Revista Computadorizada de Producción Porcina, Volumen 6, Número 1, Año 1999

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Texto completo

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INDICE

Información General 1-4

0.Artículo reseña

Una revisión corta de aspectos microbiológicos y funcionales de las plantas de biogás para el tratamiento de residuales (A short review on microbiological and functional aspects of biogás plants for residuals treatment). E. Cruz.5-18

Artículos científicos

AGRISOS. Software para la optimización de granjas integrales de agricultura sostenible (AGRISOS. A software for the optimization integrated-sustainable farms agriculture). B. Garcia, D. Vilariño, V. Figueroa, O. López y J.L. Piloto.19-23

Análisis de la consanguinidad y la estructura genealógica en un rebaño de cerdos Criollo Cubano (Inbreeding and genealogical structure of a Cuban creole pig herd). I. Santana, G. Trujillo y L. Agüero.24-30

Sustitución del cereal por fuentes fibrosas en dietas de desperdicios procesados para cerdos en ceba (Substitution of cereals by fibre sources in swill based diets for finishing pigs). J. González 31-36

Determinación de la digestibilidad de nutrientes de dietas de follaje de yuca amarga (Manihot esculenta Crantz) y aceite de palma (Elaeis guineensis Jacq) en cerdos (Digestibility of nutrients in pigs fed bitler cassava leaves meal (Manihot esculenta Crantz) and palm oil (Elaeis guineensis Jacq.). D.A. González, C. González, I. Díaz, J. Ly e H. Vecchionacce.37-45

Indicadores morfométricos del tracto gastrointestinal (TGI) de cerdos destetados que consumen harina de caña deshidratada (Morphometric indices of the gastro-intestinal tract (GIT) of weaning pigs fed dehydrated sugar cane meal). N. Rodríguez, R. Bocourt, I. Terry y E. Lamazares.46-53

Notas científicas

Una nota sobre la influencia del control de los sementales sobre los indicadores de calidad seminal en cerdos. (A note on the influence of controlling boar performance on semen quality. ). I. Velázquez, Y. Del Toro, R. Castillo, G. Morales y E. Benítez.54-57

Reseña de Tesis

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INFORMACION GENERAL

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Consuelo Díaz (Editora asistente) Enrique Delgado (Editor asistente)

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Francisco J. Diéguez (La Habana) Marco Antonio Esnaola (Zamorano)

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Los trabajos pueden contener tablas, figuras, esquemas o fotos.

La referencia bibliográfica debe presentarse de la siguiente forma:.de acuerdo con el trabajo de García (1988) y Fernández et al (1987).... Similares resultados se obtuvieron en Santo Domingo (Pérez et al 1993; Mejía y González 1994)...

Por favor note que et al no se subraya, ni aparece en caracteres distintos ni es seguido por un punto o coma. Se ofrecen ejemplos del formato apropiado en los trabajos publicados en esta revista.

En el listado de la revisión bibliográfica deben aparecer los títulos completos, con la primera y última página del trabajo. Por ejemplo:

BIBLIOGRAFIA

Chung, C.S., Etherton, T.D. y Wiggins, J.P. 1985. Stimulation of swine growth by porcine growth hormone. Journal of Animal Science 60:118-128

Diéguez, F.J., Trujillo, G., Gómez, J. y Roque, R. 1979. Las pruebas de comportamiento en campo para la selección de cochinatos y cochinatas en los Centros Genéticos de Cuba. Ciencia y Técnica de la Agricultura, Ganado Porcino 2(3):7-22

Crestwell, D.C. y Brooks, C.C. 1971. Composition, apparent digestibility and energy evaluation of coconut oil and coconut meal. Journal of Animal Science 33:366-369

Figueroa, V. y Ly, J. 1990. Composición química y propiedades físicas de los alimentos derivados de la caña de azúcar. In: Alimentación porcina no convencional. GEPLACEA. Serie Diversificación. México p 33-63

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PRESENTACION DE LOS TRABAJOS

Los trabajos deben enviarse en disco (de 3.5 pulgadas) al Editor.

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Los artículos reseña serán publicados en la Revista a solicitud del comité editorial.

La Revista Computarizada de Producción porcina es solamente un medio económico de publicación, ya que aporta un potencial nuevo para transmitir información científica. A pesar de la forma sencilla del disco original, la revista puede imprimirse en impresoras láser de alta calidad para mantenerse en bibliotecas.

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UNA REVISION CORTA DE ASPECTOS MICROBIOLOGICOS Y FUNCIONALES DE LAS PLANTAS DE BIOGAS PARA EL TRATAMIENTO DE RESIDUALES

Elizabeth Cruz

Instituto de Investigaciones Porcinas Gaveta Postal 1 Punta Brava

La Habana. Cuba Email:iip@.enet.cu

RESUMEN

Los sistemas de tratamiento de residuales son esenciales en el control de la contaminación ambiental, y cada vez se hace más necesario que sean sistemas cuya optimización tecnológica sea lo más similar posible a los procesos que ocurren cotidianamente en la naturaleza. Dentro de estos sistemas se encuentran las plantas de biogás, donde tiene lugar una digestión anaerobia de la materia orgánica, con lo que se logra la estabilización completa del material residual y a su vez, la obtención de un gas combustible, el biogás. En el presente trabajo se reseña lo informado sobre los aspectos microbiológicos y funcionales de este sistema de tratamiento, haciendo particular énfasis en la microbiología de la digestión anaerobia.

Palabras Claves: plantas de biogás, digestión anaerobia, biogás, biodigestores

A SHORT REVIEW ON MICROBIOLOGICAL AND FUNCTIONAL ASPECTS OF BIOGAS PLANTS FOR RESIDUALS TREATMENT

SUMMARY

The residuals treatment systems are very important to control the environmental pollution. So it is been more necessary to have systems, with a technological optimization as similar as possible to the natural processes. The biogas plants are within these systems, where an anaerobic digestion of the organic matter takes place. In this way, a complete stability of the residuals and a fuel gas, biogas, are achieved. In this paper it is presented all the microbiological and functional aspects of the treatment systems reported up to this moment, with a particular interest in the microbiology of the anaerobic digestion.

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Tabla de contenido

Introducción

Plantas de biogás o biodigestores anaerobios Componentes básicos

Métodos de carga Diseños básicos

Microbiología y bioquímica de la producción de biogás Etapas del proceso biológico Principal microflora que interviene en la producción

de biogás a partir de residuales del ganado porcino Principal microflora que actúa en el efluente

Factores influyentes en la digestión anaerobia

Problemas comunes de operación y funcionamiento de las plantas de biogás

Diferentes usos de las plantas de biogás

Rentabilidad de las plantas de biogás

Impacto ecológico

Conclusiones

Bibliografía

INTRODUCCION

La elevada densidad de población y el desarrollo tecnológico e industrial moderno ha originado que en los finales de este siglo, aproximadamente un 80 % de la población mundial viva en centros urbanos y grandes ciudades, lo cual ha devenido en afectaciones con la disposición de los residuales en las ciudades y áreas periféricas a ellas debido a los considerables volúmenes de desperdicios humanos y animales, que atentan contra el medio ambiente contaminándolo y en muchos casos trayendo como consecuencia la desaparición de tierras cultivables en un período de tiempo excesivamente rápido así como también la explosión de epidemias, epizootias, pérdida de agua potable y árboles maderables. Por otra parte, tampoco se utilizan materiales potencialmente útiles para la alimentación animal (Muller 1980; Carrasco et al 1983).

