento. Se necesita el doble de volumen y cuatro veces la superficie de las anaeróbicas.

Laguna aereada mecánicamente:

-Ventajas:

Son compatibles con los nuevos sistemas de almacenaje y tratamiento de estiércol.

Se pueden utilizar conjuntamente con los sistemas de acarreo acuático o fosas bajo rejillas.

Su costo de operación es bajo.

Su operación requiere poco trabajo.

Muy conveniente para manejo de estiércol y para su dispersión posterior.

-Desventajas:

Hay gran pérdida del valor como fertilizante, principalmente de nitrógeno.

Requiere del uso de sistemas de irrigación para disposición final.

Requiere la eventual remoción del sedimento.

Favorece la reproducción de insectos.

Causa gastos de equipamiento y energía cuando se usan los aereadores.

-Repercusiones ambientales:

Si hay mal manejo se pueden producir malos olores, moscas y contaminación de acuíferos.

- Productos comerciales:

ROLLS/TB - D50: tratamiento Bacteriano digestor.

ROLLS/TB-EFLU: tratamiento bacteriano digestor para efluentes.

ROLL/TB-HID: tratamiento bacteriano digestor de hidrocarburos.

ROLLS/TB-LAG: tratamiento bacteriano para lagunas.

ROLL/TZ-1000: tratamiento enzimático digestor.

ROLLS/TZb-1000: complejo enzimático digestor orgánico.

http://www.rolls.com.ar/archivos/Rolls_Products.htm#G

7.2.5.2.3.9. Humedales

- Principios técnicos

Se le llaman humedales a aquellas áreas que se encuentran inundadas por aguas dulces o saladas, temporal o permanentemente.

- Características

Son ecosistemas altamente productivos, algunos de ellos llegan a producir 10 veces más que lo que su misma área produciría en cultivos agrícolas.

- Existen dos tipos:

Humedales Naturales: se puede citar a las lagunas costeras que sirven de área de reproducción para algunos moluscos, peces y crustáceos de importancia económica, pues son fuente de alimento para el hombre. En general, los humedales tienen una alta producción pesquera, son refugio de flora y fauna silvestre y nos brindan una gran variedad de bienes, servicios y funciones de gran valor. Son fuente de agua para uso humano, recargan los mantos acuíferos, filtran el agua y mejoran su calidad, pueden ser utilizados como fuente de energía, barreras contra huracanes, vías de comunicación, etc. Ayudan a controlar las inundaciones y erosiones, y protegen las costas.

Humedales artificiales: se encuentran las presas, lagos artificiales, estanques acuícolas, salinas artificiales, pozos y otros.

http://www.thewildones.org/Habitats/humedales.html
http://www.panda.org/resoursces/publications/water/wonder/spanish/index.htm

7.2.5.2.3.10.Otros.

Zeolitas en la elaboración de fertilizante.

http://www.invdes.com.mx/suplemento/anteriores/Septiembre1999/htm/zeolita.html
http://www.lafacu.com/apuntes/quimica/mine_no_meta_zeolitas/default.htm
http://www.semarnat.gob.mx/tamaulipas/composta.shtml

http://www.igme.es/internet/web_aguas/igme/publica/pdflib15/006.pdf
http://www.unex.es/memoria98/dep30.html
http://www.cma.junta-andalucia.es/aguas/contaminantes.html
http://www.conacyt.mx/daic/proyectos/proy_instala_99/proy_inst_acept.html
http://www.geocities.com/arsocorro/agricola/capituloIX_sistemas.htm
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7.3.6. BIBLIOGRAFÍA

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7.3. ESTRATEGIAS SOBRE EL USO DE EXCRETAS ANIMALES PARA LA AGRICULTURA EN MÉXICO.

Pedro Jurado Guerra, Ph.D. CEV. INIFAP.