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El presente trabajo tiene como objetivo ofrecer una corta revisión de lo informado hasta el presente y que está relacionado con los aspectos microbiológicos y funcionales de las plantas de biogás.

PLANTAS DE BIOGAS O BIODIGESTORES ANAEROBIOS

El uso de biodigestores anaerobios en el tratamiento de materiales residuales constituye un sistema muy efectivo por las ventajas que ofrece, tanto desde el punto de vista económico como ecológico.

Los biodigestores anaerobios son tanques cerrados donde la materia orgánica y el agua residual se transforman por acción de los microorganismos en biogás (gas metano 60%)y bioabono (Maramba 1978). Es un sistema completamente carente de oxígeno donde la formación de metano ocurre a través de una fermentación que requiere del metabolismo coordinado y combinado de diferentes grupos de microorganismos, principalmente bacterias, que actúan secuencial y simultáneamente (Thiman 1965).

COMPONENTES BÁSICOS

Los biodigestores anaerobios están constituidos por cuatro componentes básicos según Finck (1992), los cuales permiten un correcto tratamiento de la materia residual; estos componentes se exponen a continuación:

El tanque de mezcla es una especie de caja de mampostería o concreto donde se realiza la mezcla de la materia orgánica y el agua residual, que luego se introduce en la cámara de digestión; esta última se une por medio de tubos de entrada al tanque de mezcla.

La cámara de digestión o digestor es el recinto donde se produce la fermentación anaeróbica. Usualmente se construye en concreto o mampostería de ladrillo, exceptuando las plantas tipo balón, que son plásticas.

El gasómetro es la sección donde se almacena el gas. El digestor y el gasómetro pueden constituir un solo cuerpo, o ser dos piezas separadas. El tanque de descarga recibe el material digerido o efluente. En el caso de las plantas de cúpula fija sirve, además, como tanque de compensación de presiones.

MÉTODOS DE CARGA

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producción de gas permanente. En el tipo de carga continua, el sistema consiste en realizar la carga periódicamente, generalmente a diario. La producción de gas es uniforme y un poco mayor que con el sistema anterior.

DISEÑOS BÁSICOS

Los diseños de las plantas de biogás varían de acuerdo con el fabricante y el tipo y cantidad de residual que se desea tratar, pero de manera general existen tres diseños básicos (Muller 1980; Finck 1992), que son el de cúpula fija, el de campana flotante y el de tipo balón.

El modelo de cúpula fija tiene como principal característica que trabaja con presión variable; sus desventajas principales, son que la presión de gas no es constante y que la cúpula debe ser completamente hermética, ello implica cierta complejidad en la construcción y costos adicionales en impermeabilizantes. Sin embargo este modelo presenta la ventaja de que los materiales de construcción son fáciles de adquirir a nivel local, así como la inexistencia de partes metálicas que pueden oxidarse y una larga vida útil si se le da mantenimiento, además de ser una construcción subterránea.

El modelo de campana flotante se caracteriza por tener un depósito de gas móvil a manera de campana flotante. Esta campana puede flotar en la masa de fermentación o en un anillo de agua. Las ventajas de este tipo de planta son que trabajan a presión constante y se puede determinar la cantidad de gas almacenado por el nivel de la campana; pero tiene como desventaja que está expuesto a la corrosión ya que las campanas son generalmente metálicas. Últimamente se ha experimentado con fibra de vidrio y se han obtenido buenos resultados. Además, el modelo de campana flotante presenta costos altos de construcción y de mantenimiento, debido al uso periódico de pintura anticorrosiva. El modelo de tipo balón, consiste en una bolsa o balón plástico completamente sellado, donde el gas se almacena en la parte superior, aproximadamente un 25% del volumen total. Tiene como desventajas, que debido a su baja presión es necesario colocarle sobrepesos al balón para aumentarla, su vida útil es corta, de aproximadamente 5 años, y el material plástico debe ser resistente a la intemperie, así como a los rayos ultravioletas. En Colombia se han obtenido experiencias interesantes con Plastilona 500. Su mayor ventaja es que la instalación es rápida y sencilla y el costo, en relación con el modelo de cúpula fija, se reduce en un 50% o más.

Es bueno aclarar que actualmente las plantas de biogás varían constantemente en sus diseños.

MICROBIOLOGIA Y BIOQUIMICA DE LA PRODUCCION DE BIOGAS

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origen doméstico, aguas residuales de letrina y cocina, sin contenido de jabón (Ranade 1989; Finck 1992; Orozco y Rick 1990).

ETAPAS DEL PROCESO BIOLÓGICO

El proceso en que se produce el biogás consta de tres etapas fundamentales que ocurren simultáneamente (Thiman 1966; López y Novoa 1991; Novoa y López 1991) las cuales se describen a continuación.

Hidrólisis y acidogénesis. En esta etapa las bacterias no metanogénicas actúan sobre los componentes orgánicos del sustrato, tales como celulosa, almidones, proteínas y grasas entre otras, transformándolos por hidrólisis en compuestos orgánicos solubles. De esta forma los carbohidratos se convierten en azúcares simples; las grasas, en ácidos grasos y glicerol y las proteínas se desdoblan en polipéptidos y aminoácidos, liberando también

CO2 e H2. Posteriormente, esos productos son convertidos a ácidos orgánicos,

fundamentalmente butírico, propiónico y acético.

Acetogénesis y homoacetogénesis. Los productos finales de la etapa anterior son

transformados en acetato, hidrógeno y CO2 por un grupo de bacterias que aportan

aproximadamente el 54% del hidrógeno que se utilizará en la formación de metano. La función de estos microorganismos en el proceso de la digestión anerobia es el de ser

donantes de hidrógeno, CO2 y acetato para las bacterias metanogénicas.

En la homoacetogénesis ocurre igualmente la formación de acetato, pero autotróficamente, a partir de hidrógeno y dióxido de carbono. El papel que desempeñan estos microorganismos dentro de los sistemas anaerobios no está bien dilucidado. Sin

embargo, su presencia evita que se pierda H2 y CO2 durante el crecimiento sobre

compuestos multicarbonados, lo que implica eficiencia termodinámica.

Metanogénesis. Es en este punto del proceso donde actúan las bacterias metanogénicas, degradando estos ácidos y alcoholes, obteniéndose como productos finales del proceso

metabólico gas metano (CH4).

De todo este proceso va quedando un efluente que es el efluente líquido, mucho menos agresivo en cuanto a poblaciones bacterianas, que el efluente, el cual puede ser utilizado como bioabono o fertilizante por su riqueza en determinados nutrientes. La producción de biogás a partir de residuales porcinos es un proceso donde se da una microbiología muy variada, ya que participan diferentes poblaciones de microorganismos que actúan simultáneamente en la degradación de la materia residual. A continuación exponemos los principales grupos y géneros implícitos en el proceso (Hobson y Shaw 1971; Kenealy 1982).

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propiónico, ocasionalmente ácido láctico, así como trazas de ácidos fórmico y succínico. También se encuentran cocobacilos Gram(-) y bacilos de diferentes morfologías, que forman ácidos volátiles a partir de la celulosa.

Las bacterias no celulolíticas incluyen los géneros Streptococcus sp, que son bacterias facultativamente anaerobias, no proteolíticas, ni amilolíticas y que desempeñan un papel importante en el mantenimiento de la anaerobiosis en el digestor. Clostridium sp, al que pertenecen bacilos esporulados que tienen actividad proteolítica; los Clostridium sp amilolíticos que producen ácido acético y butírico como resultado de su fermentación, los Clostridium sp proteolíticos que fermentan los azúcares formando ácido láctico e isovalérico y los Clostridium sp proteolíticos, pero no fermentadores de azúcares fundamentalmente.

En este grupo se encuentran además los bacteroides, que constituyen de un 20 a un 80% de las bacterias anaeróbicas; estos son bacilos pleomórficos Gram(-) cortos o de mediano largo; algunos son cocobacilos mayormente amilolíticos, fermentadores de mono y disacáridos, así como glicerol, produciendo ácidos propiónico, láctico y butírico.

Las bacterias metanogénicas son bacterias estrictamente anaerobias que no crecen en presencia de oxígeno molecular, ni en presencia de compuestos que fácilmente liberen oxígeno. Su rango de pH óptimo es de 7.2 a 8.2 para su crecimiento utilizan sales de amonio como fuentes de nitrógeno, muestran una extrema especificidad por el sustrato y producen como mayor y principal metabolito el gas metano (Macario y Macario 1985).

En esta digestión, participan diferentes géneros de bacterias metanogénicas que aparecen aproximadamente entre la tercera y novena semana después de comenzar la digestión de los sustratos en el biodigestor. Entre las bacterias metanogénicas, participan los géneros Methanobacterium sp en el que se encuentra en mayor concentración la especie Methanobacterium formicicum, un bacilo Gram(-) de longitud variable, no esporulado, que produce metano a partir de una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno o a partir del ácido fórmico. También está el género Methanobacillus sp al que corresponden bacilos esporulados que producen metano a partir de hidrógeno y alcoholes primarios y secundarios, el género Methanococcus presentado por cocos no dispuestos en sarcinas y no esporulados que producen metano a partir del acetato, butirato, ácido fórmico e hidrógeno. Por último, puede mencionarse al género Methanosarcina sp representado por cocos dispuestos en sarcinas, no esporulados, que producen metano a partir de acetato, monóxido de carbono, hidrógeno, acetato, butirato y glicerol.

Esta microflora actúa de forma simultánea y está íntimamente relacionada en las diferentes etapas del proceso, el cual se asemeja al proceso que ocurre en el rumen de los animales pero en menor escala, donde muchos microorganismos actúan estrechamente relacionados desde el punto de vista fisiológico. Los bacilos cortos, ovales y cocos, fermentan activamente las celulosas a ácidos orgánicos y las bacterias

metanogénicas que fluyen en el rumen en concentración de 2 x 108 ufc/ml llevan a cabo

una segunda fermentación produciendo metano (Thimann, 1965).

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productoras de hidrógeno, bacterias homoacetogénicas, bacterias metanogénicas y las bacterias celulolíticas (Koster y11 Lettigan 1984; Yugu et al 1992

FACTORES INFLUYENTES EN LA DIGESTION ANAEROBIA

Como todo proceso biológico, la digestión anaerobia debe ser controlada, pues existen diversos factores que influyen considerablemente en el éxito o no de la misma (Maramba 1978; Finck 1992). Un desbalance en alguno de estos factores puede provocar la ruptura del equilibrio entre las comunidades microbianas y por consiguiente el no funcionamiento de la planta, la no producción de biogás y el no adecuado tratamiento del residual. A continuación se relacionan los factores de mayor importancia que influyen en este proceso fermentativo. La temperatura realmente no afecta la producción absoluta de gas que realmente es dependiente de las características del sustrato. A medida que aumenta la temperatura también aumenta la actividad metabólica de las bacterias, requiriéndose menor tiempo de retención para que se complete el proceso de fermentación. Si el tiempo de retención es demasiado corto, las bacterias son desalojadas del biodigestor más rápido de lo que pueden reproducirse, deteniéndose así el proceso.

En la tabla 1 se pueden apreciar los diferentes rangos de temperatura para la fermentación anaeróbica.

Tabla 1. Rangos de temperatura para la fermentación anaeróbica

Rangos, ºC Tiempo de retención,

días

Fermentación Mínimo óptimo Máximo

Sicrofílica 4-10 15-18 25-30 >100

Mesofílica 15-20 28-33 35-45 30-60

Termofílica 25-45 50-60 75-80 10-16

Los materiales de fermentación están compuestos en su mayor parte por carbono (C) y nitrógeno (N). Si el contenido de este último es muy alto, la reproducción de las bacterias se inhibe debido a la alta alcalinidad. Lo ideal es una relación C/N de 20:1 a 30:1; relaciones C/N menores; por ejemplo 8:1, inhiben la actividad bacteriana por excesivo contenido de amonio.

La concentración de amoníaco en el material de fermentación debe ser menor de 2000 mg/L.

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Los metales pesados, los antibióticos e igualmente los detergentes, son productos que inhiben el proceso de producción de biogás.

No deben existir en el biodigestor condiciones que faciliten la entrada de oxígeno ni presencia de compuestos que se oxiden y liberen oxígeno, como por ejemplo, los nitratos; pues las bacterias metanogénicas demandan condiciones de estricta anaerobiosis.

Se debe controlar el pH del sistema, pues una disminución del mismo puede traer como resultado la inhibición del crecimiento de las bacterias metanogénicas. Ello hace que disminuya la producción de metano y aumente el contenido de dióxido de carbono y se produzcan olores desagradables por el aumento del contenido de sulfuro de hidrógeno. De manera general el pH se mantiene bastante estable a pesar de la producción de ácidos por las bacterias ya que en el medio fermentativo se generan sustancias tampones que garantizan un rango de pH adecuado. Además, la velocidad de formación de ácido depende de la velocidad de la conversión a biogás. Se acepta generalmente que los valores óptimos del pH oscilen entre 7.0 y 8.5. La tabla 2 muestra los efectos del pH en la producción de biogás

Tabla 2. Efectos del pH en la producción de biogás

Valor de pH

Efecto

7. – 7.2 Optimo

Mayor e igual a 6.2 Retarda la acidificación

Menor e igual a 7.6 Retarda la amonización

Fuente: Difusión de la tecnología del biogás en Colombia

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PROBLEMAS COMUNES DE OPERACION Y FUNCIONAMIENTO DE LAS PLANTAS DE BIOGAS

Finck (1992) ha señalado que entre los problemas que son más cotidianos en el trabajo de una hidrólisis están la sobrecarga de la planta, la baja producción de gas y el bajo grado de fermentación. Estos aspectos se describen a renglón seguido.

Una planta está sobrecargada cuando el volumen total de la biomasa en la cámara de fermentación y en el tanque de compensación es mayor que el volumen útil del biodigestor. Esto se presenta básicamente por tres razones, que son: cuando existen consumos altos y no se remueve manualmente el efluente, tal como se explicó anteriormente, o que el tubo de entrada se deja descubierto y el digestor se llena de agua después de un aguacero, o cuando existen escapes de gas en la cúpula, o en las tuberías y accesorios.

El problema de sobrecarga en una planta de biogás se detecta cuando al evacuarse el gas, la presión llega a cero, y el nivel del efluente en el tanque de compensión queda por encima de la línea. También puede detectarse cuando el nivel del efluente en el tanque de compensación está bastante alto, pero al medir la presión del gas con el manómetro resulta baja. Este problema se soluciona desalojando el efluente hasta que su nivel coincida con la línea 0 y efectuando la carga normalmente.