7.3.1. INTRODUCCIÓN

Las explotaciones ganaderas bajo condiciones intensivas son cada vez más importantes en México. Por ejemplo, el inventario de porcinos es de 14 millones de cabezas, con una producción de carne de 966 mil toneladas a nivel nacional (SAGAR, 1998). El ganado lechero y de engorda aportan XX litros de leche y XX ton de carne, respectivamente. Las gallinas productoras de huevo aportan XX ton de huevo. Desafortunadamente, uno de los problemas que enfrentan este tipo de explotaciones es el manejo y disposición de las excretas y/o subproductos. En países como Estados Unidos el uso de estiércoles en la agricultura ha sido una práctica muy común durante siglos para mantener una producción agrícola de alto nivel (Brady y Weil, 1996). En Europa la agricultura tradicional estaba relacionada muy estrechamente con las explotaciones ganaderas, especialmente en granjas pequeñas donde los estiércoles fueron la única alternativa para mejorar el suelo (Burton, 1997). Es ampiamente conocido que las excretas animales proporcionan materia orgánica al suelo y nutrientes necesarios para las plantas protegiendo y conservando el suelo (Brady y Weil, 1996).

Las excretas animales son subproductos de las explotaciones pecuarias. El incremento de explotaciones animales en forma intensiva y los problemas asociados con el manejo de excretas, así como a la preocupación sobre la posible contaminación de aguas superficiales y subterráneas generada por dichas excretas obligan a la búsqueda de mejores alternativas para su disposición apropiada (Tisdale et al., 1993).

La generación de excretas animales en México se desconoce dado que no existen datos actualizados al respecto , sin embargo, se pueden hacer algunas estimaciones basadas en el número de animales bajo condiciones semi-intensivas e intensivas. De acuerdo al censo de la Secretaria de Agricultura, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación existen XX cabezas de ganado lechero las cuales potencialmente generarían XX toneladas M.S. de estiercol. Las gallinas ponedoras con un total de XX generarian XX toneladas M.S. de gallinaza. Los cerdos en confinamiento generarían XX toneladas de M.S. de cerdaza. En Jalisco, uno de los estados con mayor producción de cerdos, se estima una generación de 619, 405 ton M.S./año de excretas porcinas. Estas cifras proporcionan una idea de la magnitud del problema.

7.3.2. TIPOS DE EXCRETAS ANIMALES

Los deshechos orgánicos generados en una granja pueden ser clasificados en tres grupos:

(1) Estiércoles sólidos ó semisólidos los cuáles son una mezcla de excretas animales con pajas en granjas porcinas ó con aserrín en granjas avícolas, con un contenido de sólidos totales de 200 a 500 kg/m3; (2) Estiércol líquido con un contenido de sólidos totales entre 30 y 120 kg/m3; y (3) Aguas residuales con un contenido de sólidos totales menor a 30 kg/m3 (Burton, 1997).

7.3.3. VALOR NUTRITIVO DE LAS EXCRETAS ANIMALES

El uso de digestores en explotaciones porcinas es una alternativa recomendable para disminuír el efecto contaminante de las excretas. Con el uso de los biodigestores se genera el bioabono que podría ser utilizado como fertilizante y mejorador de suelo en tierras de cultivo (Salazar, 1993). El proceso de digestión elimina bacterias patógenas disminuyendo los riesgos de contaminación al suelo y agua cuando se utilizan en la agricultura. Mandujano (1981) reporta valores de composición del bioabono de cerdos en el Cuadro 7.3.1.

Cuadro 7.3.1. Composición nutritiva del bioabono porcino.

Parámetro

Valor

PH

7.5

Materia orgánica

8.5 %

Nitrógeno

2.6 %

Fósforo

1.5 %

Potasio

1.0 %

Tomado de: Mandujano (1981).

Cobos et al., (1988) reportan la composición de excretas porcinas en el cuadro 7.3.2.

Cuadro 7.3.2. Composición nutritiva de excretas porcinas (% de la M.S.).

Concepto

%

Materia Seca

26.43

Nitrógeno

2.54

Proteína Cruda

15.87

Extracto Etéreo

4.69

Fibra Cruda

17.52

Cenizas

12.05

Extracto Libre de Nitrógeno

49.87

Calcio

.61

Fósforo

1.36

Nutrientes digestibles totales

71.20

Pared celular

44.00

Tomado de: Cobos et al. (1988)

Duarte et al. (1990) determinaron la composición de excretas de bovinos de leche y carne y porcinos en varias etapas productivas de algunas explotaciones de ganado del Valle de Morelia-Queréndaro en Michoacán. Los datos de este trabajo se muestran en los Cuadros 7.3.3, 7.3.4, y 7.3.5. Los porcentajes de nitrógeno fueron obtenidos del dato de proteína cruda reportado en el cuadro original dividido por el factor 6.25, mientras que los datos de minerales en ppm fueron redondeados en los cuadros 3 al 5.

Cuadro 7.3.3. Composición de las excretas de bovinos en engorda en corral (Base Seca).

Componente

Tipo de Excretas

Frescas

Acumuladas

Materia Seca (%)

18.6

81.5

Nitrógeno (%)

2.75

2.75

Materia Mineral (%)

20.1

24.9

Calcio (%)

3.8

3.9

Magnesio (%)

0.8

0.7

Sodio (%)

0.3

0.3

Potasio (%)

0.8

1.4

Fósforo (%)

1.2

1.3

Cobre (ppm)

122

154

Manganeso (ppm)

222

218.8

Zinc (ppm)

22

20

Fierro (ppm)

2431

3041

Tomado de: Duarte et al. (1990).

Cuadro 7.3.4. Composición de las excretas de bovinos de leche (Base Seca).

Componente

Tipo de Excretas

Lactación

Vacas Secas

Acumulado

Materia Seca (%)

15.2

16.1

65.7

Nitrógeno (%)

2.28

1.98

2.22

Materia Mineral (%)

19.7

19.8

26.8

Calcio (%)

2.7

2.7

3.3

Magnesio (%)

0.5

0.6

0.7

Sodio (%)

0.3

0.2

0.4

Potasio (%)

0.9

0.6

1.7

Fósforo (%)

0.6

0.6

0.6

Cobre (ppm)

33

43

33

Manganeso (ppm)

164

166

171

Zinc (ppm)

76

79

86

Fierro (ppm)

1872

1826

2574

Tomado de: Duarte et al. (1990)

Cuadro 7.3.5. Composición de las excretas de porcinos (Base Seca).

Componente

Tipo de Excretas Frescas

Iniciación

Finalización

Reproductoras

Materia Seca (%)

28.4

28.5

38.5

Nitrógeno (%)

4.37

4.24

3.02

Materia Mineral (%)

19.3

21.6

39.1

Calcio (%)

4.6

5.2

4.7

Magnesio (%)

0.7

0.8

0.9

Sodio (%)

0.4

0.3

0.4

Potasio (%)

1.0

0.8

0.7

Fósforo (%)

1.4

1.6

1.5

Cobre (ppm)

708

273

316

Manganeso (ppm)

197

238

225

Zinc (ppm)

241

768

890

Fierro (ppm)

2709

2162

3032

Tomado de: Duarte et al. (1990)

7.3.4. USO ACTUAL DE EXCRETAS ANIMALES

En Estados Unidos y Europa las excretas animales eran colectadas y aplicadas directamente en los cultivos en épocas pasadas. Sin embargo, en la actualidad algunos métodos de tratamiento han sido desarrollados para lograr un mejor aprovechamiento de este subproducto (Burton, 1997; Tisdale et al., 1993).

Salazar (Comunicación Personal) menciona que actualmente en la región de Los Altos de Jalisco, la mayoría de los porcicultores depositan la cerdaza afuera de las explotaciones durante todo el año y antes de la temporada de lluvias la depositan en las tierras de cultivo. Después de esto se siembran cultivos tradicionales como el maíz al cuál se le aplican dosis de fertilización recomendadas por el INIFAP y la SAGARPA sin realizar un balance de los nutrientes y/o del posible contenido de sustancias ó microorganismos que aportan las excretas de cerdo con potencial de contaminar el suelo y/o el agua.