En caso que exista mucho líquido en el interior de la planta, es conveniente sacar el exceso encontrado, ya que un material muy diluido conduce a una baja producción de gas. Cuando esto no sea posible, debe esperarse cierto tiempo para que se estabilice la producción. También es recomendable en época de invierno tener cerrada la boca del tubo de entrada, después de efectuar la carga diaria, y así se evita la penetración de lluvia, hojas y ramas al interior del digestor. Si después de todas estas actividades no hay un resultado positivo, deben revisarse las tuberías y accesorios en última instancia, efectuar una prueba de escapes y si se comprueban fugas, se desocupa la planta y se revisa el interior para detectar la presencia de grietas en la cúpula.

Existirá una baja producción de gas cuando el material de la sobrecarga es insuficiente, el material de fermentación es muy líquido, o hay alteraciones en el proceso fermentativo. Si el material de la sobrecarga es insuficiente, una solución consiste en mezclar estiércol de diferentes animales o buscar el aporte de fincas vecinas para completar la carga. Cuando el material de fermentación es muy líquido, esto se puede corregir al aumentar la relación estiércol: agua durante varios días, hasta que se estabilice el proceso, y luego restituir la relación inicial. Las alteraciones en el proceso biológico pueden ser por caídas del pH, y esto se corrige añadiendo una fuente de calcio a la fermentación. También es posible que estén presentes cepas nocivas o contaminantes para el proceso (antibióticos). Si este es el caso, es conveniente dejar de cargar la planta por unos días, agregar material de carga que no presente problemas hasta que se estabilice el proceso, después de lo cual es posible continuar la carga normal del digestor.

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se observa muchas burbujas en la superficie del tanque de compensación. Este problema se corrige disminuyendo la carga diaria, con lo cual aumenta el tiempo de retención.

DIFERENTES USOS DE LAS PLANTAS DE BIOGAS

Las plantas de biogás se han utilizado y actualmente se utilizan para diversos fines entre ellos para la producción de fertilizante, para obtener alimento animal y como control de la polución. Como combustible: el biogás puede utilizarse con este fin, por la producción de metano, el cual como cualquier otro combustible gaseoso, puede ser usado para fines domésticos o industriales. Este biogás puede emplearse para cocción, iluminación, calefacción de aves y cerdos, refrigeración y como combustible en motores de combustión interna, ya sea para generación de electricidad o para ser acoplados a bombas, picapastos y otros ( Xun et al 1992, Maina 1993). En Colombia se producen quemadores y estufas de gas para uso doméstico e industrial que pueden ser adaptados satisfactoriamente en la mayoría de los casos para utilizarse con biogás. En el caso de la iluminación, la eficiencia luminosa de una lámpara de biogás es inferior a la del alumbrado eléctrico; por lo que el uso de estos artefactos se recomienda como una alternativa en lugares donde no hay energía eléctrica o el servicio es deficiente (Maramba 1978; Schulz 1990; Finck 1992).

El efluente del biodigestor, es un lodo fluido, el cual está constituido por la fracción orgánica que no alcanza a fermentarse y por el material agotado. Su contenido de materia orgánica, composición química y otras propiedades dependen de las características de la materia prima utilizada y factores ambientales ( Maramba 1978; Finck 1992). La mayor dificultad al utilizar este efluente líquido, consiste en su manipulación, transporte y almacenamiento; para los cuales se han estado desarrollando diferentes métodos como vías más de solución. En un inicio se diseminaba a través de baldes por gravedad o por bombeo y se utilizaban canales y mangueras. En otras ocasiones se mezclaba con tierra en el proceso de arado y después se plantaba sobre esa mezcla cubierta con tierra (Demant et al 1990). Actualmente el método más utilizado es el efluente compostado o compost (Finck 1992).

El compost consiste en acumular el efluente en pilas sobre el suelo, en huecos o en recipientes de madera con buena aireación y humedad de manera que se facilite el secado del mismo y quede lo suficientemente seco para su manipulación. En ocasiones se le pueden incorporar lombrices que aceleran la descomposición de los desechos y a su vez pueden ser utilizados como fuente de proteínas en pollos, patos y peces. Las ventajas de este método consisten en que el productor final es compacto, en forma de tierra negra,lo que facilita su transporte y aplicación, y se minimizan las pérdidas de nutrientes disponibles en el efluente ya que se le puede incorporar material verde proporcionando otros nutrientes (Finck 1992). Estos nutrientes presentes en el compost son liberados paulatinamente mediante ciertos procesos de descomposición de la materia orgánica, lo que implica que la nutrición de las plantas sea lenta pero continua, en contraste con lo que ocurre con los fertilizantes químicos.

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ser procesado y servir como alimento a diferentes animales. Este efluente con o sin sólidos puede ser usado para el crecimiento de plankton, que es fundamentalmente alimento para los peces, teniendo en cuenta que fresco no se debe emplear pues afecta la palatabilidad de los peces, sino someterlo antes a un proceso de secado al sol y aire por dos días, lo que también ayuda a que consuma menos oxígeno del agua. También puede servir como un material posible en la obtención de pulpas, cuando los residuos de cosechas son también digeridos en la planta de biogás.

Existen otros ejemplos de la utilización de estos efluentes residuales como alimento animal. En el caso del estiércol de cerdo y aves de corral, este ha sido utilizado como alimento para cerdos y bovinos. Esta práctica tiene la desventaja de que permite la transmisión de enfermedades, gérmenes bacterianos y parásitos en un por ciento considerable y aún más si el estiércol es de animales enfermos, por ejemplo con Ascaris.

El líquido remanente, sin sólidos, contiene nutrientes y trazas de minerales que pueden usarse como promotores del crecimiento de algas, que sirven de alimento animal. Tal es el caso de la Chlorella, que contiene de un 36 a un 40% de proteínas.

También en el proceso de producción de biogás se sintetizan vitaminas del complejo B, particularmente vitamina B12, que es muy importante como factor de crecimiento en la alimentación animal. A su vez este efluente está siendo muy utilizado en la lombricultura, donde normalmente se emplea seco como sustrato principal. En forma líquida, se mezcla con residuos sólidos como paja de arroz, de maíz o sorgo entre otros.

La planta de biogás ha sido usada para control de la polución en un gran número de países pues el gran volumen de estiércol animal, aguas albañales y otros desperdicios orgánicos que se producen diariamente, ha creado una polución ambiental que necesita soluciones urgentes. También se han informado resultados satisfactorios para el tratamiento de residuales de hospitales (Shanlun y Shuyou 1994). En Japón se ha informado el uso de plantas de biogás para control de la polución, fundamentalmente en tratamiento de residuales de destilerías.

RENTABILIDAD DE LAS PLANTAS DE BIOGAS

En el análisis de rentabilidad de la planta de biogás se debe considerar que al ser una tecnología multipropósito, compite en tres áreas muy diferentes, que son los mercados de fuentes energéticas, en el de los abonos, y en el de tratamiento de residuales. (Finck 1992).

En el mercado de los energéticos, la planta de biogás compite con la leña, el gas propano y la electricidad; fuentes energéticas utilizadas usualmente en la cocción; con el kerosene, las velas y la electricidad en la iluminación, sobre todo en lugares donde el servicio es deficiente o no existe; con el gas propano y la electricidad en la refrigeración y con la gasolina o el diesel, como combustible para motores.

El m3 de biogás puede reemplazar 0.46 kg de gas propano, 0,7 l de gasolina, 0,6 litros de

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otros abonos convencionales sin disminuir la productividad, y además presenta un aumento de la productividad al compararla con la de suelos no abonados. En el mercado de tratamiento de residuales; la producción de biogás puede imponerse sobre sistemas de tratamiento aeróbicos tradicionales, que son mucho más caros y complejos.

Lo anterior permite confirmar que la tecnología de biogás, genera productos importantes que pueden sustituir, no sólo desde el punto de vista técnico, sino económico, a productos que tienen amplia demanda actualmente.

IMPACTO ECOLOGICO

La utilización de plantas de biogás para el tratamiento de residuales ofrece un beneficio ecológico de gran importancia, sobre todo en la actualidad donde el desarrollo industrial moderno ha alcanzado niveles muy avanzados.

Uno los beneficios que origina este sistema de tratamiento es la disminución considerable de la tala de los bosques, que en muchos casos está dada por la utilización de la madera para cocción; esto a su vez permite mantener el equilibrio ecológico (Koster 1985). La velocidad de desaparición de tierras cultivables decrece al procesar los residuales por vía biológica y reducir el tiempo de estos desperdicios en las áreas rurales que además de afectar el suelo son desagradables a la vista. También permite la eliminación de malos olores generados al ambiente, lo que contamina y son desagradables al olfato de las personas (Muller 1980).

Por otra parte, la utilización del compost que se obtiene de este sistema puede en cierto grado sustituir la utilización continua y desproporcionada de fertilizantes químicos, que a largo plazo generan suelos áridos imposibles de utilizar, esto se debe a que el compost aumenta el contenido de humus del suelo, el cual mejora la estructura del terreno, facilita la aireación, la formación de depósitos de nutrientes y la capacidad de retención e infiltración de agua (Finck 1992)

CONCLUSIONES

Los sistemas de tratamientos de residuales son esenciales en el control de la contaminación ambiental, y cada vez se hace más necesario que sean sistemas cuya optimización tecnológica sea lo más similar posible a los procesos que ocurren cotidianamente en la naturaleza. Dentro de estos sistemas se encuentran las plantas de biogás, donde tiene lugar una digestión anaerobia de la materia orgánica, con lo que se logra la estabilización completa del material residual, y a su vez, la obtención de un gas combustible, el biogás.

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disminuir la tala de bosques, la desaparición de tierras cultivables y el empleo de fertilizantes químicos.

El profundizar en los conocimientos básicos, la microbiología y la bioquímica de los procesos fermentativos que tienen lugar en un biodigestor están por lo tanto plenamente justificados.

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AGRISOS.

Software para la optimización De granjas integrales de agricultura sostenible

Beatriz García1, Darnes Vilariño2, Vilda Figueroa1, O. López1 y J.L. Piloto1

1 Instituto de Investigaciones Porcinas

Gaveta Postal 1, Punta Brava La Habana, Cuba Email: iip@enet.cu

2 Facultad de Matemática y Computación

Universidad de la Habana, La Habana, Cuba

3Proyecto comunitario sobre la conservación de alimentos.

Marianao, La Habana, Cuba

RESUMEN

Se desarrolló un sistema computacional para la optimización de granjas integrales de agricultura sostenible basado en algoritmos que dan solución al modelo matemático de optimización lineal bicriterio que describe y optimiza los procesos de una granja integral de agricultura sostenible. Estos algoritmos fueron implementados según las técnicas empleadas en el sistema OPLIN. Para la programación del sistema se emplearon técnicas actuales de programación, lo que posibilita un fácil manejo y un medio ambiente agradable. El sistema puede utilizarse como herramienta de simulación en la validación de tecnologías de granjas integrales de agricultura sostenible, al dar elementos para el estudio de la factibilidad de determinados niveles de integración, a un nivel de respuesta óptimo.

Palabras Claves: Optimización, modelos matemáticos, sostenibilidad, sistema.

AGRISOS.

A SOFTWARE FOR THE OPTIMIZATION OF INTEGRATED-SUSTAINABLE FARMS

SUMMARY

A software system was developed for the optimization of (integrated-sustanable farms of sustainable agriculture). The system is based on algorithms to solve mathematics models of linear optimization bicriteria. Those models describe and optimize the process of an integrated farm. For the implementation of the algorithms techniques of the OPLIN system were used. For the programming of the system modern techniques were used. This enables an easy management in an adequate environment. The system can be used as a simulation tool in the evaluation of technologies for integrated-sustainable farms. The system provides the elements to study the viability of employing certain integration levels for an optimun response.

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INTRODUCCION

El empleo de las matemáticas en los procesos agropecuarios desde tiempos remotos ayudó sin dudas a la obtención de mejores resultados en la esfera productiva. De hecho, son muchas las investigaciones que abordan la problemática agropecuaria mediante la simulación matemática de sus procesos. Este enfoque ayuda evidentemente a que los resultados sean obtenidos con mayor rapidez y confiabilidad en cuanto a precisión.

El empleo de técnicas computacionales para el cálculo de las soluciones de los modelos matemáticos de optimización y simulación, constituye una tendencia actual. Aunque es cierto que estas técnicas son ampliamente empleadas en la creación de sistemas automatizados que facilitan el empleo de estos modelos, también es cierto que en su mayoría requieren del conocimiento matemático básico para su uso, y esto hace que los productores hagan resistencia a su utilización en la toma de decisiones.

Es por ello que se hace necesario que los sistemas computacionales que estén destinados a la toma de decisiones en la esfera productiva, utilicen un lenguaje lo más cercano posible a la realidad que describen, siendo capaces de construir procedimientos que traduzcan a un lenguaje matemático los datos de entrada para generar los modelos, procedimientos que calculen sus soluciones que sean capaces de interpretar estas soluciones en un lenguaje práctico. AGRISOS constituye un sistema computacional capaz de ejecutar estos procedimientos de forma tal que el empleo de los modelos de optimización lineal para granjas integrales de agricultura sostenible (García et tal 1998), se utilicen de una forma fácil y dinámica.

MATERIALES Y METODOS

El objetivo del presente trabajo fue crear una herramienta computacional que permitiera a los usuarios no conocedores de las técnicas de programación lineal utilizar los modelos de optimización lineal para granjas integrales de agricultura sostenible, acercando estas técnicas al lenguaje utilizado por los productores, y automatizando todos los pasos necesarios para la creación, cálculo de la solución e interpretación de los resultados.El sistema utiliza como núcleo básico los modelos empírico-mecanicistas (MEM) para la planificación de un rebaño porcino y los modelos de optimización lineal (MOL) para el cálculo de la solución óptima, descritos por García et al (1998).

Para la implementación computacional del algoritmo que da solución al modelo de optimización, se utilizó el algoritmo Simplex implementado en el sistema OPLIN (Vilariño 1997).

La programación del sistema se realizó mediante la utilización del lenguaje de programación DELPHI.3 (Borland International 1997).

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convencional con su composición química y la segunda con los cultivos y sus rendimientos agrícolas. Ambas bases de datos fueron creadas en ACCESS’97 (Microsoft, 1997).