En la zona del Bajío que comprende parte de los estados de Guanajuato y Michoacán también se generan una gran cantidad de deshechos porcinos principalmente en La Piedad, Mich., y en Sta. Ana Pacueco, Gto. En estas localidades, el 52% de las granjas descargan en terreno agrícola, el 33% directamente en un cuerpo de agua propiedad federal, el 12% en una laguna de "descarga cero", y el 3% en el alcantarillado municipal (Pérez, 2001). Las aplicaciones de agua residual a granos y forrajes a través de riego rodado son hechas sin ningún control sobre el balance de nutrientes ni del posible contenido de microorganismos ó minerales con potencial de contaminación del suelo y/o del agua.

7.3.5. USO DE EXCRETAS ANIMALES COMO FERTILIZANTES EN FORRAJES Y PASTIZALES

Algunos autores reportan resultados benéficos con la aplicación de estiércoles en praderas de zacates en México. Castillo y Rivas (1991) reportan incrementos lineales en producción de zacate taiwán (Pennisetum purpureum var. Taiwán), con aplicaciones de estiércol sólido de bovino de 3 hasta 18 ton/ha en la región norte-centro de Yucatán. Las aplicaciones de estiércol también mejoraron la altura la densidad de tallos/macollo del pasto taiwán.

González (1995) encontró incrementos en rendimiento de forraje verde y seco, y altura del zacate buffel T-4464 (Cenchrus ciliaris) con aplicaciones de 30 ton/ha/año de estiércol sólido de ovino ó bovino en una zona de trópico seco el Sur de Jalisco. En este mismo estudio, la proteína cruda del zacate buffel aumentó proporcionalmente con aplicaciones de ambos tipos de excretas, mientras que también se observaron efectos benéficos en el suelo tales como incrementos en materia orgánica, nitrógeno asimilable, fósforo, y potasio. Se encontró además un efecto residual benéfico de los dos tipos de estiércoles durante los dos años después de las aplicaciones en dicho experimento.

En otro estudio realizado en varias localidades del Sur de Jalisco (González y Eguiarte, 1998) también reportan incrementos en producción de semilla del pasto buffel biloela (C. Ciliaris); mejoramiento de praderas degradadas a través de un incremento en producción de forraje verde y seco de pasto Andropogon (Andropogon gayanus). Sin embargo, no se encontró una respuesta positiva con la aplicación de estiércoles en comparación con otras fuentes de fertilización a praderas de zacate bermuda callie (Cynodon dactylon II).

No existe información sobre el uso de excretas animales en pastizales de México. Sin embargo, se han realizado algunos estudios en relación al uso de excretas animales en pastizales de otros países. Smoliak (1965) realizó un estudio sobre los efectos de la aplicación superficial de estiércol de ganado en pastizales nativos dominados por zacates navajita (Bouteloua gracilis) y Stipa comata en Canadá. En este estudio se observó una respuesta favorable con aplicación de 67 ton M.S./ha de estiércol sólido de bovino sobre el rendimiento de forraje, proteína cruda, y fósforo del forraje. La respuesta benéfica se atribuyó a los nutrientes y al efecto de mulcheo del estiércol.

En otro estudio realizado en California, McKell et al., (1970) documentaron los efectos de la adición de pollinaza (estiércol sólido) a un pastizal anual dominado por Erodium botrys, Bromus rigidus, B. Rubens, B. Mollis, Festuca megalura, algunas legumbres anuales nativas, y hierbas de hoja ancha. El área de estudio se sembró con dos especies de trébol y Phalaris tuberosa var. stenoptera antes de la aplicación de pollinaza. La aplicación de hasta 9 ton/ha de pollinaza incrementó el rendimiento de forraje de 728 kg/ha hasta 3248 kg/ha. También se incrementó la proteína cruda y el fósforo del forraje con la aplicación de pollinaza. Se encontró un efecto residual de la pollinaza por un período de tres años. El valor de la pollinaza como fertilizante es comparable a dosis equivalentes de fertilizante mineral.