RESULTADOS Y DISCUSION

AGRISOS constituye un programa computacional que cuenta con una interfase usuario agradable sobre medio ambiente Windows, que garantiza que el sistema sea de fácil manipulación por aquellas personas que no posean grandes conocimientos computacionales.

El programa consta de un menú principal que posee siete opciones: Archivo, Rebaño,

Alimentos, Cultivos, Optimizar, Resultados, Ayuda.

El menú de Archivo brinda al usuario la posibilidad de manejar de una forma fácil los

ficheros de datos. En él se puede acceder a las opciones de crear un problema nuevo, abrir un problema ya existente y almacenado en un fichero de datos, salvar el problema que se ha creado o modificado y salida del sistema.

La opción Rebaño permite la entrada de los datos que posibilitan construir el rebaño

porcino. Esta opción da tres posibilidades, una para criadores expertos, que permite planificar el rebaño de cerdos a partir de los índices tecnológicos y productivos con que el productor desee concebir su rebaño, otra opción para criadores menos experimentados que posibilita la planificación del rebaño a partir del número de reproductoras, el empleo o no de la inseminación artificial y el nivel de rendimiento del rebaño (alto, medio o bajo) y una última opción que permite la entrada de los requerimientos nutricionales de materia seca, proteína bruta y energía metabolizable con los que se desea trabajar para cada categoría.

En la opción Alimentos el sistema brinda la posibilidad a los usuarios de escoger cuáles

de los alimentos no convencionales almacenados en la base de datos de alimentos, desea que sean tomados en cuenta para el cálculo de la dieta y a qué niveles de inclusión por cada categoría. El programa también muestra la composición química de cada uno de los alimentos y su costo económico. Se permite además la entrada de nuevos alimentos.

El menú Cultivos permite escoger también en la base de datos de cultivos tropicales,

cuáles de estos serán usados para producir alimentos en la granja, y con qué rendimiento agrícola. A esta base de datos se le pueden añadir otros cultivos con sus respectivos rendimientos.

La opción Optimizar constituye la opción fundamental del sistema. En ella se escogen

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entrada al algoritmo Simplex implementado en el sistema OPLIN descrito por Vilariño (1997).

Una vez utilizado el algoritmo Simplex y hallada la solución óptima, se ejecutan procedimientos que permiten interpretar en un lenguaje práctico, la solución matemática dada por el algoritmo.

Resultados es el menú que posibilita visualizar la solución del modelo en tablas de fácil comprensión para los usuarios, las mismas son: la tabla de composición del rebaño que muestra la cantidad de animales por categorías y totales y la cantidad de grupos y de animales por grupos en el caso de los criadores expertos según la tecnología de siete días (López 1991; López y Peñalver 1991 ), la tabla de composición de la dieta por categorías y el gasto económico de las mismas en caso de haberse empleado éste como criterio para mejorar la solución, la tabla de cantidad de tierra necesaria para la dieta por concepto de cultivo y la tabla que muestra los subproductos de las granjas que no fueron utilizados dentro de la misma y que pueden ser utilizados a otro nivel de integración.

La opción de ayuda permite ofrecer a los usuarios una guía para ayudar al trabajo del sistema y evitar la posibilidad de errores en el manejo del mismo. Los tiempos de entrada de datos y cálculo de las soluciones son pequeños. Esto posibilita que el sistema tenga un uso práctico, pues el proceso de construcción del modelo, linealización del mismo y cálculo de la solución, en problemas como estos, donde el número de variables y de ecuaciones utilizadas son relativamente grandes, es un trabajo muy engorroso, de mucho tiempo y susceptible a errores de no emplearse técnicas computacionales para su implementación.

CONCLUSIONES

El sistema AGRISOS, constituye una herramienta computacional acertada para el análisis anticipado de la factibilidad de tecnologías de agricultura sostenible donde el elemento esencial en la producción de carne sea el cerdo y el principal cultivo la caña de azúcar. Tanto el sistema como el modelo matemático en el cual esta basado, están diseñados para su extrapolación a sistemas de producción sostenibles donde las especies y los cultivos bases sean otros.

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López, O. y Peñalver, G. 1991. Metodología para los cálculos de planificación y proyección de las unidades porcinas. Inst Inv Porc. La Habana. pp 28

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24 ANÁLISIS DE LA CONSANGUINIDAD Y LA ESTRUCTURA GENEALÓGICA EN UN

REBAÑO DE CERDOS CRIOLLO CUBANO.

Isabel Santana1, G. Trujillo2 Y L. Agüero3

1 Instituto de Investigaciones Porcinas

Gaveta Postal 1, Punta Brava La Habana, Cuba Email: iip@enet.cu

2 Centro de Producción Agropecuaria

Dirección de Guardafronteras. La Habana, Cuba

3 Empresa Nacional Genética Porcina

Centro Genético Porcino San Pedro Artemisa. La Habana, Cuba

RESUMEN

Se calcularon los coeficientes de consanguinidad (Fx, %) de 85 cerdas y 11 verracos activos y 69 y 26 bajas respectivamente, así como de las 197 camadas nacidas entre enero de 1995 y mayo de 1996 del rebaño del cerdo Criollo Cubano del centro genético San Pedro. Asimismo se evaluaron todas las posibilidades de apareamiento entre los reproductores en servicio en enero de 1996 mediante los Fx correspondientes. Se analizó además la distribución genealógica en cada caso y la representación de la misma respecto al rebaño de fundación. Los Fx para las cerdas vivas y las desechadas fueron 2.35 y 2.99% y para los verracos 3.97 y 1.92% respectivamente. Las camadas mostraron una Fx media de 2.2%. Estas eran hijas de 14 sementales de 5 líneas y 105 cerdas de 20 familias mientras los reproductores vivos procedían de 3 líneas y 17 familias. Los niveles de consanguinidad obtenidos fueron bajos en todos los casos, pero existe una consanguinidad potencial que debe controlarse. La misma está dada porque el 57.6% de las cerdas y el 90% de los verracos descendían de las mismas líneas. Esto sucedió también en las camadas donde el 78% son hijas de las líneas mayoritarias. Se podría sugerir la incorporación de al menos dos líneas más, trabajar en equilibrar lo más posible la estructura genealógica y como aspecto básico calcular las consanguinidades y utilizarlas en función del apareamiento de mínimo parentesco.

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INBREEDING AND GENEALOGICAL STRUCTURE OF A CUBAN CREOLE PIG HERD

SUMMARY

The inbreeding coefficients (Fx, %) were calculated from 85 and 11 active sows and boars respectively and from 69 and 26 culled animals respectively, and of 197 litters born between January 1995 and May 1996. Data were obtained from the Creole pig herd of San Pedro genetic center. All possibilities of mating between active animals were also evaluated. Genealogical analysis were also made in order to know the distribution of families and lines in the actual herd and their relationship with the initial herd. Fx were 2.35 and 2.99 % for active and culled sows, while those figures for boars were 3.97 and 1.92%, respectively. Litter mean of Fx was 2.2%. Litters were from 14 boars of 5 lines and 105 sows of 20 families. Active sows and boars belonged to 3 lines and 20 families. Inbreeding levels were low but there is a potential inbreeding in the herd that must be kept under control in a near future. It was found that 57.6% of the sows and 90% of the boars come from the same lines. The same is also true for litters where 78% of them currently come from the major lines. It is suggested the introduction of animals from at least two new lines in order, to equilibrate the genealogical structure of the herd and to calculate the inbreeding coefficients and use them to mate animals minimizing the risk of in breeding.

Key words: Swine, Cuban Creole breed, inbreeding, genealogy.

INTRODUCCION

Una adecuada estructura genealógica así como el control de la consanguinidad a niveles mínimos son condiciones indispensables para el buen desarrollo de un rebaño genético porcino, lo cual se hace más importante cuando se trata del rescate de un tipo racial no mejorado como el de la raza Criollo de Cuba.

El cerdo Criollo Cubano tiene sus raíces en el cerdo Ibérico y se introdujo en Cuba con la colonización hispánica. Desde entonces y a lo largo de 500 años ha sufrido un proceso de mestización fundamentalmente con las razas Duroc y Hampshire y su crianza ha sido extensiva y de traspatio, sin ningún trabajo de mejora genética (Diéguez et al 1996). Con la reducción de la disponibilidad de alimentos para los cerdos en Cuba se planteó la valoración de este tipo de cerdo para diferentes condiciones de explotación y se desarrollaron un conjunto de investigaciones en ese sentido (Diéguez et al 1997). Asimismo se creó en 1992 un centro genético con el objetivo de conservar y mejorar esta raza. Un trabajo similar ha sido desarrollado en España con el cerdo Ibérico (Benito et al 1997).

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ciertos niveles de consanguinidad fueron inevitables (Santana et al 1996; Santana et al 1997).

La consanguinidad es una consecuencia que se deriva de la cría ganadera en poblaciones cerradas con un número pequeño de reproductoras. La influencia negativa de la consanguinidad se manifiesta fundamentalmente en las características productivas relacionadas con la fertilidad y la viabilidad (Dobao et al 1983) y por tanto es necesario mantenerla a niveles bajos. En la conservación y mejoramiento del cerdo Criollo Cubano se trata de obtener el máximo de variabilidad genética minimizando el incremento de consanguinidad, cuestiones complejas y difíciles de optimizar en un pequeño rebaño. De esta forma el presente estudio tuvo como objetivo contribuir al control de la consanguinidad en el rebaño Criollo Cubano y al perfeccionamiento de su estructura genealógica.

MATERIALES Y METODOS

El estudio se realizó en el centro genético San Pedro donde se desarrolla el único rebaño con control genético del cerdo Criollo Cubano. Se evaluó el nivel de consanguinidad y la estructura genealógica de la población entre los años 1995 y 1996, a través de cuatro tipos de análisis: el cálculo de los coeficientes de consanguinidad de las cerdas y verracos activos y eliminados del centro en diciembre de 1995; el del grado de parentesco de los reproductores activos en enero de 1996; el del calculo de los coeficientes de consanguinidad de las camadas nacidas entre enero de 1995 y mayo de 1996 y el de la representación en el rebaño actual de las zonas de origen.

Los coeficientes de consanguinidad (Fx, %) fueron calculados a través del programa de cálculo para un centro genético porcino, desarrollado en el Instituto de Investigaciones Porcinas (Hernández y Gerardo 1989; Santana et al 1998) basado en la fórmula tradicional descrita por Wright (1922) y modificada por Stone (1977). Se calcularon los estadígrafos de posición y dispersión de los coeficientes de consanguinidad obtenidos.

RESULTADOS Y DISCUSION

Tabla 1. Coeficientes de consanguinidad (Fx, %) en los reproductores activos

El análisis de los coeficientes de consanguinidad para los reproductores activos (tabla 1) muestra niveles bajos tanto para puercas como verracos, con una alta variabilidad, ligeramente superior en los verracos. Un cuadro similar se aprecia en los resultados de las bajas (tabla 2) pero menos variable en los verracos, lo que es lógico por el mayor número de animales evaluados. Análisis de este tipo y bajo este programa de cálculo se realizaron en Cuba en el proceso de formación de la raza sintética cubana CC21 (Eloy 1983; Amador 1990) en los que también se encontraron bajos niveles de consanguinidad.

N Fx% DS ES±

Cerdas 85 2.35 7.27 0.78

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Tabla 2. Coeficientes de consanguinidad (Fx, %) en los reproductores desechados

N Fx % DS ES± Cerdas 69 2.99 7.77 0.93 Verracos 26 1.92 6.79 1.33

En los reproductores activos se detectaron 11 animales con coeficientes de consanguinidad superiores a 6.5% (tabla 3). Se recomendó la eliminación de estos animales a excepción de un verraco joven que obtuvo indicadores relevantes en la prueba de comportamiento en campo.

Tabla 3. Reproductores con Fx > 6.5 %

El número de líneas y familias de los reproductores desechados fueron 14 y 20 respectivamente. En los activos estas cifran se redujeron a 3 las líneas y 17 la familias, lo que evidencia una desmesurada y negativa pérdida de líneas paternas. Estas deben recuperarse o incorporarse nuevas líneas con la introducción de animales Criollo de otros rebaños del país. Adicionalmente se analizó la contribución en los reproductores activos de los padres de fundación y se manifestó que el 57.6% de las puercas y el 90% de los verracos descienden de los mismos dos padres lo que significa una consanguinidad potencial que hay que controlar.

Se valoró además la posibilidad de apareamiento de los reproductores en activo bajo el criterio de todos contra todos. Esta posibilidad medida por los niveles de emparentamiento entre reproductores (tabla 4) mostró que por debajo del 6,9% de consanguinidad está el 73.7% de los apareamientos, lo que resulta favorable para las perspectivas inmediatas de apareamientos de mínima consanguinidad.

Tabla 4. Nivel de emparentamiento entre los reproductores activos1

Fx, % Parejas % del Total 0 443 44.74 0 - 0.9 3 0.41 1 - 1.9 21 2.12 2 - 2.9 3 0.30 3 - 3.9 79 7.90 4 - 6.9 181 18.28 7 - 9.9 91 9.19 10-14.9 101 10.20 15 - 20 28 2.82 > 20 40 4.04 Total 990 100.00

1

90 cerdas y 11 verracos

Cabeza % del total

Cerdas 9 10.5

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Los coeficientes de consanguinidad calculados en las camadas (tabla 5) indican resultados positivos, con solo el 19.3% de las camadas con algún nivel de consanguinidad y dentro de estas el 63% por debajo del 7% de consanguinidad. Estas camadas fueron hijas de 14 sementales de 5 líneas y 105 puercas de 20 familias, que son cifras aceptables. No obstante el 41% de las camadas procede de una misma línea. Amador (1990) en un rebaño CC21 con un número algo mayor de líneas y menos familias (8 y 8 respectivamente) halló también un bajo número de camadas consanguíneas.

Tabla 5. Coeficientes de consanguinidad en las camadas

Camadas n Fx % ES± % del Total 159 0.00 - 80.7

38 8.66 - 19.3 Consanguíneos 8 3.12 - 21.0 3 4.68 - 7.8 13 6.25 - 34.2 2 9.37 - 5.3 9 12.50 - 23.7 1 15.60 - 2.6 2 25.00 - 5.3 Total 197 2.20 0.78 100.0

El análisis de la representación de los reproductores existentes en mayo de 1996 de acuerdo con las zonas de origen geográfico del rebaño de fundación (tabla 6) mostró que el mayor número de efectivos que procedían de las zonas de Sancti Spiritus, Camagüey y Cienfuegos para las cerdas y Camagüey y Contramaestre para los verracos. Si bien el número de familias es alto, no lo es en las líneas y vuelve a manifestarse el predominio de algunas. De ahí la necesidad de incorporar algunas más.