Para lograr el máximo beneficio del uso de excretas para la fertilización de forrajes, praderas y pastizales la fecha de aplicación es de gran relevancia para permitir una óptima utilización de los nutrientes (Burton, 1997). Lo anterior implica la implementación de un sistema de almacenamiento para contener las excretas cuando no se puedan distribuir en los cultivos. El tiempo de almacenamiento varía con las condiciones climáticas de la localidad, mientras que el tamaño del sistema dependerá del tiempo de almacenamiento requerido, así como el número, y tipo de animales en la granja (Burton, 1997).

7.3.6. MÉTODOS DE APLICACIÓN DE EXCRETAS ANIMALES

En la zona de los "Altos de Jalisco" actualmente se aplican las excretas sólidas de gallinas ponedoras (gallinaza) y de cerdaza a cultivos en forma semimecanizada. Esto implica el acarreo de las excretas de las casetas a las tierras de cultivo en remolques jalados por tractores. Luego, el estiércol es desparramado a través de paleo manual desde el tractor en movimiento y después es incorporado al suelo con un paso de arado y/o rastra de discos.

En la zona del "Bajío", los porcicultores que descargan las excretas en tierras de cultivo lo hacen en forma de riego rodado de las aguas residuales. Este método de aplicación es sencillo y barato aunque tiene sus riesgos para la salud pública y para el ambiente.

Para minimizar el riesgo de contaminación de los recursos naturales cuando se aplican estiércoles líquidos se deben seguir dos recomendaciones generales (Burton, 1997). Primero, una rápida incorporación del estiércol dentro del suelo después de la aplicación para reducir las emisiones de olores y amoniaco, lograr una mejor disponibilidad de los nutrientes, tener plantas más saludables con menos riesgo de daño foliar, y reducir los peligros para los animales en pastoreo, y segundo, lograr un alto nivel de exactitud en la aplicación del estiércol para lograr una distribución adecuada de los nutrientes en el suelo.

Los métodos actuales de aplicación de excretas animales liquídas en agricultura deben asegurar bajas emisiones de amoniaco y olores, y bajos escurrimientos hacia cuerpos superficiales de agua, especialmente en regiones de alta actividad ganadera (Burton, 1997). Simultáneamente, dichos métodos de aplicación deberán tener un efecto benéfico sobre el aporte de nutrientes para los cultivos (Burton, 1997).

7.3.7. CONCLUSIONES

La aplicación directa de excretas animales a tierras de cultivo tiene un alto riesgo de contaminación de los recursos naturales tales como la presencia de patógenos, compuestos orgánicos contaminantes, y metales pesados. Se recomienda la aplicación de excretas previamente tratadas a los diferentes cultivos ó pastizales con el fin de reducir riesgos a la salud y al medio ambiente.

Aunque la composición de excretas es muy variable, existe un gran potencial para el reciclado de los nutrientes de las excretas en forrajes y pastizales. El reciclado de estos nutrientes es esencial para lograr explotaciones sustentables y con bajo potencial de contaminación de nuestros recursos naturales. Los resultados benéficos en rendimiento y calidad de forraje con la aplicación de excretas animales mostrados en diferentes partes del país son prueba del gran valor de las excretas como fertilizante y mejorador de suelo.

Se debe realizar un balance de nutrientes para la aplicación de excretas en forrajes y pastizales. En general, se deben tomar en cuenta las dosis de fertilización del cultivo a fertilizar y tratar de llenar esos requerimientos con los nutrientes de las excretas. El balance debe estar basado en la demanda de nitrógeno y fósforo principalmente, previniendo la aplicación excesiva de cualquiera de ellos. Debe tenerse cuidado también de no exceder los limites de otros elementos como el cobre y el zinc los cuáles están presentes en altas cantidades en las excretas. En caso de que no se puedan llenar los requerimientos de nutrientes con las excretas se puede complementar con fertilizantes inorgánicos.

El método y la fecha de aplicación de excretas varía de acuerdo con el tipo de excretas y los cultivos que se vayan a fertilizar. Es recomendable utilizar los métodos de aplicación de excretas animales más apropiados para prevenir daños al medio ambiente y cuando el cultivo más lo necesite para lograr un uso óptimo de los nutrientes en las excretas.

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[6] Las excretas incluyen solo heces y orina.

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