Tabla 6. Representación de cerdos reproductores activos en mayo de 1996 de acuerdo con el origen geográfico

Origen Filas Cerdas % Líneas Verracos % Sancti Spiritus 5 43 40.9 1 2 18.2 Camagüey 2 30 28.5 1 4 36.4 Palma Soriano 2 4 3.8 - - - Contramaestre 1 1 0.9 1 3 27.3 Bayamo 2 10 9.5 - - - Cienfuegos 8 17 16.1 2 2 18.1 Total 20 105 100.0 5 11 100.0

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SUSTITUCION DEL CEREAL POR FUENTES FIBROSAS EN DIETAS DE DESPERDICIOS PROCESADOS PARA CERDOS EN CEBA.

J. González

Instituto de Investigaciones Porcinas Gaveta Postal No.1, Punta Brava

La Habana, Cuba Email: iip@enet.cu

RESUMEN

Veinticuatro cerdos de un peso vivo promedio al inicio de 26.4 kg y de un cruce rotacional Yorkshire x Landrace x Duroc fueron distribuidos en un diseño de bloques al azar con tres tratamientos y ocho réplicas. Los cerdos fueron alojados en corrales individuales y se utilizaron para estudiar la sustitución del 20 % del cereal por saccharina o gicabú en el sistema de alimentación de desperdicios procesados, miel B más pienso de cereales. Los tratamientos consistieron en un control (I) basado en una dieta básica de desperdicios procesados, miel B y pienso de cereal en el que se sustituyó parte del pienso de cereal por saccharina (II) o gicabú (III) con un nivel de inclusión del 20 % para ambos tratamientos. Los cerdos concluyeron la prueba con un peso final promedio de 88.8 kg. La ganancia (g/día), consumo (kg MS/día) y conversión alimentaria (kg MS/kg aumento) no difirieron entre los tratamientos evaluados (I, 494; 2.24 y 4.53; II, 496; 2.23 y 4.50; III, 495; 2.26 y 4.57, respectivamente). Se considera que la inclusión de saccharina o gicabú, si sustituyen el 20 % del pienso de cereal no afectan los rasgos de comportamiento y disminuyen el costo en el sistema de alimentación estudiado.

Palabras claves: Comportamiento, cerdos en ceba, gicabú, saccharina, desperdicios procesados, miel B.

SUBSTITUTION OF CEREAL FOR FIBRE SOURCES IN SWILL BASED DIETS FOR FATTENING PIGS

SUMMARY

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Key words: Fattening pigs, performance, gicabu, saccharina, swill, sugar cane molasses type B.

INTRODUCCION

En los últimos años ha habido un incremento sustancial en la utilización de subproductos de la caña de azúcar para la alimentación animal, para sustituir los llamados alimentos convencionales y además poder disminuir los altos costos que implican su utilización. La incorporación de la saccharina, producto elaborado a través del enriquecimiento proteico de la caña de azúcar o el bagacillo de retorno por fermentación en estado sólido (Elías et a1990), así como también, la producción del gicabú que se obtiene a partir del secado de cachaza y mostos de destilería o fábricas de levadura torula (Gil et al 1978).

Las informaciones disponibles indican niveles de inclusión del 35 % de saccharina de caña en los concentrados de cereales con buenos resultados en el sistema de alimentación basado en pienso más miel B de caña de azúcar (Castro et al 1990) y/o pienso más miel final (González et al 1993) para cerdos. También de gicabú se incluyen niveles del 10 % de sustitución de la MS de la dieta con resultados favorables en el comportamiento (Olengui y Castro 1978).

El gicabú por su naturaleza pulverulenta, voluminosa y de bajo peso específico, provoca un atascamiento en las básculas empacadoras lo que causa retrasos productivos (Rodríguez 1987). A pesar de estos problemas y partiendo de la necesidad de ahorro de fuentes de divisas, se evaluaron estos subproductos en cerdos alimentados con dietas de desperdicios procesados y cereales en la etapa de crecimiento-ceba, utilizando niveles de sustitución admisibles del 20 % para las fábricas de pienso.

MATERIALES Y METODOS

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Tabla 1. Composición porcentual de las dietas (% MS)

Control Sacharina, 20% Gicabú, 20% Ingredientes

Desperdicios Procesado 39.4 39.9 39.3 Miel B 24.5 24.4 24.9 Pienso de ceba 36.1 35.71 35.81 Análisis

MS 57.7 57.0 57.8 MO 93.3 94.6 94.1 Cenizas 6.7 5.4 5.9 N x 6,25 14.3 13.8 13.6 Energía bruta, KJ/g MS 14.8 16.2 15.9 FC 5.2 6.8 6.4

¹ Confeccionado con sacharina o Gicabú

En la tabla 2 se refleja la composición del pienso de ceba que se usó en cada uno de los tratamientos. En estos piensos, parte del trigo molido fue sustituido por sacharina o gicabú en los casos correspondientes. De esta forma, estos dos ingredientes constituyeron aproximadamente un 7.2% de la dieta en cada caso. El contenido de nutrientes en cada uno de los tres piensos de ceba ya fue informado anteriormente (González et al 1992).

Tabla 2. Composición del pienso de ceba (% MS)

Control Sacharina, 20% Gicabú, 20%

Trigo molido 64.9 44.9 44.9 Sacharina - 20.0 - Gicabú - 20.0 - Maíz molido 7.4 7.4 7.4 Harina de girasol 10.1 10.1 10.1 Levadura torula 11.9 11.9 11.9 DL- metionina 1.4 1.4 1.4 Cloruro de sodio 0.4 0.4 0.4 Vitaminas y minerales1 1.0 1.0 1.0

1

Formulado para cubrir requerimientos del NRC (1979) en la dieta.

(35)

Tabla 3. Tecnología de alimentación en cerdos (kg/día, en base fresca) con sacharina o gicabú incluidos en el pienso de ceba

Tiempo, Desperdicios Miel B Pienso de días procesados ceba 7 2.0 0.16 1.67 7 3.5 0.32 1.20 30 6.5 0.69 0.80 30 7.0 0.91 0.80 30 9.2 1.13 0.80 22 11.7 1.26 0.80 Promedio 7.7 0.90 0.87 Total 973.74 113.01 109.69

El procedimiento utilizado para el análisis de los datos fue el análisis de varianza (Steel y Torrie 1980).

RESULTADOS Y DISCUSION

Durante la prueba experimental no se presentaron alteraciones clínicas y todos los cerdos concluyeron satisfactoriamente la etapa. Por otra parte el tiempo de permanencia hasta los 126 días fue inferior a lo establecido en el Manual de Crianza Porcina 1990 (UNEPOR 1990) para todos los tratamientos estudiados.

Tabla 4. Rasgos de comportamiento en cerdos alimentados con sacharina o gicabú. Sacharina, Gicabú

Control 20 % 20 % ES± Peso, kg

Inicial 26.6 25.8 26.9 0.3 Final 88.8 88.3 89.3 6.0 Consumo diario

MS, kg 2.24 2.23 2.26 0.03 Proteína bruta, g 320 313 307 6 Ganancia, g/día 494 496 495 20 Conversión,

Kg MS/kg aumento 4.53 4.50 4.57 0.17 Conversión g PB/

Kg aumento 648 631 620 26

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Referencias

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